CN117397086A - 电池及电池的制造方法 - Google Patents

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CN117397086A CN202280033199.0A CN202280033199A CN117397086A CN 117397086 A CN117397086 A CN 117397086A CN 202280033199 A CN202280033199 A CN 202280033199A CN 117397086 A CN117397086 A CN 117397086A
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平野浩一
河濑觉
森冈一裕
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

电池(1000)具备电池单体(2000)。电池单体(2000)具有正极活性物质层(120)、负极活性物质层(110)、以及配置于正极活性物质层(120)与负极活性物质层(110)之间的固体电解质层(130)。在平面视电池单体(2000)的侧面的情况下，在电池单体(2000)的侧面设置有相对于电池单体(2000)的厚度方向倾斜的条状切断痕(800)。

Description

电池及电池的制造方法
技术领域
本公开涉及电池和电池的制造方法。
背景技术
在电池的制造中，为了决定电池的形状以及去除不需要的部分等，有时切断电池单体或电池单体的构成要素的端部。
在专利文献1中公开了对集电体的临时切断面实施绝缘处理的技术。
在专利文献2中公开了在粘接剂连接的多个电致伸缩效应元件的单位层叠体侧面设置集电体的外部电极后相互连接的技术。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2008-53103号公报
专利文献2：日本特开平4-167579号公报
发明内容
发明要解决的问题
在现有技术中，期望进一步抑制使用固体电解质的电池短路、以及提高品质稳定等可靠性。
使用固体电解质的电池与液系电池不同，由于没有隔膜，因此抑制由切断面引起的可靠性的降低变得重要。
因此，本公开提供一种具有高可靠性的电池及电池的制造方法。
解决问题的手段
本公开的一个方式的电池具备至少一个电池单体，所述至少一个电池单体具有正极层、负极层、以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，在所述至少一个电池单体的侧面设置有条状的凹部或凸部，在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部相对于所述至少一个电池单体的厚度方向倾斜。
另外，本公开的一个方式中的电池的制造方法是具备电池单体的电池的制造方法，该电池单体具有正极层、负极层以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，所述电池的制造方法包括通过切断刃将所述电池单体切断的切断工序，在所述切断工序中，一边使所述电池单体以及所述切断刃中的至少一方在所述切断刃的长度方向上滑动，一边利用所述切断刃将所述电池单体切下。
发明的效果
根据本公开，能够提供具有高可靠性的电池及电池的制造方法。
附图说明
图1是表示实施方式1中的电池的概略结构的侧面示意图。
图2是表示比较例中的电池的概略结构的侧面示意图。
图3A是表示实施方式1中的用于切断电池单体的切断装置的一例的正面示意图。
图3B是表示实施方式1中的用于切断电池单体的切断装置的一例的侧面示意图。
图3C是用于说明切断装置的动作的例子的图。
图4是用于说明切断装置的动作的另一例的图。
图5是表示实施方式1的变形例中的电池的概略结构的侧面示意图。
图6是表示实施方式2中的电池的概略结构的侧面示意图。
图7是表示实施方式2中的另一电池的概略结构的侧面示意图。
图8是表示实施方式2中的又一电池的概略结构的侧面示意图。
具体实施方式
(达到得到本公开的一个方式的见解)
如上所述，在电池的制造中，为了决定电池的形状以及去除不需要的部分等，有时切断电池单体的端部。沿着电池单体的厚度方向切断电池单体而形成的切断面成为电池单体的侧面。此时，例如，当将在正极集电体与负极集电体之间具有正极活性物质层、固体电解质层和负极活性物质层的电池单体一并切断时，在切断面上产生从正极集电体到负极集电体的、大致相互平行的多个条状切断痕。
在包含固体电解质的电池中，正负极短路的原因的代表之一，可以举出由沿着电池单体的侧面的边缘面放电引起的绝缘破坏。由于因一并切断而产生的条状切断痕是设置在侧面的凹部或凸部，因此在条状切断痕上电场容易集中。这样电场集中的场所特别容易成为边缘面放电的始终端。因此，条状切断痕中的设置于正极集电体或正极活性物质层的部分和设置于负极集电体或负极活性物质层的部分成为边缘面放电的始终端，沿着该条状切断痕容易发生边缘面放电。因此，正极集电体或正极活性物质层与负极集电体或负极活性物质层之间的条状切断痕的长度越短，边缘面放电的风险越增大。
本公开是基于这样的见解而完成的，提供一种能够通过抑制由设置于电池单体的侧面的条状切断痕等条状的凹部或凸部引起的边缘面放电来提高可靠性的电池以及电池的制造方法。
(本公开的概述)
本公开的一个方式的概要如下。
本公开的一个方式的电池具备至少一个电池单体，所述至少一个电池单体具有正极层、负极层、以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，在所述至少一个电池单体的侧面设置有条状的凹部或凸部，在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部相对于所述至少一个电池单体的厚度方向倾斜。
如上所述，在设置于电池单体的侧面的条状的凹部或凸部处电场容易集中，条状的凹部或凸部容易成为侧面的边缘面放电的始终端。在本方式中，在平面视电池单体的侧面的情况下，条状的凹部或凸部相对于电池单体的厚度方向倾斜，由此与不倾斜的情况相比，负极层与正极层之间的条状的凹部或凸部变长。即，电场容易集中的条状的凹部或凸部中的、设置于负极层的部分与设置于正极层的部分之间的距离变长。因此，通过抑制发生电池单体的侧面的边缘面放电，能够抑制发生由绝缘破坏引起的短路，实现可靠性高的电池。
另外，例如，也可以是，在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部与所述厚度方向所成的角度为18度以上84度以下。
由此，在平面视电池单体的侧面的情况下，与相对于电池单体的厚度方向不倾斜的情况相比，条状的凹部或凸部的负极层与正极层之间的条状的凹部或凸部变长5％以上，能够更提高电池的可靠性。另外，例如，在通过使切断刃或者电池单体在与电池单体的厚度方向垂直的方向上一边滑动一边切下而形成条状的凹部或者凸部的情况下，切断刃或者电池单体的滑动冲程为切断电池单体所需的切断刃的最低冲程的10倍以下。因此，能够使电池单体的切断设备紧凑。
另外，例如，也可以是，在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部与所述厚度方向所成的角度为25度以上78度以下。
由此，在平面视电池单体的侧面的情况下，与相对于电池单体的厚度方向不倾斜的情况相比，条状的凹部或凸部的负极层与正极层之间的条状的凹部或凸部变长10％以上，能够进一步提高电池的可靠性。另外，例如，在通过使切断刃或者电池单体在与电池单体的厚度方向垂直的方向上一边滑动一边切下而形成条状的凹部或者凸部的情况下，切断刃或电池单体的滑动冲程为切断电池单体所需的切断刃或电池单体的最低冲程的5倍以下。因此，能够使电池单体的切断设备更加紧凑。
另外，例如，也可以是，在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部弯曲。
由此，能够使负极层与正极层之间的条状的凹部或凸部进一步变长，能够进一步提高电池的可靠性。
另外，例如，也可以是，所述条状的凹部的深度或凸部的高度为0.1μm以上。
这样的条状的凹部或凸部为规定以上的大小，因此即使在电场容易集中于条状的凹部或凸部的情况下，在平面视电池单体的侧面的情况下，条状的凹部或凸部也相对于电池单体的厚度方向倾斜，由此能够提高电池的可靠性。
另外，例如，也可以是，所述至少一个电池单体是多个电池单体，所述多个电池单体被层叠。
由此，在层叠有电池单体的层叠电池中，也能够提高电池的可靠性。
另外，例如，也可以是，所述多个电池单体中的相邻的电池单体各自的所述条状的凹部或凸部连续。
这样的所述条状的凹部或凸部能够通过将多个电池单体以层叠的状态一并切断而形成，因此能够简化电池的制造工艺。
另外，例如，也可以是，在平面视所述多个电池单体中的相邻的电池单体各自的侧面的情况下，所述相邻的电池单体各自的所述条状的凹部或凸部相对于所述厚度方向倾斜的方向为相反方向。
由此，即使在电池被施加冲击等的情况下，也不易传播以条状的凹部或凸部为起点的电池的破损，能够提高电池的可靠性。
另外，本公开的一个方式中的电池的制造方法是具备电池单体的电池的制造方法，该电池单体具有正极层、负极层以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，所述电池的制造方法包括通过切断刃将所述电池单体切断的切断工序，在所述切断工序中，一边使所述电池单体以及所述切断刃中的至少一方在所述切断刃的长度方向上滑动，一边利用所述切断刃将所述电池单体切下。
这样，在切断工序中，电池单体或者切断刃的至少一方在切断刃的长度方向上滑动，由此切断面上的切断刃的轨迹从电池单体的厚度方向倾斜。其结果是，即使在切断面上形成有由切断刃产生的条状的凹部或凸部的切断痕的情况下，在平面视电池单体的切断面的情况下，切断痕也相对于电池单体的厚度方向倾斜。因此，在平面视电池单体的侧面的情况下，与切断痕相对于电池单体的厚度方向不倾斜的情况相比，负极层与正极层之间的切断痕变长。因此，通过抑制发生电池单体的切断面的边缘面放电，能够抑制发生由绝缘破坏引起的短路，能够制造可靠性高的电池。而且，不仅利用切断刃压切电池单体，还使切断刃的刀尖滑动而切断电池单体，因此能够减小切断阻力。由此，切断时施加于电池单体的应力变小，因此能够减轻因应力而在切断面附近在电池单体的内部产生微小裂纹等破损的风险，因此能够制造可靠性高的电池。
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
另外，以下说明的实施方式均表示总括性或具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接方式、工序、工序的顺序等是一例，主旨不是限定本公开。另外，关于以下的实施方式中的构成要素中的、独立技术方案中未记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。
另外，各图是示意图，并不一定是严密地图示的图。因此，例如，在各图中比例尺等未必一致。另外，在各图中，对于实质上相同的结构标注相同的附图标记，省略或简化重复的说明。
此外，在本说明书中，平行等表示要素间的关系性的术语、矩形等表示要素的形状的术语、以及数值范围不是仅表示严格意思的表现，而是表示还包含实质上同等的范围、例如百分之几左右的差异的表现。
(实施方式1)
[结构]
首先，对实施方式1中的电池的结构进行说明。图1是表示实施方式1中的电池1000的概略结构的侧面示意图。图1是平面视连接电池1000的两个主面的侧面的情况的图。另外，图1也是平面视电池1000所具备的电池单体2000的侧面的情况的图。平面视侧面也可以说是沿着电池1000或电池单体2000的侧面的法线方向观察电池1000或电池单体2000。
如图1所示，实施方式1中的电池1000具备至少一个电池单体2000。电池单体2000例如为长方体状，但也可以是其他形状。在电池1000中，电池单体2000的数量为一个，但电池1000也可以具备多个电池单体。关于具备多个电池单体的电池，将后述。电池单体2000具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220。在本公开中，负极活性物质层110是负极层的一例，正极活性物质层120是正极层的一例。
负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220依次层叠。另外，电池单体2000至少具备负极活性物质层110、固体电解质层130和正极活性物质层120即可。例如，电池单体2000也可以不具备负极集电体210和正极集电体220中的至少一方。
负极活性物质层110和正极活性物质层120隔着固体电解质层130相对。负极活性物质层110位于负极集电体210与固体电解质层130之间。正极活性物质层120位于正极集电体220与固体电解质层130之间。
负极活性物质层110是包含负极材料的层。用于负极活性物质层110的负极材料例如包含负极活性物质。负极活性物质层110与正极活性物质层120相对配置。
作为负极活性物质层110中含有的负极活性物质，可使用能够脱离和插入锂(Li)或镁(Mg)等离子的各种材料，例如。作为负极活性物质的材料，例如可使用石墨、金属锂等负极活性物质。
此外，在负极活性物质层110中使用的负极材料中，例如还可以包含无机类固体电解质等固体电解质。作为无机类固体电解质，例如可使用硫化物固体电解质或氧化物固体电解质等。作为硫化物固体电解质，例如可使用硫化锂(Li2S)和五硫化二磷(P2S5)的混合物。另外，在负极活性物质层110中使用的负极材料中，例如还可以包含乙炔黑等导电材料。此外，在负极活性物质层110中使用的负极材料中，例如还可以包含聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。
通过将与溶剂一起糅合了负极活性物质层110中使用的负极材料而成的糊状的涂料涂敷在负极集电体210的面上并使其干燥，来制作负极活性物质层110。为了提高负极活性物质层110的密度，也可以在干燥后对包含负极活性物质层110和负极集电体210的负极板进行冲压。负极活性物质层110的厚度例如为5μm以上300μm以下，但不限于此。
正极活性物质层120是包含正极材料的层。正极材料是构成负极材料的对电极的材料。正极活性物质层120中使用的正极材料例如包含正极活性物质。
作为正极活性物质层120中含有的正极活性物质，可使用能够脱离和插入Li或Mg等离子的各种材料。作为正极活性物质的材料，例如可使用钴酸锂复合氧化物(LCO)、镍酸锂复合氧化物(LNO)、锰酸锂复合氧化物(LMO)、锂-锰-镍复合氧化物(LMNO)、锂-锰-钴复合氧化物(LMCO)、锂-镍-钴复合氧化物(LNCO)、锂-镍-锰-钴复合氧化物(LNMCO)等正极活性物质。
此外，在正极活性物质层120中使用的正极材料中，例如还可以包含无机类固体电解质等固体电解质。作为固体电解质，可使用作为上述的负极材料中包含的固体电解质而例示的材料。另外，正极活性物质的表面也可以被固体电解质涂布。另外，在正极活性物质层120中使用的正极材料中，例如还可以包含乙炔黑等导电材料。另外，在正极活性物质层120中使用的正极材料中，例如还可以包含聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。
通过将与溶剂一起糅合了正极活性物质层120中使用的正极材料而成的糊状的涂料涂敷在正极集电体220的面上并使其干燥，来制作正极活性物质层120。为了提高正极活性物质层120的密度，也可以在干燥后对包含正极活性物质层120和正极集电体220的正极板进行冲压。正极活性物质层120的厚度例如为5μm以上300μm以下，但不限于此。
固体电解质层130配置在负极活性物质层110与正极活性物质层120之间。固体电解质层130分别与负极活性物质层110和正极活性物质层120相接。固体电解质层130是包含电解质材料的层。作为电解质材料，可使用一般公知的电池用的电解质。固体电解质层130的厚度可以是5μm以上300μm以下，或者也可以是5μm以上100μm以下。
固体电解质层130包含固体电解质作为电解质材料。电池1000例如可以是全固体电池。
作为固体电解质，可使用作为上述的负极材料中包含的固体电解质而例示的材料。另外，除了电解质材料之外，固体电解质层130也可以含有例如聚偏二氟乙烯等粘结用粘合剂等。
在电池单体2000中，负极活性物质层110、正极活性物质层120和固体电解质层130维持为平行平板状。由此，能够抑制发生由弯曲引起的破裂或崩落。另外，也可以使负极活性物质层110、正极活性物质层120和固体电解质层130配合并平滑地弯曲。
负极集电体210和正极集电体220分别是具有导电性的构件。负极集电体210和正极集电体220例如可以分别是具有导电性的薄膜。作为构成负极集电体210和正极集电体220的材料，例如可使用不锈钢(SUS)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)等金属。
负极集电体210与负极活性物质层110相接配置。作为负极集电体210，例如可使用SUS箔、Cu箔、Ni箔等金属箔。负极集电体210的厚度例如为5μm以上100μm以下，但不限于此。另外，负极集电体210可以在与负极活性物质层110相接的部分具备例如作为包含导电性材料的层的集电体层。
正极集电体220与正极活性物质层120相接配置。作为正极集电体220，例如可使用SUS箔、Al箔、Cu箔、Ni箔等金属箔。正极集电体220的厚度例如为5μm以上100μm以下，但不限于此。另外，正极集电体220也可以在与正极活性物质层120相接的部分具备例如作为包含导电性材料的层的集电体层。
电池单体2000的侧面例如是通过用切断刃将负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极集电体220和正极活性物质层120一并切断而形成的切断面。电池单体2000的侧面例如通过以形成沿着电池单体2000的厚度方向的切断面的方式将电池单体2000一并切断而形成。在电池单体2000的侧面，例如，露出负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极集电体220和正极活性物质层120。另外，在电池单体2000的侧面中，构成电池单体2000的所有的层和集电体也可以不露出。
在电池单体2000的侧面设置有作为条状的凹部或凸部的一例的条状切断痕800。条状切断痕800是由上述的一并切断引起的。条状切断痕800是由于切断刃与电池单体2000接触时的切断性、应力分布、各层的材料的微小崩落的不均匀性等而产生的、侧面的条状的微小的凹或凸。条状切断痕800例如为直线状。条状切断痕800例如在电池单体2000的侧面以连接负极活性物质层110和正极活性物质层120的方式设置。条状切断痕800可以在电池单体2000的侧面以连接负极集电体210和正极集电体220的方式设置。在平面视该侧面的情况下，设置于电池单体2000的侧面的条状切断痕800相对于电池单体2000的厚度方向倾斜，电池单体2000的厚度方向与条状切断痕800具有不为0的有意义的角度差θ。在平面视电池单体2000的侧面的情况下的电池单体2000的厚度方向是箭头Z所示的方向，换言之，是平面视电池单体2000的侧面的情况下的各层的短边方向。另外，平面视电池单体2000的侧面的情况下的电池单体2000的厚度方向也是在平面视该侧面的情况下的负极活性物质层110、固体电解质层130和正极活性物质层120排列的方向。另外，角度差θ是在平面视电池单体2000的侧面的情况下，条状切断痕800与电池单体2000的厚度方向所成的角度。
在电池单体2000的侧面设置有多个条状切断痕800，多个条状切断痕800相互平行。即，相邻的条状切断痕800之间的距离在任何位置都相同。另外，在多个条状切断痕800中，也可以混合存在作为凹部的条状切断痕800和作为凸部的条状切断痕800。
详细情况将后述，条状切断痕800通过如下方式形成：在通过切断刃切断电池单体2000的情况下，以使以电池单体2000为基准的切断刃的相对移动方向相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的方式进行切断。
在此，参照比较例中的电池1000X，对电池1000的效果进行说明。图2是表示比较例中的电池1000X的概略结构的侧面示意图。图2是平面视电池1000X的侧面的情况的图。
如图2所示，在平面视电池单体2000的侧面的情况下，在电池1000X所具备的电池单体2000的侧面设置有相对于电池单体2000的厚度方向不倾斜的条状切断痕800X。
如上所述，设置在侧面的凹部或凸部容易集中电场，容易成为侧面的边缘面放电的始终端。在平面视电池单体2000的侧面的情况下，条状切断痕800X相对于电池单体2000的厚度方向不倾斜，因此设置成以最短距离连接负极集电体210或负极活性物质层110与正极集电体220或正极活性物质层120之间。因此，容易发生沿着条状切断痕800X的边缘面放电。
另一方面，在图1所示的本实施方式的电池1000中，在平面视电池单体2000的侧面的情况下，条状切断痕800相对于电池单体2000的厚度方向倾斜。因此，与比较例中的条状切断痕800X相比，负极集电体210或负极活性物质层110与正极集电体220或正极活性物质层120之间的条状切断痕800变长。即，电场容易集中的条状切断痕800中的、设置于负极集电体210或负极活性物质层110的部分与设置于正极集电体220或正极活性物质层120的部分之间的距离变长。因此，通过抑制发生电池元件2000的侧面的边缘面放电，能够抑制发生由绝缘破坏引起的短路，实现可靠性高的电池1000。
角度差θ例如为18度以上84度以下，也可以为25度以上78度以下。
通过使角度差θ为18度以上，与没有角度差θ的情况相比，条状切断痕800中的设置于负极集电体210或负极活性物质层110的部分与设置于正极集电体220或正极活性物质层120的部分的距离增加5％以上。其结果是，能够进一步降低由沿着电池单体2000的侧面的边缘面放电引起的绝缘破坏的风险。另外，通过使角度差θ为25度以上，与没有角度差θ的情况相比，条状切断痕800中的设置于负极集电体210或负极活性物质层110的部分与设置于正极集电体220或正极活性物质层120的部分的距离增加10％以上。其结果是，能够进一步减轻由沿着电池单体2000的侧面的边缘面放电引起的绝缘破坏的风险。
另外，通过使角度差θ为84度以下，例如，如后述的制造方法那样，在使切断刃或电池单体2000在与电池单体2000的厚度方向垂直的方向上一边滑动一边切下而形成条状切断痕800的情况下，电池单体2000或切断刃的滑动冲程为切断电池单体2000所需的切断刃的最低冲程(即，切下方向的冲程)的10倍以下。因此，能够使电池单体2000的切断设备紧凑。另外，角度差θ为78度以下，由此上述滑动冲程相对于上述最低冲程为5倍以下。因此，能够使电池单体2000的切断设备更加紧凑。
条状切断痕800中的凹部的深度或凸部的高度例如为0.1μm以上。这样，即使在容易产生电场向条状切断痕800的集中的情况下，也能够通过如本实施方式那样条状切断痕800相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的效果来抑制边缘面放电。另外，从抑制边缘放电和抑制以条状切断痕800为起点的破损的观点来看，条状切断痕800中的凹部的深度或凸部的高度例如可以为100μm以下，且为10μm以下。另外，在设置多个条状切断痕800的情况下，例如，多个条状切断痕800中的最深的凹部的深度或最高的凸部的高度为0.1μm以上100μm以下，或者为0.1μm以上10μm以下。
[制造方法]
接着，对电池1000的制造方法进行说明。
电池1000的制造方法例如包括层叠工序和切断工序。
在层叠工序中，例如形成具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220的电池单体2000。在层叠工序中，例如，通过依次层叠负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220，形成电池单体2000。电池单体2000例如通过将负极活性物质层110、正极活性物质层120和固体电解质层130各自的材料与溶剂一起糅合而成的糊状的涂料涂敷在集电体或各层的面上并使其干燥而形成。此外，可以通过准备负极板和正极板并通过将负极板和正极板隔着固体电解质层130接合来形成电池单体2000，该负极板是将负极活性物质层110和固体电解质层130依次层叠在负极集电体210上而形成的，正极板是将正极活性物质层120和固体电解质层130层叠在正极集电体220上而形成的。在层叠工序中，在各层的形成以及负极板与正极板的接合中，为了高密度化以及压缩接合，也可以进行冲压。另外，形成电池单体2000的方法不限于上述的例子，可以通过公知的电池的制造方法形成。
接着，在切断工序中，通过切断刃切断在层叠工序中形成的电池单体2000。此时，在通过切断刃切断电池单体2000而形成的切断面上形成有上述的条状切断痕800。条状切断痕800是由于切断刃与电池单体2000接触时的切断性、应力分布、各层的材料的微小崩落的不均匀性等而形成的。这样，形成具备电池单体2000的电池1000，该电池单体2000以形成有条状切断痕800的切断面为侧面。
另外，在切断工序中，也可以代替准备在层叠工序中形成的电池单体2000而得到预先层叠有各层的电池单体2000，准备电池单体2000而使用。
在此，说明在平面视电池单体2000的侧面的情况下形成相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的条状切断痕800的方法。图3A是表示用于切断电池单体2000的切断装置600的一例的正面示意图。图3B是表示用于切断电池单体2000的切断装置600的一例的侧面示意图。图3C是用于说明切断装置600的动作的例子的图。另外，在图3A和图3B中，对切断单元601附加了点的图案，但这是为了便于观察而附加的，并不是想要在实际的切断单元601上附加点的图案。另外，在图3C中，为了便于观察，省略了切断装置600中的可动上刃701和支承单元753以外的结构的图示。
作为形成相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的条状切断痕800的方法，例如可举出使用图3A和图3B示意性地示出的切断装置600的方法。
切断装置600具备切断单元601、滑动单元602和支承单元753。
切断单元601整体载置于滑动单元602上。在图3A和图3B中，在切断单元601上附加有点的图案。切断单元601具有切断刃700和切断刃致动器751。
切断刃700由可动上刃701和固定下刃702构成。可动上刃701的下端是可动上刃701的刀尖，固定下刃702的上端是固定下刃702的刀尖。可动上刃701与切断刃致动器751的下端连接，能够通过切断刃致动器751上下移动。具体地说，可动上刃701的与刀尖相反一侧的端部与切断刃致动器751连接。切断刃致动器751例如是气缸或电动缸等。
固定下刃702配置在可动上刃701的下方且在可动上刃701的上下移动下不与可动上刃701接触的位置，以便能够利用可动上刃701的上下移动将被可动上刃701和固定下刃702夹持的被切断物切断。由此，能够利用可动上刃701的刀尖和固定下刃702的刀尖夹入配置在可动上刃701和固定下刃702之间的电池单体2000，从而将其切断。
可动上刃701的下端相对于固定下刃702的上端倾斜。由此，能够减少电池单体2000与作为可动上刃701的下端的刀尖接触时的接触面积，能够减少切断阻力。另外，可动上刃701的下端也可以与固定下刃702的上端平行。另外，可动上刃701的下端也可以弯曲。
滑动单元602具有滑动致动器752。滑动致动器752是气缸或电动滑动器等。切断单元601载置于滑动致动器752的滑动驱动部分，并且切断单元601构成为通过滑动致动器752在平行于切断刃700的长度方向的方向上能够移动。即，滑动致动器752的滑动驱动部分在平行于切断刃700的长度方向的方向上进行驱动。切断刃700的长度方向是可动上刃701和固定下刃702延伸的方向，例如是与可动上刃701的厚度方向正交且与可动上刃701的上下移动方向交叉(例如正交)的方向。另外，在如图所示的可动上刃701是刀尖配置在可动上刃701的短边方向的端部的长条的板状的情况下，长度方向是可动上刃701的长边方向。
支承单元753例如是配置在切断单元601和滑动单元602的前方或后方的支承电池单体2000用的台。在支承单元753的上表面保持被切断的电池单体2000。电池单体2000也可以通过未图示的夹具等固定保持于支承单元753。以可动上刃701位于电池单体2000的主面的上方的方式保持电池单体2000。此外，电池单体2000的一部分载置于固定下刃702。支承单元753的上表面的高度与固定下刃702的上端部的高度相同，以可动上刃701的上下移动的方向与电池单体2000的厚度方向平行的方式保持电池单体2000。例如，电池单体2000被保持成电池单体2000的主面成为水平方向。由此，在切断电池单体2000时，电池单体2000不易偏移，能够提高切断的精度。
支承单元753不与滑动致动器752连接，并且支承单元753的位置是固定的。因此，保持于支承单元753的电池单体2000也不会由于滑动致动器752的驱动而移动。
切断刃致动器751和滑动致动器752例如基于位置传感器信号或驱动脉冲信息而对相互的位置信息进行协作，切断刃700在切断刃700的长度方向上滑动的同时切断支承单元753所保持的电池单体2000。另外，也可以使支承单元753保持层叠的多个电池单体2000，将多个电池单体2000一次切断。
具体地说，如图3C所示，在切断电池单体2000的情况下，可动上刃701通过切断刃致动器751向箭头M1所示的方向移动。箭头M1所示的方向例如与电池单体2000的厚度方向平行。另外，与此同时，包括可动上刃701的切断单元601整体通过滑动致动器752向箭头M2所示的方向中的某一方向移动。箭头M2所示的方向是切断刃700的长度方向。由此，在切断工序中，一边使切断刃700在切断刃700的长度方向上滑动，一边通过切断刃700的可动上刃701从电池单体2000的主面的上方将电池单体2000切下。此时，切断工序中的以电池单体2000为基准的切断刃700的可动上刃701的相对移动方向，相对于平面视在电池单体2000被切断刃700切断的情况下所形成的切断面的情况下的电池单体2000的厚度方向倾斜。其结果是，能够在所形成的切断面上形成相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的条状切断痕800。另外，所谓切下是指可动上刃701的刀尖朝向电池单体2000移动，从而切断电池单体2000。因此，在切下的情况下，例如，可动上刃701朝向铅垂下方移动，但根据可动上刃701与电池单体2000的相对的位置关系，不限于朝向铅垂下方移动。
可动上刃701以电池单体2000为基准的相对移动方向是箭头M1所示的方向与箭头M2所示的方向中的某一方向合成的方向。例如，可动上刃701向箭头M1的方向移动，同时切断单元601整体向箭头M2所示的方向中的图3C的左方向滑动，由此形成向图1所示的方向倾斜的条状切断痕800。另外，在切断单元601整体不滑动，仅通过可动上刃701向箭头M1的方向移动来切断电池单体2000的情况下，形成图2所示的条状切断痕800X。
在如图3C所示那样可动上刃701的下端倾斜的情况下，通过使切断单元601整体从可动上刃701的下端中的靠近支承单元753的一侧向远离的一侧滑动，即，向箭头M2所示的方向中的图3C中的左方向滑动，能够减少可动上刃701的冲程。另外，通过使切断单元601整体从可动上刃701的下端中的远离支承单元753的一侧向不同的一侧滑动，即向箭头M2所示的方向中的图3C中的右方向滑动，能够减少可动上刃701切断电池单体2000时的负荷。
此外，在切断电池单体2000时，通过切断刃致动器751的切断速度的设定和滑动致动器752的滑动速度的设定，能够改变电池单体2000的厚度方向与条状切断痕800的角度差。切断速度是用可动上刃701切下电池单体2000的速度，滑动速度是使切断刃700在切断刃700的长度方向上滑动的速度。此外，在切断刃致动器751和滑动致动器752的速度设定中，在电池单体2000的切断过程中，使切断速度与滑动速度的关系变化，从而能够使条状切断痕800成为弯曲形状。例如，通过在电池单体2000的切断开始时使切断速度或滑动速度加速、或者在电池单体2000的切断结束前使切断速度或滑动速度减速，使切断速度与滑动速度的关系变化。另外，在电池单体2000的切断过程中，也可以通过使切断速度或滑动速度持续加速或持续减速，使切断速度与滑动速度的关系变化。
此外，切断刃致动器751和滑动致动器752基于相互的位置信息而协作，在条状切断痕800和电池单体2000的厚度方向上产生角度差，作为通过这样的方法制造的另一个优点，举出切断负荷的降低，由此能够提高电池1000的可靠性。
具体地说，在切断工序中，一边使切断刃700在切断刃700的长度方向上滑动，一边通过切断刃700的可动上刃701将电池单体2000切下。因此，不仅是压切电池单体2000，还使可动上刃701的刀尖滑动而切断电池单体2000，因此能够减小切断阻力。由此，切断时施加在电池单体2000上的应力变小，因此能够减轻因应力而在切断面附近在电池单体2000的内部产生微小裂纹等破损的危险，因此能够提高电池1000的可靠性。
另外，在上述的电池单体2000的切断方法中，使切断刃700在切断刃700的长度方向上滑动，但不限于此。在切断工序中，也可以一边使电池单体2000在切断刃700的长度方向上滑动，一边通过切断刃700的可动上刃701将电池单体2000切下。图4是用于说明切断装置600的动作的另一例的图。在图3A和图3B所示的切断装置600中，切断单元601滑动，支承单元753被固定，而图4示出了切断装置600中切断单元601被固定，支承单元753滑动的情况。即，支承单元753可以与滑动致动器752连接，由滑动致动器752驱动。
如图4所示，在切断电池单体2000的情况下，可动上刃701通过切断刃致动器751向箭头M1所示的方向移动。另外，与此同时，支承单元753通过滑动致动器752在箭头M3所示的某一方向移动。箭头M3所示的方向是切断刃700的长度方向。由此，在切断工序中，一边使保持于支承单元753的电池单体2000在切断刃700的长度方向上滑动，一边通过切断刃700的可动上刃701从电池单体2000的主面的上方将电池单体2000切下。其结果是，能够在所形成的切断面上形成相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的条状切断痕800。例如，在可动上刃701向箭头M1的方向移动的同时，保持于支承单元753的电池单体2000向箭头M3所示的方向中的图4中的右方向滑动，从而形成向图1所示的方向倾斜的条状切断痕800。在这样的方法中，也能够减小切断电池单体2000时的切断阻力。另外，在该情况下，滑动速度是使电池单体2000在切断刃700的长度方向上滑动的速度。
此外，在切断工序中，以电池单体2000的主面相对于切断刃700的长度方向倾斜的方式保持电池单体2000。在该情况下，由于电池单体2000的厚度方向相对于可动上刃701的移动方向倾斜，所以切断刃700的可动上刃701以电池单体2000为基准的相对的移动方向，相对于平面视在电池单体2000被切断刃切断的情况下所形成的切断面的情况下的电池单体2000的厚度方向倾斜。因此，不使用滑动驱动器752，仅通过利用切断刃700的可动上刃701将电池单体2000切下，就能够形成相对于电池单体2000的厚度方向倾斜的条状切断痕800。
[变形例]
接着，对实施方式1的变形例进行说明。在以下的变形例的说明中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，省略或简化共同点的说明。
图5是表示实施方式1的变形例中的电池1010的概略结构的侧视图。图5是平面视电池1010的侧面的情况的图。另外，图5也是平面视电池1010所具备的电池单体2000的侧面的情况的图。
如图5所示，实施方式1的变形例中的电池1010与实施方式1中的电池1000相比，不同点在于：在电池单体2000的侧面代替条状切断痕800而设置有条状切断痕801。
在电池1010中，电池单体2000的侧面也是通过一并切断而形成的切断面，在电池单体2000的侧面设置有作为条状的凹部或凸部的一例的条状切断痕801。在平面视电池单体2000的侧面的情况下，条状切断痕801弯曲。在图5所示的例子中，条状切断痕801整体弯曲，但也可以具有直线状的部分和弯曲的部分。另外，在平面视电池单体2000的侧面的情况下，条状切断痕801的至少一部分相对于电池单体2000的厚度方向倾斜。在图5所示的例子中，条状切断痕801在所有部分相对于电池单体2000的厚度方向倾斜。
在图5所示的例子中，条状切断痕801以下侧凸起的方式弯曲，但也可以以上侧凸起的方式弯曲。另外，条状切断痕801也可以具有以下侧凸起的方式弯曲的部分和以上侧凸起的方式弯曲的部分。
在平面视电池单体2000的侧面的情况下，连结条状切断痕801的两端的直线与电池单体2000的厚度方向所成的角度例如为18度以上84度以下，也可以为25度以上78度以下。
在电池1010中，由于条状切断痕801弯曲，因此与不弯曲的情况相比，负极集电体210或负极活性物质层110与正极集电体220或正极活性物质层120之间的条状切断痕801变长。即，电场容易集中的、条状切断痕801中的设置于负极集电体210或负极活性物质层110的部分与设置于正极集电体220或正极活性物质层120的部分之间的距离变长。因此，通过抑制发生电池元件2000的侧面的边缘面放电，能够抑制发生短路，实现可靠性更高的电池1010。
例如，在上述说明的切断工序中，条状切断痕801通过如下方式形成：在对切断刃致动器751和滑动致动器752的速度设定中，在电池单体2000的切断过程中，使切断速度和滑动速度之间的关系变化。即，切断工序中的以电池单体2000为基准的切断刃700的可动上刃701的相对移动方向在电池单体2000的切断中变化。
(实施方式2)
接着，对实施方式2进行说明。在以下的实施方式2的说明中，以与实施方式1的不同点为中心进行说明，省略或简化共同点的说明。实施方式2中的电池是层叠有多个电池单体的层叠电池。
图6是表示实施方式2的电池1100的概略结构的侧面示意图。图6是平面视电池1100的侧面的情况的图。另外，图6也是平面视电池1100所具备的多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的相同侧的侧面的情况的图。
如图6所示，实施方式2中的电池1100具备多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c，所述多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c包括实施方式1中的电池1000所具备的电池单体2000。多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c被层叠。
在电池1100中，具有多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c电并联连接而层叠的结构。电池1100是通过粘接或接合等将多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c一体化而成的并联层叠电池。具体地说，多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c中的相邻的电池单体以各层的层叠顺序颠倒的方式层叠。多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c中的负极集电体210彼此之间以及正极集电体220彼此之间通过省略了图示的引线等电连接，由此多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c并联连接。将集电体彼此之间连接的引线等例如与取出电极连接。
多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c分别具备负极活性物质层110、固体电解质层130和正极活性物质层120，进一步地，也可以具备负极集电体210和正极集电体220中的至少一方。具体而言，电池单体2000具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220。另外，电池单体2000a和电池单体2000c分别具备负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220。另外，电池单体2000b具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130和正极活性物质层120。电池单体2000a、电池单体2000b以及电池单体2000c分别与相邻的电池单体的负极集电体210或正极集电体220和负极活性物质层110或正极活性物质层120相接，并共享集电体。另外，多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c也可以不共享集电体，全部电池单体具备负极集电体210、负极活性物质层110、固体电解质层130、正极活性物质层120和正极集电体220。
从电池1100中取出电极能够使用端面端子、上下端端子或集电极耳等各种方式。
在电池1100中的多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c各自的侧面设置有由切断多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的上述切断工序引起的条状的凹部或凸部即条状切断痕810。在平面视多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的侧面的情况下，条状切断痕810相对于多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的厚度方向倾斜。多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c各自的侧面是通过上述的切断工序形成的切断面。多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c中的、相邻的电池单体的条状切断痕810连续，呈一根线状。条状切断痕810遍及多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c中的相邻的电池单体各自的侧面而设置。在图6所示的例子中，也存在遍及多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的所有侧面连续的条状切断痕810。条状切断痕810可以不延伸到电池1100的边缘部，也可以在多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的侧面上的中途中断。
条状切断痕810是在多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c层叠的状态下通过切断工序一并切断而形成的。因此，能够简化电池1100的制造工艺。
另外，电池1100那样的层叠电池不限于并联层叠电池，也可以是串联层叠电池。图7是表示实施方式2中的另一电池1110的概略结构的侧面示意图。电池1110具备多个电池单体2000。在电池1110中，具有多个电池单体2000电串联连接并层叠的结构。电池1110是通过粘接或接合等将多个电池单体2000一体化而成的串联层叠电池。具体地说，多个电池单体2000分别以各层的层叠顺序相同的方式层叠。由此，多个电池单体2000被电串联连接。例如，在构成电池1110的主面的负极集电体210和正极集电体220上分别连接取出电极。
在电池1110中，也与电池1100同样地，在平面视多个电池单体2000的侧面的情况下，在多个电池单体2000各自的侧面设置有相对于多个电池单体2000的厚度方向倾斜的条状切断痕810。
另外，设置于层叠电池的条状切断痕在相邻的电池单体中可以不连续。也可以设置通过将多个电池单体中的一个或几个电池单体一并切断而形成的条状切断痕。图8是表示实施方式2中的另一电池1120的概略结构的侧面示意图。电池1120与电池1100同样，是层叠了多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的并联层叠电池。在电池1120上，代替电池1100中的条状切断痕810而设置条状切断痕820a及条状切断痕820b。
在多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c中的、相邻的电池单体的一方的电池单体的侧面设置有条状切断痕820a，在另一方的电池单体的侧面设置有条状切断痕820b。条状切断痕820a和条状切断痕820b不连续。在平面视多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的侧面的情况下，条状切断痕820a和条状切断痕820b相对于多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的厚度方向倾斜的方向为相反方向。例如，在图8的纸面中，设置在电池单体2000b上的条状切断痕820a向右下倾斜，设置在电池单体2000c上的条状切断痕820b向与右下相反的方向即左下倾斜。这样，在电池1120中，在多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c各自的侧面，以条状切断痕820a和条状切断痕820b交替的方式层叠有多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c。即，在多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c的侧面，条状切断痕820a和条状切断痕820b为锯齿状。由此，即使在电池1120被施加冲击等的情况下，也不易传播以条状切断痕820a和条状切断痕820b为起点的电池1120的破损，能够提高电池1120的可靠性。
在电池1120中，在切断工序中，通过将多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c单独地一并切断而形成切断面。通过层叠单独地一并切断的多个电池单体2000、2000a、2000b、2000c而形成电池1120。此时，例如，电池单体2000和电池单体2000b以形成条状切断痕820a的方式被切断，电池单体2000a和电池单体2000c以形成条状切断痕820b的方式被切断。
(其他实施方式)
以上，基于实施方式和变形例对本公开的电池进行了说明，但本公开不限定于这些实施方式和变形例。只要不脱离本公开的主旨，对实施方式以及变形例实施本领域技术人员想到的各种变形而得到的方式、将实施方式以及变形例中的一部分的构成要素组合而构建的其他方式也包含在本公开的范围内。
另外，上述的实施方式以及变形例能够在请求保护的范围或其等同的范围内进行各种变更、置换、附加、省略等。
产业上的可利用性
本公开的电池可以作为电子设备、电器装置、电动车辆等的电池来利用。
附图标记说明
110负极活性物质层
120正极活性物质层
130固体电解质层
210负极集电体
220正极集电体
600切断装置
601切断单元
602滑动单元
700切断刃
701可动上刃
702固定下刃
751切断刃致动器
752滑动致动器
753支承单元
800、801、810、820a、820b条状切断痕
1000、1010、1100、1110、1120电池
2000、2000a、2000b、2000c电池单体

Claims (9)

1.一种电池，其中，
具备至少一个电池单体，
所述至少一个电池单体具有正极层、负极层、以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，
在所述至少一个电池单体的侧面设置有条状的凹部或凸部，在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部相对于所述至少一个电池单体的厚度方向倾斜。
2.根据权利要求1所述的电池，其中，
在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部与所述厚度方向所成的角度为18度以上84度以下。
3.根据权利要求1所述的电池，其中，
在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部与所述厚度方向所成的角度为25度以上78度以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池，其中，
在平面视所述至少一个电池单体的侧面的情况下，所述条状的凹部或凸部弯曲。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其中，
所述条状的凹部的深度或凸部的高度为0.1μm以上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其中，
所述至少一个电池单体是多个电池单体，
所述多个电池单体被层叠。
7.根据权利要求6所述的电池，其中，
所述多个电池单体中的相邻的电池单体各自的所述条状的凹部或凸部连续。
8.根据权利要求6所述的电池，其中，
在平面视所述多个电池单体中的相邻的电池单体各自的侧面的情况下，所述相邻的电池单体各自的所述条状的凹部或凸部相对于所述厚度方向倾斜的方向为相反方向。
9.一种电池的制造方法，所述电池具备电池单体，所述电池单体具有正极层、负极层以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，其中，
所述电池的制造方法包括通过切断刃将所述电池单体切断的切断工序，
在所述切断工序中，一边使所述电池单体以及所述切断刃中的至少一方在所述切断刃的长度方向上滑动，一边利用所述切断刃将所述电池单体切下。
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