JP2011154873A - Solid battery module and method of manufacturing the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid battery module actualizing volume saving, and to provide a method of manufacturing the same. <P>SOLUTION: The solid battery module includes two or more units of solid battery units. The two solid battery units connected at a predetermined space and electrically in series are arranged on one collector. In the two solid battery units, on the opposite side to the collector, two mutually different collectors are arranged over an electrode plate. The electrode plate is rolled via an insulator with a direction approximately parallel to the direction of the solid battery units arranged side by side, as an axis, and bent approximately parallel to the rolling axis with the predetermined-space part of the electrode plate as an axis. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、省体積化が実現できる固体電池モジュール及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a solid battery module capable of realizing volume saving and a manufacturing method thereof.

二次電池は、化学反応に伴う化学エネルギーの減少分を電気エネルギーに変換し、放電を行うことができる他に、放電時と逆方向に電流を流すことにより、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄積(充電)することが可能な電池である。二次電池の中でも、リチウム二次電池は、エネルギー密度が高いため、ノート型のパーソナルコンピューターや、携帯電話機等の電源として幅広く応用されている。   The secondary battery can convert the decrease in chemical energy associated with the chemical reaction into electrical energy and perform discharge. In addition, the secondary battery converts electrical energy into chemical energy by flowing current in the opposite direction to that during discharge. The battery can be stored (charged). Among secondary batteries, lithium secondary batteries are widely used as power sources for notebook personal computers, mobile phones, and the like because of their high energy density.

リチウム二次電池においては、負極活物質としてグラファイト(Cと表現する)を用いた場合、放電時において、負極では式(1)の反応が進行する。
Li→C+Li+e (1)
式(1)で生じる電子は、外部回路を経由し、外部の負荷で仕事をした後、正極に到達する。そして、式(1)で生じたリチウムイオン(Li)は、負極と正極に挟持された電解質内を、負極側から正極側に電気浸透により移動する。
In the lithium secondary battery, when graphite (expressed as C 6 ) is used as the negative electrode active material, the reaction of the formula (1) proceeds at the negative electrode during discharge.
C 6 Li → C 6 + Li + + e (1)
The electrons generated in the formula (1) reach the positive electrode after working with an external load via an external circuit. The lithium ions (Li + ) generated in the formula (1) move in the electrolyte sandwiched between the negative electrode and the positive electrode by electroosmosis from the negative electrode side to the positive electrode side.

また、正極活物質としてコバルト酸リチウム(Li0.4CoO)を用いた場合、放電時において、正極では式(2)の反応が進行する。
Li0.4CoO+0.6Li+0.6e→LiCoO (2)
充電時においては、負極及び正極において、それぞれ上記式(1)及び式(2)の逆反応が進行し、負極においてはグラファイトインターカレーションによりリチウムが入り込んだグラファイト(CLi)が、正極においてはコバルト酸リチウム(Li0.4CoO)が再生するため、再放電が可能となる。
When lithium cobaltate (Li 0.4 CoO 2 ) is used as the positive electrode active material, the reaction of the formula (2) proceeds at the positive electrode during discharge.
Li 0.4 CoO 2 + 0.6Li + + 0.6e → LiCoO 2 (2)
At the time of charging, the reverse reactions of the above formulas (1) and (2) proceed in the negative electrode and the positive electrode, respectively, and in the negative electrode, graphite (C 6 Li) into which lithium has entered by graphite intercalation is present in the positive electrode. Since lithium cobaltate (Li 0.4 CoO 2 ) is regenerated, re-discharge is possible.

製造にかかるコストを抑制し、且つ製造工程の簡易化を目的とした電池材料の技術は、従来より開発されている。特許文献1には、同一集電体に正極活物質および負極活物質が互いに隔てられて設けられた非水電解質二次電池用極板であって、前記集電体がステンレス鋼であることを特徴とする非水電解質二次電池用極板の技術が開示されている。   Conventionally, battery material technology for the purpose of suppressing the manufacturing cost and simplifying the manufacturing process has been developed. Patent Document 1 discloses a non-aqueous electrolyte secondary battery electrode plate in which a positive electrode active material and a negative electrode active material are separated from each other on the same current collector, and the current collector is made of stainless steel. A technique of a characteristic electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery is disclosed.

特開2001−236946号公報JP 2001-236946 A

特許文献1に開示された非水電解質二次電池用極板は、当該文献の明細書中の16段落に記載されているように、捲回型電極として用いることも企図して設計されている。しかし、このような捲回型電極を用いた電池の場合、使用時に捲回軸の両端から電気を取り出さなければならず、設計が煩雑となるおそれがあり、たとえ設計できたとしても、当該電池の体積は非常に嵩むものと予想される。
本発明は、上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、省体積化が実現できる固体電池モジュール及びその製造方法を提供することを目的とする。
The electrode plate for a non-aqueous electrolyte secondary battery disclosed in Patent Document 1 is designed to be used as a wound electrode as described in paragraph 16 of the specification of the document. . However, in the case of a battery using such a wound electrode, electricity must be taken out from both ends of the winding shaft during use, and there is a risk that the design may be complicated. The volume of is expected to be very large.
The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a solid battery module capable of realizing volume saving and a manufacturing method thereof.

本発明の固体電池モジュールは、固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールであって、1の集電体上に、所定の間隔をおいて、かつ、電気的に直列に接続された2つの前記固体電池単位が配置され、2つの各前記固体電池単位において、前記集電体と反対側に、互いに異なる2つの集電体がそれぞれ配置された電極板が、前記固体電池単位が並ぶ方向に対し略平行の方向を軸として、絶縁体を介して捲回され、前記所定の間隔をおいた電極板の部位を軸として、前記捲回軸に対して略平行に折り曲げられたことを特徴とする。   The solid battery module of the present invention is a solid battery module having two or more solid battery units, and is electrically connected in series on a single current collector at a predetermined interval. The solid battery unit is arranged, and in each of the two solid battery units, an electrode plate on which two different current collectors are arranged on the side opposite to the current collector is arranged in the direction in which the solid battery units are arranged. The electrode plate is wound through an insulator with a substantially parallel direction as an axis, and is bent substantially parallel to the winding axis with a portion of the electrode plate having the predetermined interval as an axis. To do.

このような構成の固体電池モジュールは、全ての前記固体電池単位の正方向、負方向を同一の方向に揃えて設計することができる。また、このような構成の固体電池モジュールは、前記電極板が捲回され折り曲げられる結果、モジュールの正負の各総集電部が、モジュール全体に対して一方の側に揃って配置されるため、モジュール構造のデッドスペースを減らし、省体積化を実現することができる。   The solid battery module having such a configuration can be designed with the positive and negative directions of all the solid battery units aligned in the same direction. Further, in the solid battery module having such a configuration, as a result of the electrode plate being wound and bent, the positive and negative total current collecting portions of the module are arranged on one side with respect to the entire module, The dead space of the module structure can be reduced and volume saving can be realized.

本発明の固体電池モジュールの一形態としては、前記集電体の両面に、前記集電体を挟んで、互いに同じ種類の電極活物質層が形成されているという構成をとることができる。   As one form of the solid battery module of the present invention, the same type of electrode active material layers can be formed on both sides of the current collector with the current collector interposed therebetween.

本発明の固体電池モジュールは、前記電極板の、電気的に直列に接続された回路の両端それぞれに端子が設けられ、前記端子が、折り曲げられた前記電極板において、互いに重ならない位置に配置されていることが好ましい。   In the solid battery module of the present invention, terminals are provided at both ends of the circuit of the electrode plate electrically connected in series, and the terminals are arranged at positions where they do not overlap with each other in the bent electrode plate. It is preferable.

このような構成の固体電池モジュールは、2つの前記端子が重ならない位置に配置されているため、短絡の危険を回避できる。   Since the solid battery module having such a configuration is arranged at a position where the two terminals do not overlap, the risk of short circuit can be avoided.

本発明の固体電池モジュールの製造方法は、固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールの製造方法であって、集電体を準備する工程、2以上の前記固体電池単位が前記集電体によって電気的に直列に接続された電極板を製造する工程、並びに、前記電極板を捲回し折り曲げる工程を有することを特徴とする。   The method for producing a solid battery module of the present invention is a method for producing a solid battery module comprising two or more solid battery units, wherein a step of preparing a current collector, wherein the two or more solid battery units are formed by the current collector. It has the process of manufacturing the electrode plate connected in series electrically, and the process of winding and bending the said electrode plate.

本発明によれば、全ての前記固体電池単位の正方向、負方向を同一の方向に揃えて設計することができる。また、本発明によれば、前記電極板が捲回され折り曲げられる結果、モジュールの正負の各総集電部が、モジュール全体に対して一方の側に揃って配置されるため、モジュール構造のデッドスペースを減らし、省体積化を実現することができる。   According to the present invention, the positive direction and the negative direction of all the solid battery units can be designed in the same direction. Further, according to the present invention, as a result of the electrode plate being wound and bent, the positive and negative total current collecting portions of the module are arranged on one side with respect to the entire module, so that the dead of the module structure Space can be reduced and volume saving can be realized.

本発明の固体電池モジュールの典型例である、捲回型固体電池モジュールを構成する電極板の第1の例の分解斜視模式図、及び、当該電極板の断面模式図である。It is a disassembled perspective schematic diagram of the 1st example of the electrode plate which comprises the winding type solid battery module which is a typical example of the solid battery module of this invention, and the cross-sectional schematic diagram of the said electrode plate. 本発明の固体電池モジュールの典型例である、捲回型固体電池モジュールを構成する電極板の第2の例の分解斜視模式図、及び、当該電極板の断面模式図である。It is the disassembled perspective schematic diagram of the 2nd example of the electrode plate which comprises the winding type solid battery module which is a typical example of the solid battery module of this invention, and the cross-sectional schematic diagram of the said electrode plate. 本発明の固体電池モジュールの典型例である、捲回型固体電池モジュールを構成する電極板の斜視図、及び、当該電極板の断面模式図である。It is the perspective view of the electrode plate which comprises the winding type solid battery module which is a typical example of the solid battery module of this invention, and the cross-sectional schematic diagram of the said electrode plate. 本発明の固体電池モジュールの典型例の断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram of the typical example of the solid battery module of this invention.

1.固体電池モジュール
本発明の固体電池モジュールは、固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールであって、1の集電体上に、所定の間隔をおいて、かつ、電気的に直列に接続された2つの前記固体電池単位が配置され、2つの各前記固体電池単位において、前記集電体と反対側に、互いに異なる2つの集電体がそれぞれ配置された電極板が、前記固体電池単位が並ぶ方向に対し略平行の方向を軸として、絶縁体を介して捲回され、前記所定の間隔をおいた電極板の部位を軸として、前記捲回軸に対して略平行に折り曲げられたことを特徴とする。
1. Solid battery module The solid battery module of the present invention is a solid battery module comprising two or more solid battery units, and is electrically connected in series at a predetermined interval on one current collector. Two solid battery units are arranged, and in each of the two solid battery units, an electrode plate in which two different current collectors are arranged on the opposite side of the current collector is the solid battery unit. The wire is wound through an insulator with a direction substantially parallel to the alignment direction as an axis, and is bent substantially parallel to the winding axis with the portion of the electrode plate having the predetermined interval as an axis. It is characterized by.

上記本発明のより具体的な構成としては、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の順に積層してなる固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールであって、隣り合う2つの前記固体電池単位に含まれる同じ種類の電極活物質層が、互いに反対の方向を向き、且つ、全ての前記固体電池単位の積層方向が揃うように、2単位以上の前記固体電池単位が、互いに隔てられて、積層方向に略平行に一列に並び、隣り合う2つの前記固体電池単位が、各々の一方の電極活物質層であり、互いに異なる種類の電極活物質層上において1つの集電体を共有し、且つ、各々のもう一方の電極活物質層であり、互いに異なる種類の電極活物質層上において互いに相異なる2つの集電体を有し、且つ、全ての前記固体電池単位が電気的に直列に接続されるように、前記集電体が配置され、電気的に直列に接続された回路の両端それぞれに端子が設けられている電極板が、前記固体電池単位が一列に並ぶ方向に対し略平行の方向を軸として捲回され、捲回された前記電極板が、前記集電体上の前記電極活物質層に接していない空白部分を中心にして、前記捲回軸に対し略平行方向に折り曲げられ、折り曲げられた前記電極板の折り重なる部位の内側に絶縁層が設けられた構成が挙げられる。   As a more specific configuration of the present invention, a solid battery module including two or more solid battery units formed by laminating a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer in this order, Two or more units of the solid battery unit are mutually connected so that the same type of electrode active material layers included in the solid battery unit face in opposite directions and the stacking directions of all the solid battery units are aligned. Two solid-state battery units that are separated and arranged in a line substantially in parallel in the stacking direction are each one electrode active material layer, and one current collector on a different type of electrode active material layer Each of the other electrode active material layers, two different current collectors on different types of electrode active material layers, and all the solid battery units are electrically Serially The electrode plate in which the current collector is disposed and terminals are provided at both ends of the electrically connected circuit are substantially parallel to the direction in which the solid battery units are arranged in a row. The wound electrode plate is wound in a direction substantially parallel to the winding axis with a blank portion not in contact with the electrode active material layer on the current collector as a center. A configuration in which an insulating layer is provided on the inner side of the folded portion of the folded electrode plate can be given.

本発明でいう「固体電池単位」とは、電極、電解質等の各要素がすべて固体である電池の単位のことを指す。したがって、例えば、電解質として液体電解質を用いた電池は、本発明には用いない。
なお、本発明でいう「固体電池単位」の典型例としては、全固体リチウム二次電池を挙げることができる。以下、本発明が固体電池単位として全固体リチウム二次電池を用いる例について詳細に述べる。
The “solid battery unit” as used in the present invention refers to a battery unit in which all elements such as electrodes and electrolytes are solid. Therefore, for example, a battery using a liquid electrolyte as the electrolyte is not used in the present invention.
A typical example of the “solid battery unit” in the present invention is an all-solid lithium secondary battery. Hereinafter, an example in which the present invention uses an all-solid lithium secondary battery as a solid battery unit will be described in detail.

市販のリチウム二次電池は、電解質として可燃性の有機電解液を用いているため、安全対策による厳格な電圧及び温度管理が求められている。一方、電解質として、安全性が高く取り扱い容易な固体電解質を用いる全固体リチウム二次電池においては、電池内の安全装置の簡素化が図れ、電池全体の省体積化が可能となる。   Since a commercially available lithium secondary battery uses a flammable organic electrolyte as an electrolyte, strict voltage and temperature management by safety measures is required. On the other hand, in an all-solid lithium secondary battery using a solid electrolyte that is safe and easy to handle as an electrolyte, the safety device in the battery can be simplified, and the volume of the entire battery can be reduced.

発明者らは、鋭意努力の結果、バイポーラ電池モジュールの一種であり、且つ、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の順に積層してなる固体電池単位を2単位以上備える電極板を、捲回した後、電極活物質層に接していない空白部分を中心にして折り曲げ、2つの端子が、モジュール全体に対して一方の側に揃うように配置することによって、モジュール構造のデッドスペースを減らして省体積化を実現することができ、併せて高容量・高出力密度化を達成できることを見出した。   As a result of diligent efforts, the inventors have developed an electrode plate that is a kind of bipolar battery module and includes two or more solid battery units in which a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer are laminated in this order. After winding, it is bent around a blank part not in contact with the electrode active material layer, and the two terminals are arranged on one side with respect to the entire module, thereby reducing the dead space of the module structure. It was found that the volume can be reduced by reducing the volume, and at the same time, high capacity and high power density can be achieved.

以下、本発明の典型例について説明する。
図1は、本発明の固体電池モジュールの典型例である、捲回型固体電池モジュールを構成する電極板の第1の例の分解斜視模式図、及び、当該電極板の断面模式図である。なお、いずれの図も、説明の為に、電極板を構成する各層の厚みを厚く描いている。図1中において、同じ模様で示した層は、互いに同種の層であることを意味する。また、図中の二重波線部は図の省略を意味する。
Hereinafter, typical examples of the present invention will be described.
FIG. 1 is an exploded perspective schematic view of a first example of an electrode plate constituting a wound solid battery module, which is a typical example of the solid battery module of the present invention, and a cross-sectional schematic view of the electrode plate. In each figure, the thickness of each layer constituting the electrode plate is drawn thick for the sake of explanation. In FIG. 1, the layers shown in the same pattern mean that they are the same type of layers. Moreover, the double wavy line part in a figure means abbreviate | omitting a figure.

図1(a)は、本第1の例の電極板の分解斜視模式図であり、図1(b)は、図1(a)中の一点鎖線Aで切断した、本第1の例の電極板の断面模式図である。
本第1の例の電極板は、正極活物質層1、固体電解質層3及び負極活物質層2の順に積層してなる固体電池単位を2単位以上備える。
FIG. 1A is an exploded perspective schematic view of the electrode plate of the first example, and FIG. 1B is a diagram of the first example cut along the one-dot chain line A in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram of an electrode plate.
The electrode plate of the first example includes two or more solid battery units in which the positive electrode active material layer 1, the solid electrolyte layer 3, and the negative electrode active material layer 2 are laminated in this order.

まず、固体電池単位の配置について説明する。図1(a)に示すように、固体電池単位は、隣り合う2つの固体電池単位4に含まれる同じ種類の電極活物質層が、互いに反対の方向を向くように配置されている。例えば、図1(a)中の上方向に正極活物質層1を備える固体電池単位の隣には、図1(a)中の下方向に正極活物質層1を備える固体電池単位が配置されている。さらに、全ての固体電池単位4の積層方向(図1(a)中における左右方向)が揃うように、固体電池単位4が、互いに隔てられて、積層方向に略平行に一列に並んでいる。   First, the arrangement of solid battery units will be described. As shown in FIG. 1A, the solid battery units are arranged such that the same type of electrode active material layers included in two adjacent solid battery units 4 face in opposite directions. For example, next to the solid battery unit having the positive electrode active material layer 1 in the upward direction in FIG. 1A, a solid battery unit having the positive electrode active material layer 1 in the downward direction in FIG. ing. Furthermore, the solid battery units 4 are separated from each other and arranged in a line substantially parallel to the stacking direction so that the stacking directions of all the solid battery units 4 (the left-right direction in FIG. 1A) are aligned.

次に、集電体の配置について、隣り合う2つの固体電池単位である、図1(b)の固体電池単位4a及び固体電池単位4bの場合を例に説明する。固体電池単位4aの正極活物質層1と、固体電池単位4bの負極活物質層2とは、各々の活物質層上において1つの集電体を共有している。一方、固体電池単位4aの負極活物質層2上、及び、固体電池単位4bの正極活物質層1上には、互いに相異なる2つの集電体5が配置されている。さらに、全ての固体電池単位4が電気的に直列に接続されるように、集電体5が配置された結果、図1(b)に示すように、充放電時において、集電体5−負極活物質層2−固体電解質層3−正極活物質層1−集電体5−負極活物質層2−固体電解質層3−…−集電体5−負極活物質層2−固体電解質層3−正極活物質層1−集電体5という順番に充放電経路が形成された、ジグザグ状の回路を有する、バイポーラ構造の電極板が完成する。   Next, the arrangement of the current collector will be described by taking as an example the case of the solid battery unit 4a and the solid battery unit 4b in FIG. 1B, which are two adjacent solid battery units. The positive electrode active material layer 1 of the solid battery unit 4a and the negative electrode active material layer 2 of the solid battery unit 4b share one current collector on each active material layer. On the other hand, two different current collectors 5 are disposed on the negative electrode active material layer 2 of the solid battery unit 4a and the positive electrode active material layer 1 of the solid battery unit 4b. Furthermore, as a result of arranging the current collector 5 so that all the solid battery units 4 are electrically connected in series, as shown in FIG. 1B, the current collector 5- Negative electrode active material layer 2-Solid electrolyte layer 3-Positive electrode active material layer 1-Current collector 5-Negative electrode active material layer 2-Solid electrolyte layer 3- ...-Current collector 5-Negative electrode active material layer 2-Solid electrolyte layer 3 A positive electrode plate having a zigzag circuit in which charge / discharge paths are formed in the order of positive electrode active material layer 1 current collector 5 is completed.

なお、本例の電極板の様に、集電体5の両面に、集電体5を挟んで、互いに同じ種類の電極活物質層が形成されているという構成をとることができる。
また、固体電池単位4同士の間隔は、絶縁確保及び電圧検出のために、1mm以上確保されていることが好ましい。
また、捲回後の短絡を防止するため、集電体5を挟んで、固体電池単位4の反対側に位置する電極活物質層上には、適宜絶縁層又は固体電解質層9が形成されていることが好ましい。
In addition, like the electrode plate of this example, it can take the structure that the same kind of electrode active material layer is formed on both surfaces of the current collector 5 with the current collector 5 interposed therebetween.
Moreover, it is preferable that 1 mm or more is ensured for the space | interval of the solid battery units 4 for insulation ensuring and voltage detection.
In order to prevent short circuit after winding, an insulating layer or solid electrolyte layer 9 is appropriately formed on the electrode active material layer located on the opposite side of the solid battery unit 4 with the current collector 5 interposed therebetween. Preferably it is.

本発明において用いられる集電体は、固体電池単位間の充放電経路を確保する機能と、電極板の基材となる機能を併せて有するものである。上記集電体の材料としては、導電性があり、且つ、捲回及び折り曲げ可能な材質及び薄さのものであれば特に限定されないが、例えば、金属箔が挙げられる。当該金属箔に使用できる金属としては、銅、ニッケル、銀、SUS、アルミニウム及びアルミニウム合金、鉄並びにチタン等が例示でき、中でも銅、アルミニウム及びSUSを用いることが好ましい。   The current collector used in the present invention has both a function of securing a charge / discharge path between solid battery units and a function of a base material for an electrode plate. The material of the current collector is not particularly limited as long as it is conductive and can be wound and bent, and is thin. For example, a metal foil can be used. Examples of the metal that can be used for the metal foil include copper, nickel, silver, SUS, aluminum and aluminum alloys, iron, and titanium. Among these, copper, aluminum, and SUS are preferably used.

図2は、本発明の固体電池モジュールの典型例である、捲回型固体電池モジュールを構成する電極板の第2の例の分解斜視模式図、及び、当該電極板の断面模式図である。なお、いずれの図も、説明の為に、電極板を構成する各層の厚みを厚く描いている。図2中において、同じ模様で示した層、及び、図中の二重波線部は、それぞれ図1と同様のものを意味する。   FIG. 2 is an exploded perspective schematic view of a second example of an electrode plate constituting a wound solid battery module, which is a typical example of the solid battery module of the present invention, and a cross-sectional schematic view of the electrode plate. In each figure, the thickness of each layer constituting the electrode plate is drawn thick for the sake of explanation. In FIG. 2, the layers shown in the same pattern and the double wavy line in the figure mean the same as those in FIG.

図2(a)は、本第2の例の電極板の分解斜視模式図であり、図2(b)は、図2(a)中の一点鎖線Aで切断した、本第2の例の電極板の断面模式図である。
本第2の例の電極板は、電極活物質層が集電体の片面のみに配置されている他は、図1に示した第1の例と同様にバイポーラ構造を形成する。
なお、捲回後の短絡を防止するため、集電体5の、電極活物質層が形成されていない面上には、適宜絶縁層又は固体電解質層9が形成されていることが好ましい。
FIG. 2A is an exploded perspective schematic view of the electrode plate of the second example, and FIG. 2B is a sectional view of the second example cut along the one-dot chain line A in FIG. It is a cross-sectional schematic diagram of an electrode plate.
The electrode plate of the second example forms a bipolar structure as in the first example shown in FIG. 1 except that the electrode active material layer is disposed only on one side of the current collector.
In order to prevent a short circuit after winding, it is preferable that an insulating layer or a solid electrolyte layer 9 is appropriately formed on the surface of the current collector 5 on which the electrode active material layer is not formed.

本例のように、集電体の片面のみに固体電池単位が形成されている場合には、後述する正極活物質層や負極活物質層に用いる材料に由来する電極電位を考慮して、固体電池単位が形成されていない集電体の面が電位的に安定な導電材料でコートされていたり、又は、固体電池単位の各層と集電体との界面がクラッドにされていたりするのが好ましい。   In the case where the solid battery unit is formed only on one side of the current collector as in this example, in consideration of the electrode potential derived from the material used for the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer described later, the solid battery unit It is preferable that the surface of the current collector on which the battery unit is not formed is coated with an electrically stable conductive material, or the interface between each layer of the solid battery unit and the current collector is clad. .

図3は、本発明の固体電池モジュールの典型例である、捲回型固体電池モジュールを構成する電極板の斜視図、及び、当該電極板の断面模式図である。図3に示した電極板8は、図1(a)又は図2(a)に図示された電極板を、同図に「捲回方向」と記載された矢印の方向に捲回した電極板に相当する。
図3(a)は、折り曲げ前の電極板の斜視図である。図3(a)に示した電極板は、図1(a)又は図2(a)に示した電極板が、固体電池単位が一列に並ぶ方向に対し略平行の方向を軸として捲回された結果得られたものである。なお、図1(b)又は図2(b)に、一点鎖線で囲って示した固体電池単位4a、4b、4c又は4dは、図3(a)の4a、4b、4c又は4dに相当する。
図3(b)は、図3(a)に示した電極板8の、一点鎖線Bにおける断面模式図である。図3(b)においては、片面に電極活物質層が配置された集電体5を用いた場合(すなわち、電極板の第2の例)を示している。図3(b)から分かるように、捲回後に集電体5同士が重なることによって短絡が生じないように、集電体5の間に絶縁層又は固体電解質層9が介在する構成となっている。
図3(b)中の白ヌキ矢印に示すように、捲回後には、捲回軸に直角な方向に平面プレスをかけることにより、円筒構造から角型構造へと加工することが好ましい。
FIG. 3 is a perspective view of an electrode plate constituting a wound solid battery module, which is a typical example of the solid battery module of the present invention, and a schematic cross-sectional view of the electrode plate. The electrode plate 8 shown in FIG. 3 is obtained by winding the electrode plate shown in FIG. 1 (a) or FIG. 2 (a) in the direction of the arrow described as “winding direction” in FIG. It corresponds to.
FIG. 3A is a perspective view of the electrode plate before bending. In the electrode plate shown in FIG. 3A, the electrode plate shown in FIG. 1A or 2A is wound around a direction substantially parallel to the direction in which the solid battery units are arranged in a line. It was obtained as a result. In addition, the solid battery unit 4a, 4b, 4c, or 4d surrounded by the one-dot chain line in FIG. 1B or FIG. 2B corresponds to 4a, 4b, 4c, or 4d in FIG. .
FIG. 3B is a schematic cross-sectional view of the electrode plate 8 shown in FIG. FIG. 3B shows a case where the current collector 5 in which the electrode active material layer is arranged on one side is used (that is, the second example of the electrode plate). As can be seen from FIG. 3B, an insulating layer or a solid electrolyte layer 9 is interposed between the current collectors 5 so that the current collectors 5 overlap each other after winding. Yes.
As shown by a white arrow in FIG. 3B, after winding, it is preferable to process from a cylindrical structure to a square structure by applying a plane press in a direction perpendicular to the winding axis.

図4は、本発明の固体電池モジュールの典型例の断面模式図である。
図4に示したモジュール100は、図3に記載された電極板8が、集電体5aの部分において、捲回軸に対し略平行方向に折り曲げられ、さらに絶縁層10及び端子6又は7が設置された上、筐体11内に収納されたモジュールに相当する。
電極板が折り曲げられる位置は、集電体上の電極活物質層が接していない空白部分を中心にして、前記捲回軸に対し略平行方向に折り曲げられるのであれば、特に限定されない。電極板が折り曲げられる位置の具体例としては、図4に示すように、捲回体の略中央で折り曲げられる例が挙げられる。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a typical example of the solid battery module of the present invention.
In the module 100 shown in FIG. 4, the electrode plate 8 shown in FIG. 3 is bent in a direction substantially parallel to the winding axis at the current collector 5a, and the insulating layer 10 and the terminal 6 or 7 are further provided. It corresponds to a module that is installed and housed in the housing 11.
The position at which the electrode plate is bent is not particularly limited as long as the electrode plate is bent in a direction substantially parallel to the winding axis with a blank portion where the electrode active material layer on the current collector is not in contact as a center. As a specific example of the position where the electrode plate is bent, as shown in FIG. 4, an example in which the electrode plate is bent at substantially the center of the wound body is given.

折り曲げられた電極板は、さらに、当該電極板の折り重なる部位の内側に絶縁層10を有する。
絶縁層の材料は、耐アルカリ性、耐熱性、熱伝導率に優れ、且つ難燃性であることが好ましい。具体的には、窒化アルミニウム(AlN)、炭化ケイ素(SiC)等の無機系絶縁体や、クロロスルホン化ポリエチレンゴム、ブチルゴム、エチレン−プロピレンゴム、フェニル−メチルシリコーンゴム、フッ素ゴム、水素化ニトリルゴム、アリル樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂等の有機系絶縁体等を、固形状に成形したものが挙げられる。
少なくとも重なった固体電池単位間及び集電体間に配置できるものであれば、絶縁層の外形は限定されない。固体電池モジュール全体の計量化を図るという観点からは、絶縁層の内部をハニカム構造としてもよい。
The bent electrode plate further has an insulating layer 10 inside the portion where the electrode plate is folded.
The material of the insulating layer is preferably excellent in alkali resistance, heat resistance and thermal conductivity, and is flame retardant. Specifically, inorganic insulators such as aluminum nitride (AlN) and silicon carbide (SiC), chlorosulfonated polyethylene rubber, butyl rubber, ethylene-propylene rubber, phenyl-methyl silicone rubber, fluorine rubber, hydrogenated nitrile rubber , Organic insulators such as allyl resin, furan resin, epoxy resin and the like molded into a solid form.
The outer shape of the insulating layer is not limited as long as it can be disposed at least between the overlapping solid battery units and between the current collectors. From the viewpoint of measuring the entire solid battery module, the inside of the insulating layer may have a honeycomb structure.

また、図4には示されていないが、固体電池モジュールの放熱性を向上させるために、電極板の折り重なる部位の内側にアルミナ製又は金属製の放熱板を設置したり、絶縁層にアルミナやBN(窒化ホウ素)等の放熱性向上セラミックスを混合したりしてもよい。   Although not shown in FIG. 4, in order to improve the heat dissipation of the solid battery module, an alumina or metal heat sink is installed inside the folded portion of the electrode plate, or alumina or A heat radiation improving ceramic such as BN (boron nitride) may be mixed.

電極板の、電気的に直列に接続された回路の両端それぞれに設けられた端子は、捲回され折り曲げられた結果、図4に示すように、固体電池モジュール全体に対して一方の側に位置することが好ましい。
また、短絡の危険を回避できるという観点から、端子は、折り曲げた電極板において、互いに重ならない位置に配置されていることが好ましい。
端子としては、導電性の材料からなるものであれば特に限定されず、具体的には、アルミニウム製、銅製、SUS製、チタン製の端子を用いることができる。
As shown in FIG. 4, the terminals provided on both ends of the circuit of the electrode plate electrically connected in series are positioned on one side of the whole solid battery module as shown in FIG. It is preferable to do.
Further, from the viewpoint of avoiding the danger of short circuit, it is preferable that the terminals are arranged at positions that do not overlap each other in the bent electrode plate.
The terminal is not particularly limited as long as it is made of a conductive material, and specifically, aluminum, copper, SUS, and titanium terminals can be used.

図4に示すように、折り曲げた電極板を収納する筐体11を用いることもできる。筐体の形状としては、上述した電極板を収納できるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等を挙げることができる。   As shown in FIG. 4, a housing 11 that houses a bent electrode plate can also be used. The shape of the housing is not particularly limited as long as it can accommodate the electrode plate described above, and specific examples include a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, and a laminate shape.

以下、本発明に用いられる固体電池単位が全固体リチウム二次電池である場合における、正極活物質層及び負極活物質層、固体電解質層、集電体について、項を分けて詳述する。   Hereinafter, the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the current collector in the case where the solid battery unit used in the present invention is an all solid lithium secondary battery will be described in detail.

1−1.正極活物質層及び負極活物質層
本発明に用いられる正極活物質層中の正極活物質としては、具体的には、LiCoO、LiNi1/3Mn1/3Co1/3、LiNiPO、LiMnPO、LiNiO、LiMn、LiCoMnO、LiNiMn、LiFe(PO及びLi(PO等を挙げることができる。これらの中でも、本発明においては、LiCoOを正極活物質として用いることが好ましい。
1-1. Positive electrode active material layer and negative electrode active material layer As the positive electrode active material in the positive electrode active material layer used in the present invention, specifically, LiCoO 2 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNiPO 4 , LiMnPO 4 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , Li 2 NiMn 3 O 8 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 and Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 . Among these, in the present invention, LiCoO 2 is preferably used as the positive electrode active material.

本発明に用いられる正極活物質層の厚さは、目的とするリチウム二次電池の用途等により異なるものであるが、10μm〜250μmの範囲内であるのが好ましく、20μm〜200μmの範囲内であるのが特に好ましく、特に30μm〜150μmの範囲内であることが最も好ましい。   The thickness of the positive electrode active material layer used in the present invention varies depending on the intended use of the lithium secondary battery, but is preferably in the range of 10 μm to 250 μm, and in the range of 20 μm to 200 μm. It is particularly preferred that it is most preferably in the range of 30 μm to 150 μm.

正極活物質の平均粒径としては、例えば1μm〜50μmの範囲内、中でも1μm〜20μmの範囲内、特に3μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。正極活物質の平均粒径が小さすぎると、取り扱い性が悪くなる可能性があり、正極活物質の平均粒径が大きすぎると、平坦な正極活物質層を得るのが困難になる場合があるからである。なお、正極活物質の平均粒径は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)により観察される活物質担体の粒径を測定して、平均することにより求めることができる。   The average particle diameter of the positive electrode active material is, for example, preferably in the range of 1 μm to 50 μm, more preferably in the range of 1 μm to 20 μm, and particularly preferably in the range of 3 μm to 5 μm. If the average particle size of the positive electrode active material is too small, the handleability may be deteriorated. If the average particle size of the positive electrode active material is too large, it may be difficult to obtain a flat positive electrode active material layer. Because. The average particle diameter of the positive electrode active material can be determined by measuring and averaging the particle diameter of the active material carrier observed with, for example, a scanning electron microscope (SEM).

正極活物質層は、必要に応じて導電化材および結着材等を含有していても良い。
本発明において用いられる正極活物質層が有する導電化材としては、正極活物質層の導電性を向上させることができれば特に限定されるものではないが、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック等を挙げることができる。また、正極活物質層における導電化材の含有量は、導電化材の種類によって異なるものであるが、通常1質量%〜10質量%の範囲内である。
The positive electrode active material layer may contain a conductive material, a binder, and the like as necessary.
The conductive material included in the positive electrode active material layer used in the present invention is not particularly limited as long as the conductivity of the positive electrode active material layer can be improved. For example, carbon black such as acetylene black and ketjen black Etc. Moreover, although content of the electrically conductive material in a positive electrode active material layer changes with kinds of electrically conductive material, it is in the range of 1 mass%-10 mass% normally.

本発明において用いられる正極活物質層が有する結着材としては、例えばポリビニリデンフロライド(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等を挙げることができる。また、正極活物質層における結着材の含有量は、正極活物質等を固定化できる程度の量であれば良く、より少ないことが好ましい。結着材の含有量は、通常1質量%〜10質量%の範囲内である。   Examples of the binder included in the positive electrode active material layer used in the present invention include polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE). Further, the content of the binder in the positive electrode active material layer may be an amount that can fix the positive electrode active material or the like, and is preferably smaller. The content of the binder is usually in the range of 1% by mass to 10% by mass.

なお、充電時における負極のリチウムイオン受け入れ性能を高めるため、正極活物質層の幅と長さは、負極活物質層の幅と長さよりもそれぞれ0.5mm以上小さくなるように、正極活物質層が形成されることが好ましい。   In order to enhance the lithium ion acceptance performance of the negative electrode during charging, the positive electrode active material layer has a width and length that are 0.5 mm or more smaller than the width and length of the negative electrode active material layer, respectively. Is preferably formed.

負極活物質層に用いられる負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に限定されるものではないが、例えば、金属リチウム、リチウム合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、およびグラファイト等の炭素材料等を挙げることができる。また、負極活物質は、粉末状であっても良く、薄膜状であっても良い。   The negative electrode active material used for the negative electrode active material layer is not particularly limited as long as it can occlude / release lithium ions. For example, metal lithium, lithium alloy, metal oxide, metal sulfide, Examples thereof include metal nitrides and carbon materials such as graphite. The negative electrode active material may be in the form of a powder or a thin film.

負極活物質層は、必要に応じて導電化材および結着材等を含有していても良い。
負極活物質層中に用いることができる結着材および上記導電化材は、正極活物質層の説明において既に述べたものを用いることができる。また、結着材および導電化材の使用量は、リチウム二次電池の用途等に応じて、適宜選択することが好ましい。また、負極活物質層の膜厚としては、特に限定されるものではないが、例えば10μm〜100μmの範囲内、中でも10μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。
The negative electrode active material layer may contain a conductive material, a binder, and the like as necessary.
As the binder and the conductive material that can be used in the negative electrode active material layer, those already described in the description of the positive electrode active material layer can be used. Moreover, it is preferable to select the usage-amount of a binder and a electrically conductive material suitably according to the use etc. of a lithium secondary battery. Further, the film thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but for example, it is preferably in the range of 10 μm to 100 μm, and more preferably in the range of 10 μm to 50 μm.

正極活物質層及び負極活物質層は、電極用電解質をさらに含有していてもよい。この場合、電極用電解質としては、後述する固体電解質等を用いることができる。   The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may further contain an electrode electrolyte. In this case, a solid electrolyte described later can be used as the electrode electrolyte.

1−2.固体電解質層
本発明に用いられる固体電解質層中の固体電解質は、イオン伝導性を有し、且つ、常温(15℃〜25℃)において固体形状であれば、特に限定されない。本発明に用いられる固体電解質としては、具体的には、酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質等を用いることができる。
酸化物系固体電解質としては、具体的には、LiPON(リン酸リチウムオキシナイトライド)、Li1.3Al0.3Ti0.7(PO、La0.51Li0.34TiO0.74、LiPO、LiSiO、LiSiO、Li0.5La0.5TiO、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO等を例示することができる。
硫化物系固体電解質としては、具体的には、LiS−P、LiS−P、LiS−P−P、LiS−SiS、LiI−LiS−P、LiI−LiS−SiS−P、LiS−SiS−LiSiO、LiS−SiS−LiPO、LiPS−LiGeS、Li3.40.6Si0.4、Li3.250.25Ge0.76、Li4−xGe1−x、Li11等を例示することができる。
1-2. Solid Electrolyte Layer The solid electrolyte in the solid electrolyte layer used in the present invention is not particularly limited as long as it has ionic conductivity and is in a solid form at room temperature (15 ° C. to 25 ° C.). As the solid electrolyte used in the present invention, specifically, an oxide solid electrolyte, a sulfide solid electrolyte, or the like can be used.
Specifically, as the oxide-based solid electrolyte, LiPON (lithium phosphate oxynitride), Li 1.3 Al 0.3 Ti 0.7 (PO 4 ) 3 , La 0.51 Li 0.34 TiO Examples include 0.74 , Li 3 PO 4 , Li 2 SiO 2 , Li 2 SiO 4 , Li 0.5 La 0.5 TiO 3 , Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 and the like. can do.
Specific examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 2 S—P 2 S 5 , Li 2 S—P 2 S 3 , Li 2 S—P 2 S 3 —P 2 S 5 , and Li 2 S—SiS. 2, LiI-Li 2 S- P 2 S 5, LiI-Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5, Li 2 S-SiS 2 -Li 4 SiO 4, Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 Li 3 PS 4 -Li 4 GeS 4 , Li 3.4 P 0.6 Si 0.4 S 4 , Li 3.25 P 0.25 Ge 0.76 S 4 , Li 4-x Ge 1-x P x S 4 , Li 7 P 3 S 11 and the like can be exemplified.

なお、本発明に用いられる固体電池単位は、上述した全固体リチウム二次電池に必ずしも限定されない。すなわち、正極活物質層、固体電解質層及び負極活物質層の順に積層してなる固体電池であれば、本発明に用いられる固体電池単位に含まれる。
本発明に用いられる固体電池単位としては、全固体リチウム二次電池の他にも、例えば、リチウム空気電池、ポリマー電解質を用いたリチウム二次電池等が例示できる。
The solid battery unit used in the present invention is not necessarily limited to the above-described all solid lithium secondary battery. That is, any solid battery in which the positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer are laminated in this order is included in the solid battery unit used in the present invention.
Examples of the solid battery unit used in the present invention include a lithium air battery, a lithium secondary battery using a polymer electrolyte, and the like in addition to the all solid lithium secondary battery.

2.固体電池モジュールの製造方法
本発明の固体電池モジュールの製造方法は、固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールの製造方法であって、集電体を準備する工程、2以上の前記固体電池単位が前記集電体によって電気的に直列に接続された電極板を製造する工程、並びに、前記電極板を捲回し折り曲げる工程を有することを特徴とする。
2. The manufacturing method of a solid battery module The manufacturing method of the solid battery module of this invention is a manufacturing method of a solid battery module provided with 2 units or more of solid battery units, Comprising: The process which prepares a collector, Two or more said solid battery units Includes a step of manufacturing an electrode plate electrically connected in series by the current collector, and a step of winding and bending the electrode plate.

本発明の固体電池モジュールの製造方法は、少なくとも、(1)集電体を準備する工程、(2)電極板を製造する工程、及び、(3)電極板を捲回し折り曲げる工程を有する。
なお、本発明の製造方法には、上記3工程以外の他の工程を加えてもよい。例えば、電極板を製造した後に、電極板上に適宜絶縁層を形成する工程等を行ってもよいし、電極板を捲回し折り曲げる工程を行った後に、折り曲げた電極板を筐体に収納する工程等を行ってもよい。
上記工程の内、工程(1)については、上記「1.固体電池モジュール」の項を参照することができる。
以下、工程(2)及び(3)について、それぞれ詳しく説明する。
The method for producing a solid battery module of the present invention includes at least (1) a step of preparing a current collector, (2) a step of producing an electrode plate, and (3) a step of winding and bending the electrode plate.
In addition, you may add processes other than said 3 process to the manufacturing method of this invention. For example, after manufacturing the electrode plate, a step of appropriately forming an insulating layer on the electrode plate may be performed, or after the step of winding and bending the electrode plate, the folded electrode plate is housed in the housing. A process or the like may be performed.
Among the above steps, for the step (1), the above-mentioned section “1. Solid battery module” can be referred to.
Hereinafter, each of the steps (2) and (3) will be described in detail.

2−1.電極板を製造する工程
本工程は、2以上の固体電池単位が集電体によって電気的に直列に接続された電極板を製造する工程である。
集電体を基材とした、電極板の製造方法の一例について説明する。なお、本工程は、必ずしも下記の例のみに限定されない。
まず、集電体の少なくとも片面に、正極活物質層及び負極活物質層を1層ずつ、所定の間隔を設けて形成する(得られた集電体を、以下、集電体Aと称する)。集電体、正極活物質層及び負極活物質層の各材料については、上記「1.固体電池モジュール」の項を参照することができる。
次に、このように電極活物質層を形成した集電体の、正極活物質層上に、固体電解質層を形成する(得られた集電体を、以下、集電体Bと称する)。固体電解質層の材料については、上記「1.固体電池モジュール」の項を参照することができる。
続いて、集電体Aの負極活物質層と、集電体Bの固体電解質層とが接着するように、集電体Aと集電体Bとを貼り合わせる。このように2つの異なる集電体を貼り合わせることにより、集電体Aの負極活物質層と、集電体Bの正極活物質層とによって、固体電解質層が挟持され、正極活物質層−固体電解質層−負極活物質層の順に積層してなる固体電池単位が形成された電極板が得られる。
当該電極板に、適切な数の集電体Bを同様の操作で適宜貼り合わせることによって、所望の数の固体電池単位を備えた電極板が完成する。なお、電極板の両端が集電体となるように、適宜手順を調整することが好ましい。
本工程において製造される電極板の典型例としては、図1又は図2に示したような電極板が挙げられる。図1又は図2に示した例においては、固体電池単位が所定の方向に一列に並んでいる。
2-1. Step of Manufacturing Electrode Plate This step is a step of manufacturing an electrode plate in which two or more solid battery units are electrically connected in series by a current collector.
An example of a method for producing an electrode plate using a current collector as a base material will be described. In addition, this process is not necessarily limited only to the following example.
First, a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer are formed on at least one surface of the current collector, with a predetermined interval (the obtained current collector is hereinafter referred to as current collector A). . For each material of the current collector, the positive electrode active material layer, and the negative electrode active material layer, the above-mentioned section “1. Solid battery module” can be referred to.
Next, a solid electrolyte layer is formed on the positive electrode active material layer of the current collector on which the electrode active material layer is thus formed (hereinafter, the obtained current collector is referred to as current collector B). Regarding the material of the solid electrolyte layer, the above-mentioned section “1. Solid battery module” can be referred to.
Subsequently, the current collector A and the current collector B are bonded together so that the negative electrode active material layer of the current collector A and the solid electrolyte layer of the current collector B adhere to each other. By sticking together two different current collectors in this way, the solid electrolyte layer is sandwiched between the negative electrode active material layer of current collector A and the positive electrode active material layer of current collector B. An electrode plate having a solid battery unit formed by laminating a solid electrolyte layer and a negative electrode active material layer in this order is obtained.
An appropriate number of current collectors B are appropriately bonded to the electrode plate by the same operation, thereby completing an electrode plate having a desired number of solid battery units. In addition, it is preferable to adjust a procedure suitably so that the both ends of an electrode plate may become a collector.
A typical example of the electrode plate produced in this step is an electrode plate as shown in FIG. 1 or FIG. In the example shown in FIG. 1 or FIG. 2, the solid battery units are arranged in a line in a predetermined direction.

2−2.電極板を捲回し折り曲げる工程
本工程における捲回方法は、図3に示したような捲回体を得ることができれば、特に限定されない。捲回方法としては、上記製造工程において製造した電極板を、固体電池単位が一列に並ぶ方向に対し、略平行の方向を軸として捲回することが好ましい。
2-2. Step of winding and bending the electrode plate The winding method in this step is not particularly limited as long as a wound body as shown in FIG. 3 can be obtained. As a winding method, it is preferable that the electrode plate manufactured in the above manufacturing process is wound around a direction substantially parallel to the direction in which the solid battery units are arranged in a line.

本工程において、捲回された電極板の折り曲げ回数は特に限定されないが、折り曲げられた後に、捲回された電極板の両端が、固体電池モジュール全体に対して互いに近傍の位置に配置されていることが好ましい。ここでいう「捲回された電極板の両端」とは、捲回軸方向における電極板の両端のことである。例えば、固体電池モジュールが仮に直方体であるとした場合、捲回された電極板の両端が、いずれもその直方体の同一の面側に位置することが好ましい。また、折り曲げ位置は、集電体上の固体電池単位に接していない空白部分を中心にして、前記捲回軸に対し略平行方向に折り曲げられるのが好ましい。
本工程においては、短絡防止の観点から、固体電池単位の折り重なる部位の内側に絶縁層を形成することが好ましい。
In this step, the number of times of bending of the wound electrode plate is not particularly limited, but after being folded, both ends of the wound electrode plate are arranged at positions close to each other with respect to the entire solid battery module. It is preferable. Here, “both ends of the wound electrode plate” are both ends of the electrode plate in the winding axis direction. For example, when the solid battery module is assumed to be a rectangular parallelepiped, it is preferable that both ends of the wound electrode plate are located on the same surface side of the rectangular parallelepiped. Further, the folding position is preferably bent in a direction substantially parallel to the winding axis, with the blank portion not in contact with the solid battery unit on the current collector as the center.
In this step, it is preferable to form an insulating layer inside the folded portion of the solid battery unit from the viewpoint of short circuit prevention.

1 正極活物質層
2 負極活物質層
3 固体電解質層
4,4a,4b,4c,4d 固体電池単位
5 集電体
5a 折り曲げ部分に位置する集電体
6,7 端子
8 電極板
9 絶縁層又は固体電解質層
10 絶縁層
11 筐体
100 本発明の固体電池モジュールの典型例
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Positive electrode active material layer 2 Negative electrode active material layer 3 Solid electrolyte layer 4,4a, 4b, 4c, 4d Solid battery unit 5 Current collector 5a Current collector 6,7 located in a bending part 7 Terminal 8 Electrode plate 9 Insulating layer or Solid electrolyte layer 10 Insulating layer 11 Housing 100 Typical example of solid battery module of the present invention

Claims (4)

固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールであって、
1の集電体上に、所定の間隔をおいて、かつ、電気的に直列に接続された2つの前記固体電池単位が配置され、
2つの各前記固体電池単位において、前記集電体と反対側に、互いに異なる2つの集電体がそれぞれ配置された電極板が、
前記固体電池単位が並ぶ方向に対し略平行の方向を軸として、絶縁体を介して捲回され、
前記所定の間隔をおいた電極板の部位を軸として、前記捲回軸に対して略平行に折り曲げられたことを特徴とする、固体電池モジュール。
A solid battery module comprising two or more solid battery units,
Two solid battery units electrically connected in series at a predetermined interval are arranged on one current collector,
In each of the two solid battery units, an electrode plate in which two different current collectors are respectively arranged on the side opposite to the current collector,
Wound around an insulator around a direction substantially parallel to the direction in which the solid battery units are arranged,
A solid battery module, wherein the solid battery module is bent substantially parallel to the winding axis, with the electrode plate portion having the predetermined interval as an axis.
前記集電体の両面に、前記集電体を挟んで、互いに同じ種類の電極活物質層が形成されている、請求項1に記載の固体電池モジュール。   The solid battery module according to claim 1, wherein the same type of electrode active material layer is formed on both sides of the current collector with the current collector interposed therebetween. 前記電極板の、電気的に直列に接続された回路の両端それぞれに端子が設けられ、
前記端子が、折り曲げられた前記電極板において、互いに重ならない位置に配置されている、請求項1又は2に記載の固体電池モジュール。
Terminals are provided at both ends of the circuit connected electrically in series with the electrode plate,
3. The solid state battery module according to claim 1, wherein the terminals are arranged at positions that do not overlap each other in the bent electrode plate.
固体電池単位を2単位以上備える固体電池モジュールの製造方法であって、
集電体を準備する工程、
2以上の前記固体電池単位が前記集電体によって電気的に直列に接続された電極板を製造する工程、並びに、
前記電極板を捲回し折り曲げる工程を有することを特徴とする、固体電池モジュールの製造方法。
A method for producing a solid battery module comprising two or more solid battery units,
Preparing a current collector,
Producing an electrode plate in which two or more of the solid battery units are electrically connected in series by the current collector; and
A method for producing a solid battery module, comprising the step of winding and bending the electrode plate.
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