JP2015076179A - All-solid-state lithium ion battery and method for manufacturing all-solid-state lithium ion battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、全固体型リチウムイオン電池および全固体型リチウムイオン電池の製造方法に関する。 The present invention relates to an all-solid-state lithium ion battery and a method for producing an all-solid-state lithium ion battery.
リチウムイオン電池は、一般的に、携帯電話やノートパソコンなどの小型携帯機器の電源として使用されている。また、最近では、小型携帯機器以外に、電気自動車などの電源としても、リチウムイオン電池は使用され始めている。 Lithium ion batteries are generally used as a power source for small portable devices such as mobile phones and notebook computers. Recently, in addition to small portable devices, lithium ion batteries have begun to be used as power sources for electric vehicles and the like.
現在市販されているリチウムイオン電池には、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用されている。一方、電解液の代わりに固体電解質を有し、全固体化されたリチウムイオン電池(以下、全固体型リチウムイオン電池)は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、生産性に優れると考えられている。 An electrolyte solution containing a flammable organic solvent is used in a lithium ion battery currently on the market. On the other hand, a lithium ion battery that has a solid electrolyte instead of an electrolyte and is made into a solid state (hereinafter referred to as an all solid lithium ion battery) is excellent in productivity because a flammable organic solvent is not used in the battery. It is believed that.
全固体型リチウムイオン電池については、例えば特許文献1に記載されている。特許文献1に記載の全固体型リチウムイオン電池は、負極層と、固体電解質層と、正極層と、導電層と、がこの順に積層され、導電層には導電性接着剤を介して正極端子(電極)が接合され、負極層には導電性接着剤を介して負極端子(電極)が接合されている。特許文献1に記載の全固体型リチウムイオン電池は、更に、負極端子、導電性接着剤、負極層、固体電解質層、正極層、導電層、導電性接着剤および正極端子からなる積層体の外周面を封止する、エポキシ樹脂等からなる封止樹脂層を有している。
An all-solid-state lithium ion battery is described in
上述のように、特許文献1に記載の全固体型リチウムイオン電池は、その周囲に形成されたエポキシ樹脂等により封止されている。本願発明者の検討によれば、特許文献1に記載の全固体型リチウムイオン電池では、エポキシ樹脂等の硬化時の熱収縮に起因する残留応力により、電極間の距離(対向間隔)が面内で不均一となるなどの理由から、品質を安定させにくい。
As described above, the all solid-state lithium ion battery described in
本発明は、上記の課題に鑑みなされたものであり、生産性に優れ、且つ、品質を容易に安定させることが可能な構造の全固体型リチウムイオン電池を提供する。
また、本発明は、全固体型リチウムイオン電池の生産性に優れ、且つ、全固体型リチウムイオン電池の品質を容易に安定させることが可能な、全固体型リチウムイオン電池の製造方法を提供する。
The present invention has been made in view of the above problems, and provides an all-solid-state lithium ion battery having a structure that is excellent in productivity and can easily stabilize the quality.
The present invention also provides a method for producing an all-solid-state lithium ion battery that is excellent in productivity of an all-solid-state lithium ion battery and that can easily stabilize the quality of the all-solid-state lithium ion battery. .
本発明は、
正極層と、固体電解質層と、負極層と、がこの順に積層されてなる電池素子を含む電池本体と、
前記電池本体を封止している封止樹脂部と、
を備え、
前記封止樹脂部は、
樹脂製の枠体であって、その表裏を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔内に前記電池本体を収容している枠体と、
前記電池本体の一方の面に接合されているとともに、前記貫通孔の一端を封止している第1導電性樹脂層と、
前記電池本体の他方の面に接合されているとともに、前記貫通孔の他端を封止している第2導電性樹脂層と、
を有し、
前記電池本体は、少なくとも前記電池素子が前記貫通孔の内周壁面に対して非接合な状態で、前記貫通孔内に収容されている全固体型リチウムイオン電池を提供する。
The present invention
A battery body including a battery element in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order;
A sealing resin portion sealing the battery body;
With
The sealing resin portion is
A frame made of resin, having a through hole penetrating the front and back, and housing the battery body in the through hole; and
A first conductive resin layer bonded to one surface of the battery body and sealing one end of the through hole;
A second conductive resin layer bonded to the other surface of the battery body and sealing the other end of the through hole;
Have
The battery main body provides an all solid-state lithium ion battery accommodated in the through hole in a state where at least the battery element is not bonded to the inner peripheral wall surface of the through hole.
この全固体型リチウムイオン電池は、固体電解質層を有する全固体型のリチウムイオン電池であるため、電解液を有するリチウムイオン電池と比べて、生産性に優れる。
また、電池本体が封止樹脂部によって封止されているので、全固体型リチウムイオン電池を安定的な構造のものとすることができる。
具体的には、枠体に形成された貫通孔内に電池本体が収容されているとともに、第1導電性樹脂層によって貫通孔の一端が封止され、且つ、第2導電性樹脂層によって貫通孔の他端が封止されている。これにより、電池本体の周囲が封止樹脂部20によって封止された構造が実現されている。
さらに、電池本体の一方の面には第1導電性樹脂層が接合されているので、第1導電性樹脂層を介して電池本体を外部へ電気的に接続することができる。同様に、電池本体の他方の面には第2導電性樹脂層が接合されているので、第2導電性樹脂層を介して電池本体を外部へ電気的に接続することができる。
加えて、電池本体は、少なくとも正極層と、固体電解質層と、負極層と、がこの順に積層されてなる電池素子が貫通孔の内周壁面に対して非接合な状態で、貫通孔内に収容されている。これにより、少なくとも電池素子は、貫通孔の内周壁面によって強固には拘束されておらず、貫通孔内においてある程度自由に移動することができる。このため、電池素子に不要な応力が加わってしまうことを抑制できるので、全固体型リチウムイオン電池の品質を容易に安定させることができる。
つまり、全固体型リチウムイオン電池を、生産性に優れ、且つ、品質を容易に安定させることが可能な構造のものとすることができる。
Since this all-solid-state lithium ion battery is an all-solid-state lithium ion battery having a solid electrolyte layer, it is more productive than a lithium ion battery having an electrolyte solution.
Moreover, since the battery main body is sealed by the sealing resin portion, the all solid-state lithium ion battery can have a stable structure.
Specifically, the battery main body is accommodated in the through hole formed in the frame body, one end of the through hole is sealed by the first conductive resin layer, and the second conductive resin layer penetrates the battery body. The other end of the hole is sealed. Thereby, the structure where the circumference | surroundings of the battery main body were sealed with the sealing
Furthermore, since the first conductive resin layer is bonded to one surface of the battery main body, the battery main body can be electrically connected to the outside via the first conductive resin layer. Similarly, since the second conductive resin layer is bonded to the other surface of the battery body, the battery body can be electrically connected to the outside via the second conductive resin layer.
In addition, the battery body has a battery element in which at least a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order in a state where the battery element is not bonded to the inner peripheral wall surface of the through hole. Contained. Thereby, at least the battery element is not firmly restrained by the inner peripheral wall surface of the through hole, and can move freely to some extent within the through hole. For this reason, since it can suppress that unnecessary stress is added to a battery element, the quality of an all-solid-state type lithium ion battery can be stabilized easily.
That is, the all solid-state lithium ion battery can have a structure that is excellent in productivity and can easily stabilize the quality.
また、本発明は、
正極層と固体電解質層と負極層とがこの順に積層されてなる電池素子を含む電池本体を、表裏を貫通する貫通孔が形成された樹脂製の枠体の前記貫通孔内に、少なくとも前記電池素子が前記貫通孔の内周壁面に対して非接合な状態で収容する工程と、
第1導電性樹脂層によって前記貫通孔の一端を封止する工程と、
前記電池本体の一方の面に前記第1導電性樹脂層を接合する工程と、
第2導電性樹脂層によって前記貫通孔の他端を封止する工程と、
前記電池本体の他方の面に前記第2導電性樹脂層を接合する工程と、
を備える全固体型リチウムイオン電池の製造方法を提供する。
The present invention also provides:
A battery main body including a battery element in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order, and at least the battery in the through hole of the resin frame in which a through hole penetrating the front and back is formed. A step of accommodating the element in a non-bonded state with respect to the inner peripheral wall surface of the through hole;
Sealing one end of the through hole with the first conductive resin layer;
Bonding the first conductive resin layer to one surface of the battery body;
Sealing the other end of the through hole with a second conductive resin layer;
Bonding the second conductive resin layer to the other surface of the battery body;
An all-solid-state lithium ion battery manufacturing method is provided.
本発明によれば、生産性に優れ、且つ、品質を容易に安定させることが可能な構造の全固体型リチウムイオン電池を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it is excellent in productivity and can provide the all-solid-state type lithium ion battery of the structure which can stabilize quality easily.
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In all the drawings, the same components are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted as appropriate.
〔第1の実施形態〕
図1は第1の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100の断面図である。図2は第1の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100を構成する部品の平面図であり、このうち図2(a)は枠体30を、図2(b)は電池本体1を、図2(c)は集電体層51、52を、それぞれ示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an all solid-state
本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100は、正極層11と固体電解質層12と負極層13とがこの順に積層されてなる電池素子10を含む電池本体1と、電池本体1を封止している封止樹脂部20と、を備える。封止樹脂部20は、樹脂製の枠体30と、第1導電性樹脂層(例えば第1導電性粘着フィルム41)と、第2導電性樹脂層(例えば第2導電性粘着フィルム42)と、を有する。枠体30には、その表裏を貫通する貫通孔33が形成されている。枠体30は、貫通孔33内に電池本体1を収容している。第1導電性樹脂層は、電池本体1の一方の面1aに接合されているとともに、貫通孔33の一端を封止(閉塞)している。第2導電性樹脂層は、電池本体1の他方の面1bに接合されているとともに、貫通孔33の他端を封止(閉塞)している。電池本体1は、少なくとも電池素子10が貫通孔33の内周壁面33aに対して非接合な状態で、貫通孔33内に収容されている。
ここで、貫通孔33の一端を封止(閉塞)するとは、貫通孔33の一端側の開口を封止(閉塞)することを意味する。同様に、貫通孔33の他端を封止(閉塞)するとは、貫通孔33の他端側の開口を封止(閉塞)することを意味する。
また、非接合な状態とは、接着されている状態でもなく、粘着している状態でもない。
The all-solid-state
Here, sealing (closing) one end of the through
Further, the non-bonded state is neither a state of being bonded nor a state of being adhered.
より具体的には、例えば、第1導電性樹脂層は、電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に接合されて、貫通孔33の一端を封止しており、第2導電性樹脂層は、電池本体1の他方の面32と、枠体30の他方の面32と、に接合されて、貫通孔33の他端を封止している。
More specifically, for example, the first conductive resin layer is bonded to one
上記のように、電池素子10は、正極層11と固体電解質層12と負極層13とがこの順に積層されてなる。本実施形態の場合、電池本体1は、電池素子10を1つのみ有している。本実施形態の場合、電池本体1は、例えば、電池素子10のみによって構成されている。
本実施形態の場合、電池本体1の一方の面1aは、正極層11における固体電解質層12側とは反対側の面(外表面11a)であり、電池本体1の他方の面1bは、負極層13における固体電解質層12側とは反対側の面(外表面13a)である。
As described above, the
In the case of this embodiment, one
正極層11、固体電解質層12および負極層13は、それぞれ粉末材料をプレス成形することなどによって、薄板状に形成されている。電池素子10は、正極層11、固体電解質層12および負極層13をこの順に積層し、これらをプレス成形などによって互いに一体化することにより、薄板状に形成されている。
The
電池素子10の平面形状は、任意の形状とすることができる。例えば、図2(b)に示すように円形であっても良いし、その他の形状(例えば矩形状など)であっても良い。正極層11、固体電解質層12および負極層13の平面形状は、互いに同等(互いに同一の形状、或いは、互いに相似形で寸法が若干異なる形状など)とすることができる。
The planar shape of the
枠体30は、例えば、絶縁性樹脂製の薄板からなる。枠体30の平面形状(外形形状)は、任意の形状とすることができる。図2(a)には、枠体30の外形形状が角丸の矩形状である例を示している。
枠体30には、その表裏を貫通する貫通孔33が形成されている。貫通孔33の平面形状は、電池本体1の平面形状と同等である。貫通孔33は、電池本体1をほぼ隙間無く収容する寸法に設定されていることが好ましい。枠体30の厚さは、電池本体1の厚さと同等である。
The
A through-
上記のように、電池本体1は、少なくとも電池素子10が貫通孔33の内周壁面33aに対して非接合な状態で、貫通孔33内に収容されている。ただし、貫通孔33に電池本体1が収容された状態で、電池本体1の側面(周面)が貫通孔33の内周壁面33aに当接していることが好ましい。
As described above, the
第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層は、例えば、それぞれ導電性粘着フィルムである。すなわち、第1導電性樹脂層は、第1導電性粘着フィルム41であり、第2導電性樹脂層は、第2導電性粘着フィルム42である。
第1導電性粘着フィルム41は、電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に貼り付けられて、貫通孔33の一端を封止(閉塞)している。同様に、第2導電性粘着フィルム42は、電池本体1の他方の面1bと、枠体30の他方の面32と、に貼り付けられて、貫通孔33の他端を封止(閉塞)している。
The first conductive resin layer and the second conductive resin layer are, for example, conductive adhesive films, respectively. That is, the first conductive resin layer is the first
The first
第1導電性粘着フィルム41は、貫通孔33の一端を完全に閉塞することが可能な形状及び寸法であることが好ましいが、その平面形状は、任意の形状とすることができる。
同様に、第2導電性粘着フィルム42は、貫通孔33の他端を完全に閉塞することが可能な形状及び寸法であることが好ましいが、その平面形状は、任意の形状とすることができる。
第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42の平面形状は、例えば、枠体30の外形形状と同等の形状とすることができる。
The first conductive pressure-
Similarly, the second conductive pressure-
The planar shape of the first conductive pressure-
全固体型リチウムイオン電池100は、更に、第1集電体層51と第2集電体層52とを有する。第1集電体層51は、第1導電性粘着フィルム41を介して電池本体1の一方の面1aに対して電気的に接続されている。第2集電体層52は、第2導電性粘着フィルム42を介して電池本体1の他方の面1bに対して電気的に接続されている。第1集電体層51および第2集電体層52は、それぞれ薄板状に形成されている。
The all solid-state
第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42は、それぞれ両面が粘着性を有している。そして、第1集電体層51は、第1導電性粘着フィルム41における電池本体1側とは反対側の面に貼り付けられている。同様に、第2集電体層52は、第2導電性粘着フィルム42における電池本体1側とは反対側の面に貼り付けられている。
Both sides of the first
第1集電体層51および第2集電体層52の平面形状は、任意の形状とすることができる。第1集電体層51および第2集電体層52の平面形状は、例えば、第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42と同等の形状とすることができる。これにより、第1集電体層51は、第1導電性粘着フィルム41とともに貫通孔33の一端を閉塞することができ、第2集電体層52は、第2導電性粘着フィルム42とともに貫通孔33の他端を閉塞することができる。
The planar shape of the 1st electrical
次に、全固体型リチウムイオン電池100の各構成要素の材料の例を説明する。
Next, an example of the material of each component of the all solid-state
正極層11は、正極活物質を含んで構成されており、必要に応じて、導電助剤、固体電解質などを含んでいる。正極活物質は、特に限定されず、一般的に公知のものを用いることができる。正極層11は、一例として、アモルファスLi6MoS6の粉末と、アセチレンブラック(AB)の粉末と、Li11P3S12の粉末と、の混合物により構成することができる。
The
負極層13は、負極活物質を含んで構成されており、必要に応じて、導電助剤、固体電解質などを含んでいる。負極活物質は、特に限定されず、一般的に公知のものを用いることができる。負極層13は、一例として、アモルファスLi−Si−P硫化物の粉末により構成することができる。この粉末としては、例えば、Li22Si5の粉末と、グラファイトの粉末と、Li11P3S12の粉末と、の混合物が挙げられる。
The
固体電解質層12を構成する固体電解質は、リチウムイオン伝導性を有するものであれば特に限定されず、一般的に公知のものを用いることができる。固体電解質層12は、一例として、Li11P3S12ガラスの粉末により構成することができる。
The solid electrolyte constituting the
枠体30を構成する樹脂材料は、貫通孔33の内部に電池本体1を収容保持するのに十分な強度を確保できる材料であれば特に限定されない。一例として、枠体30は、PET、塩化ビニル等のフィルムにより構成することができる。
The resin material that constitutes the
第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42は、例えば、粘着性樹脂中に、導電性微粒子を分散させることにより構成されている。導電性微粒子としては、Ni等の金属粒子、非導電性粒子に金属をコーティングしてなる粒子、カーボン粒子などが挙げられる。粘着性樹脂は、導電性微粒子を分散することができ、且つ、粘着性を示す樹脂(粘着剤)である。このような粘着性樹脂としては、(メタ)アクリル系熱可塑性樹脂(アクリル系粘着剤)などが挙げられる。なお、本明細書において「(メタ)アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの総称であるものとする。
The first conductive pressure-
第1集電体層51および第2集電体層52は、例えば、SUS、アルミニウム等の金属材料により構成された金属箔である。ただし、第1集電体層51および第2集電体層52は、金属またはカーボンを、合成樹脂製のフィルム、不織布、織布、または紙にコーティングすることにより構成されていても良い。
The first
次に、本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池の製造方法を説明する。
図3(a)〜(d)および図4(a)〜(c)は第1の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池の製造方法における一連の工程を示す断面図である。
この製造方法は、下記(1)〜(5)の工程を有する。
(1)正極層11と固体電解質層12と負極層13とがこの順に積層されてなる電池素子10を含む電池本体1を、表裏を貫通する貫通孔33が形成された樹脂製の枠体30の貫通孔33内に、少なくとも電池素子10が貫通孔33の内周壁面33aに対して非接合な状態で収容する工程
(2)第1導電性樹脂層(例えば第1導電性粘着フィルム41)によって貫通孔33の一端を封止する工程
(3)電池本体1の一方の面1aに第1導電性樹脂層を接合する工程
(4)第2導電性樹脂層(例えば第2導電性粘着フィルム43)によって貫通孔33の他端を封止する工程
(5)電池本体1の他方の面1bに第2導電性樹脂層を接合する工程
以下、具体的な工程の一例を説明する。なお、以下に説明する工程は、最終的に全固体型リチウムイオン電池100を作製することが可能な順序であれば、以下に例示する以外の順序で行っても良い。
Next, a manufacturing method of the all solid state lithium ion battery according to the present embodiment will be described.
FIGS. 3A to 3D and FIGS. 4A to 4C are cross-sectional views showing a series of steps in the method for manufacturing an all solid-state lithium ion battery according to the first embodiment.
This manufacturing method includes the following steps (1) to (5).
(1) A
先ず、図3(a)に示すように、固体電解質層12の粉末材料をプレス成形することによって、固体電解質層12を作製する。
First, as shown to Fig.3 (a), the
次に、図3(b)に示すように、負極層13の粉末材料を、先に作製した固体電解質層12に対して積層し、該粉末材料をプレス成形する。これにより、負極層13を固体電解質層12と一体的に作製する。
Next, as shown in FIG. 3B, the powder material of the
また、図3(c)に示すように、正極層11の粉末材料をプレス成形することによって、正極層11を作製する。
Moreover, as shown in FIG.3 (c), the
次に、図3(d)に示すように、負極層13と一体化させた固体電解質層12に対して正極層11を重ねて、負極層13、固体電解質層12および正極層11をプレスする。これにより、正極層11を固体電解質層12に対して一体化させる。こうして、正極層11と、固体電解質層12と、負極層13と、がこの順に積層されてなる電池素子10を含む電池本体1が得られる。
Next, as shown in FIG. 3D, the
次に、枠体30を準備する。枠体30は、樹脂製の薄板に、パンチング等によって貫通孔33を形成することなどにより得られたものである。
Next, the
また、第1集電体層51および第2集電体層52を準備する。第1集電体層51の一方の面には、第1集電体層51と同一の形状及び寸法の第1導電性粘着フィルム41を貼り付け、第2集電体層52の他方の面には、第2集電体層52と同一の形状及び寸法の第2導電性粘着フィルム42を貼り付ける。
In addition, a first
次に、図4(a)に示すように、枠体30の他方の面32に第2導電性粘着フィルム42を貼り付けることにより、貫通孔33の他端を封止する。
Next, as shown to Fig.4 (a), the other end of the through-
次に、図4(b)に示すように、枠体30の貫通孔33内に電池本体1を挿入する。このとき、電池本体1の他方の面1bに対して、第2導電性粘着フィルム42を貼り付ける。
Next, as shown in FIG. 4B, the
次に、図4(c)に示すように、電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に第1導電性粘着フィルム41を貼り付けることにより、貫通孔33の一端を封止する。こうして、全固体型リチウムイオン電池100が得られる。
Next, as shown in FIG. 4 (c), the first
以上のような第1の実施形態によれば、全固体型リチウムイオン電池100は、正極層11と固体電解質層12と負極層13とがこの順に積層されてなる電池素子10を含む電池本体1と、電池本体1を封止している封止樹脂部20と、を備える。
全固体型リチウムイオン電池100は、固体電解質層12を有する全固体型のリチウムイオン電池であるため、電解液を有するリチウムイオン電池と比べて、生産性に優れる。
また、電池本体1が封止樹脂部20によって封止されているので、全固体型リチウムイオン電池100を安定的な構造のものとすることができる。
具体的には、枠体30に形成された貫通孔33内に電池本体1が収容されているとともに、第1導電性樹脂層によって貫通孔33の一端が封止され、且つ、第2導電性樹脂層によって貫通孔33の他端が封止されている。これにより、電池本体1の周囲が封止樹脂部20によって封止された構造が実現されている。
さらに、電池本体1の一方の面1aには第1導電性樹脂層(例えば第1導電性粘着フィルム41)が接合されているので、第1導電性樹脂層を介して電池本体1を外部へ電気的に接続することができる。同様に、電池本体1の他方の面1bには第2導電性樹脂層(例えば第2導電性粘着フィルム42)が接合されているので、第2導電性樹脂層を介して電池本体1を外部へ電気的に接続することができる。
加えて、電池本体1は、少なくとも正極層11と、固体電解質層12と、負極層13と、がこの順に積層されてなる電池素子10が貫通孔33の内周壁面33aに対して非接合な状態で、貫通孔33内に収容されている。これにより、少なくとも電池素子10は、貫通孔33の内周壁面33aによって強固には拘束されておらず、貫通孔33内においてある程度自由に移動することができる。このため、電池本体1に不要な応力が加わってしまうことを抑制できるので、全固体型リチウムイオン電池100の品質を容易に安定させることができる。
つまり、全固体型リチウムイオン電池100を、生産性に優れ、且つ、品質を容易に安定させることが可能な構造のものとすることができる。
なお、全固体型リチウムイオン電池100は、有機電解液を有していないため、有機電解液の漏れの心配が無いとともに、有機電解液によって第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層が溶解してしまう心配もない。よって、第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層を用いた封止が可能である。
According to the first embodiment as described above, the all-solid-state
The all-solid-state
Moreover, since the battery
Specifically, the
Furthermore, since the 1st conductive resin layer (for example, 1st conductive adhesive film 41) is joined to one
In addition, the
That is, the all-solid-state
Since all solid-state
また、第1導電性樹脂層は、電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に接合されて、貫通孔33の一端を封止している。同様に、第2導電性樹脂層は、電池本体1の他方の面1bと、枠体30の他方の面32と、に接合されて、貫通孔33の他端を封止している。よって、第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層によって貫通孔33の両端が容易且つ確実に封止された構造を実現することができる。
The first conductive resin layer is bonded to one
また、第1導電性樹脂層は、電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に貼り付けられた、第1導電性粘着フィルム41である。同様に、第2導電性樹脂層は、電池本体1の他方の面1bと、枠体30の他方の面32と、に貼り付けられた、第2導電性粘着フィルム42である。よって、導電性粘着フィルムを所望の形状に切断することによって第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42を作製し、第1導電性粘着フィルム41を電池本体1の一方の面1aおよび枠体30の一方の面31に貼り付けるとともに、第2導電性粘着フィルム42を電池本体1の他方の面1bおよび枠体30の他方の面32に貼り付けることによって、容易に、封止樹脂部20を構成することができる。
The first conductive resin layer is a first
また、第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42は、それぞれ両面が粘着性を有しており、全固体型リチウムイオン電池100は、第1導電性粘着フィルム41における電池本体1側とは反対側の面に貼り付けられた第1集電体層51と、第2導電性粘着フィルム42における電池本体1側とは反対側の面に貼り付けられた第2集電体層52と、を更に備える。つまり、第1導電性粘着フィルム41により、容易に第1集電体層51と電池本体1とが電気的に接続され、第2導電性粘着フィルム42により、容易に第2集電体層52と電池本体1とが電気的に接続されている。よって、全固体型リチウムイオン電池100を、より製造が容易な構造のものとすることができる。
The first conductive pressure-
〔第2の実施形態〕
図5は第2の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100の断面図である。本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100は、以下に説明する点で、上記の第1の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100と相違し、その他の点では、上記の第1の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100と同様に構成されている。
[Second Embodiment]
FIG. 5 is a cross-sectional view of an all solid-state
本実施形態の場合、電池本体1は、電池素子10の他に、第3導電性粘着フィルム61と第4導電性粘着フィルム62とを備えている。
第3導電性粘着フィルム61は、正極層11の外表面11aに貼り付けられている。第4導電性粘着フィルム62は、負極層13の外表面13aに貼り付けられている。第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62を含む電池本体1が、貫通孔33に収容されている。
In the case of this embodiment, the
The third conductive
第3導電性粘着フィルム61が正極層11の外表面11aに貼り付けられていることにより、第3導電性粘着フィルム61は、正極層11の崩壊を抑制する支持体として機能する。同様に、第4導電性粘着フィルム62が負極層13の外表面13aに貼り付けられていることにより、第4導電性粘着フィルム62は、負極層13の崩壊を抑制する支持体として機能する。よって、正極層11および負極層13の崩壊が抑制されている。
Since the third conductive
本実施形態の場合、第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62の外周面は、枠体30の内周壁面33aに対して粘着している場合もあるが、少なくとも電池素子10(正極層11、固体電解質層12および負極層13)は、枠体30の内周壁面33aに対して非接合状態となっている。このため、本実施形態においても、少なくとも電池素子10に不要な応力が作用してしまうことが抑制されている。
In the case of the present embodiment, the outer peripheral surfaces of the third conductive
本実施形態の場合、第1導電性粘着フィルム41の一方の面(図5における下面)は、第3導電性粘着フィルム61における電池素子10側とは反対側の面すなわち電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に貼り付けられている。また、第2導電性粘着フィルム42の一方の面(図5における上面)は、第4導電性粘着フィルム62における電池素子10側とは反対側の面すなわち電池本体1の他方の面1bと、枠体30の他方の面32と、に貼り付けられている。
In the case of this embodiment, one surface (the lower surface in FIG. 5) of the first
第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62は、例えば、粘着性樹脂中に導電性微粒子を分散させることにより構成された粘着性樹脂層と、金属箔と、を積層することにより構成されている。粘着性樹脂層の導電性微粒子としては、Ni等の金属粒子、非導電性粒子に金属をコーティングしてなる粒子、カーボン粒子などが挙げられる。粘着性樹脂は、導電性微粒子を分散することができ、且つ、粘着性を示す樹脂(粘着剤)である。このような粘着性樹脂としては、(メタ)アクリル系熱可塑性樹脂(アクリル系粘着剤)などが挙げられる。金属箔は、アルミニウム箔等である。第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62は、片面(金属箔側とは反対側の面)のみが粘着性を有する。第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62における粘着性を有する面(つまり粘着性樹脂層)が、正極層11および負極層13に対してそれぞれ貼り付けられている。
The third conductive pressure-
次に、本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池の製造方法を説明する。
図6(a)〜(e)および図7(a)〜(c)は本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池の製造方法における一連の工程を示す断面図である。
Next, a manufacturing method of the all solid state lithium ion battery according to the present embodiment will be described.
6 (a) to 6 (e) and FIGS. 7 (a) to 7 (c) are cross-sectional views showing a series of steps in the method for manufacturing an all solid-state lithium ion battery according to this embodiment.
先ず、図6(a)に示すように、固体電解質層12の粉末材料をプレス成形することによって、固体電解質層12を作製する。
First, as shown to Fig.6 (a), the
次に、図6(b)に示すように、負極層13の粉末材料を、先に作製した固体電解質層12に対して積層し、該粉末材料をプレス成形する。これにより、負極層13を固体電解質層12と一体的に作製する。
Next, as shown in FIG. 6B, the powder material of the
次に、図6(c)に示すように、正極層11の粉末材料を第3導電性粘着フィルム61に対してプレスすることによって、正極層11を第3導電性粘着フィルム61と一体的に成形する。この際、第3導電性粘着フィルム61は、正極層11の崩壊を抑制する支持体として機能する。
Next, as shown in FIG. 6C, the
次に、図6(d)に示すように、負極層13と一体化させた固体電解質層12に対して、正極層11および第3導電性粘着フィルム61を重ね、且つ、負極層13の外表面13a側には、第4導電性粘着フィルム62を配置して、第3導電性粘着フィルム61、正極層11、固体電解質層12、負極層13および第4導電性粘着フィルム62をプレスする。これにより、第4導電性粘着フィルム62に対して負極層13を一体化させるとともに、正極層11を固体電解質層12に対して一体化させる。こうして、第3導電性粘着フィルム61と、正極層11と、固体電解質層12と、負極層13と、第4導電性粘着フィルム62と、がこの順に積層されてなる電池本体1が得られる。
Next, as shown in FIG. 6D, the
次に、枠体30を準備する。
また、第1集電体層51および第2集電体層52を準備し、第1集電体層51の一方の面には、第1集電体層51と同一の形状及び寸法の第1導電性粘着フィルム41を貼り付け、第2集電体層52の他方の面には、第2集電体層52と同一の形状及び寸法の第2導電性粘着フィルム42を貼り付ける。
Next, the
In addition, a first
次に、図7(a)に示すように、枠体30の他方の面32に第2導電性粘着フィルム42を貼り付けることにより、貫通孔33の他端を封止する。
Next, as shown in FIG. 7A, the other end of the through
次に、図7(b)に示すように、枠体30の貫通孔33内に電池本体1を挿入する。このとき、第4導電性粘着フィルム62における電池素子10側とは反対側の面すなわち電池本体1の他方の面1bに対して、第2導電性粘着フィルム42を貼り付ける。
Next, as shown in FIG. 7B, the
次に、図7(c)に示すように、第3導電性粘着フィルム61における電池素子10側とは反対側の面すなわち電池本体1の一方の面1aと、枠体30の一方の面31と、に第1導電性粘着フィルム41を貼り付けることにより、貫通孔33の一端を封止する。こうして、全固体型リチウムイオン電池100が得られる。
Next, as shown in FIG. 7C, the surface of the third conductive
以上のような第2の実施形態によれば、上記の第1の実施形態と同様の効果が得られる他に、以下の効果が得られる。 According to the second embodiment as described above, the following effects can be obtained in addition to the same effects as those of the first embodiment.
また、本実施形態の場合、全固体型リチウムイオン電池100は、正極層11に貼り付けられた第3導電性粘着フィルム61と、負極層13に貼り付けられた第4導電性粘着フィルム62と、を有する。よって、第3導電性粘着フィルム61が正極層11の崩壊を抑制する支持体として機能するとともに、第4導電性粘着フィルム62が負極層13の崩壊を抑制する支持体として機能するので、正極層11および負極層13の崩壊が抑制されている。このため、電池本体1が大寸法(大面積)であっても、電池本体1を安定的な構造のものとすることができる。
In the present embodiment, the all-solid-state
特に、正極層11を第3導電性粘着フィルム61に対してプレスすることによって成形した後、正極層11、固体電解質層12および負極層13をプレスして一体化するので、このプレスの際に正極層11が崩壊してしまうことを抑制することができる。
また、正極層11、固体電解質層12および負極層13をプレスにより一体化する際に、負極層13における固体電解質層12側とは反対側に第4導電性粘着フィルム62を配置した状態でプレスを行うので、このプレスの際に負極層13が崩壊してしまうことを抑制することができる。
In particular, after the
Further, when the
〔第3の実施形態〕
図8(a)は第3の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100の断面図であり、図8(b)は第3の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100の枠体の平面図である。図8(a)は図8(b)に示すA−A線と対応する位置での断面を示す。本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100は、以下に説明する点で、上記の第2の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100と相違し、その他の点では、上記の第2の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100と同様に構成されている。
[Third Embodiment]
FIG. 8A is a cross-sectional view of the all-solid-state
本実施形態の場合、図8(a)および(b)に示すように、枠体30には、複数の貫通孔33が形成されている。そして、図8(a)に示すように、複数の貫通孔33の各々に、それぞれ電池本体1が収容されている。第1導電性樹脂層(例えば第1導電性粘着フィルム41)は、各電池本体1の一方の面1aに接合されて、各電池本体1の正極層11を相互に電気的に接続しているとともに、複数の貫通孔33の各々の一端を一括して封止している。また、第2導電性樹脂層(例えば第2導電性粘着フィルム42)は、各電池本体1の他方の面1bに接合されて、各電池本体1の負極層13を相互に電気的に接続しているとともに、複数の貫通孔33の各々の他端を一括して封止している。
つまり、本実施形態の場合、第1導電性樹脂層と第2導電性樹脂層とによって、複数の電池本体1が相互に並列に接続されている。
In the case of the present embodiment, as shown in FIGS. 8A and 8B, a plurality of through
That is, in the case of the present embodiment, the plurality of battery
より具体的には、例えば、第1導電性樹脂層は第1導電性粘着フィルム41であり、第1導電性粘着フィルム41は、各電池本体1の一方の面1aに貼り付けられて、各電池本体1の正極層11を相互に電気的に接続している。また、第2導電性樹脂層は第2導電性粘着フィルム42であり、第2導電性粘着フィルム42は、各電池本体1の他方の面1bに貼り付けられて、各電池本体1の負極層13を相互に電気的に接続している。
More specifically, for example, the first conductive resin layer is the first
以上のような第3の実施形態によっても、上記の第2の実施形態と同様の効果が得られる。
また、複数の電池本体1が、第1導電性樹脂層と第2導電性樹脂層とによって相互に並列に接続されているので、全固体型リチウムイオン電池100全体の容量が上記の第2の実施形態よりも増大する。
According to the third embodiment as described above, the same effects as those of the second embodiment can be obtained.
In addition, since the plurality of battery
なお、上記の第3の実施形態では、上記の第2の実施形態と同様に、電池本体1が第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62を有する例を説明したが、上記の第1の実施形態と同様に、電池本体1は、第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62を有していなくても良い。
In the third embodiment, the example in which the
〔第4の実施形態〕
図9は第4の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100の断面図である。本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100は、以下に説明する点で、上記の第3の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100と相違し、その他の点では、上記の第3の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100と同様に構成されている。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a cross-sectional view of an all solid-state
上記の各実施形態では、電池本体1が単数(1つ)の電池素子10を有する例を説明したが、本実施形態の場合、電池本体1は、相互に直列に接続された複数(例えば2つ)の電池素子10を有している。
そして、電池本体1を構成する複数の電池素子10は、直列接続用導電性樹脂層80を介して相互に電気的に接続されている。すなわち、電池本体1を構成する複数の電池素子10のうち、互いに隣り合う電池素子10の正極層11と負極層13とが、直列接続用導電性樹脂層80を介して相互に電気的に接続されている。
In each of the above embodiments, the example in which the battery
The plurality of
なお、本実施形態の場合、上記の第2および第3の実施形態と同様に、各電池素子10の表裏の面には、それぞれ第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62が貼り付けられている。
そして、直列接続用導電性樹脂層80は、例えば、1つの電池本体1を構成する2つの電池素子10のうち、一方の電池素子10に貼り付けられた第3導電性粘着フィルム61と、他方の電池素子10に貼り付けられた第4導電性粘着フィルム62と、の間に介装されて、これら第3導電性粘着フィルム61と第4導電性粘着フィルム62とを相互に電気的に接続している。
In the case of this embodiment, the third conductive
The series-connected
直列接続用導電性樹脂層80は、例えば、両面が粘着性を有する導電性粘着フィルムである。直列接続用導電性樹脂層80は、第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42と同様の構造のものである。すなわち、直列接続用導電性樹脂層80は、例えば、粘着性樹脂中に、導電性微粒子を分散させることにより構成されており、その両面が粘着性を有する。直列接続用導電性樹脂層80は、1つの電池本体1を構成する2つの電池素子10のうち、一方の電池素子10に貼り付けられた第3導電性粘着フィルム61と、他方の電池素子10に貼り付けられた第4導電性粘着フィルム62と、に貼り付けられて、これら第3導電性粘着フィルム61と第4導電性粘着フィルム62とを相互に電気的に接続している。
The
図10(a)および(b)は第4の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池の製造方法における一連の工程のうち、電池本体1を作製する工程を示す断面図である。
FIGS. 10A and 10B are cross-sectional views showing a process of manufacturing the
図10(a)に示すように、表裏の面にそれぞれ第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62が貼り付けられた電池素子10を2つ準備する。そして、これら電池素子10のうち一方の第3導電性粘着フィルム61と、他方の第4導電性粘着フィルム62とを、導電性粘着フィルムからなる直列接続用導電性樹脂層80を介して相互に接続する。これにより、図10(b)に示すように、電池本体1が得られる。
As shown to Fig.10 (a), the two
以上のような第4の実施形態によっても、上記の第3の実施形態と同様の効果が得られる。
また、各電池本体1は、相互に直列に接続された複数の電池素子10を有するので、全固体型リチウムイオン電池100が出力する電圧が上記の第3の実施形態よりも増大する。
According to the fourth embodiment as described above, the same effects as those of the third embodiment can be obtained.
Moreover, since each battery
なお、上記の第4の実施形態では、上記の第3の実施形態と同様に、複数の電池本体1が互いに並列に接続されている例を説明したが、上記の第1および第2の実施形態と同様に、全固体型リチウムイオン電池100は1つのみの電池本体1を有していても良い。
また、上記の第4の実施形態では、電池本体1が第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62を有する例を説明したが、上記の第1の実施形態と同様に、電池本体1は、第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62を有していなくても良い。
In the fourth embodiment, the example in which the plurality of battery
Moreover, in said 4th Embodiment, although the battery
〔第5の実施形態〕
図11(a)〜(d)の各々は、第5の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100の断面図である。
[Fifth Embodiment]
Each of FIGS. 11A to 11D is a cross-sectional view of an all-solid-state
本実施形態の場合、全固体型リチウムイオン電池100の封止樹脂部20は、樹脂製の周縁封止部70を更に有している。周縁封止部70は、第1導電性粘着フィルム41の外周端面41aと、枠体30の外周面34と、第2導電性粘着フィルム42の外周端面42aと、を一括して封止している。
In the case of this embodiment, the sealing
図11(a)は、上記の第1の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100に周縁封止部70を追加した例を示す。図11(b)は、上記の第2の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100に周縁封止部70を追加した例を示す。図11(c)は、上記の第3の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100に周縁封止部70を追加した例を示す。図11(d)は、上記の第4の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100に周縁封止部70を追加した例を示す。
より具体的には、周縁封止部70は、第1集電体層51の外周端面51aと、第1導電性粘着フィルム41の外周端面41aと、枠体30の外周面34と、第2導電性粘着フィルム42の外周端面42aと、第2集電体層52の外周端面52aと、を一括して封止している。
FIG. 11A shows an example in which a peripheral sealing
More specifically, the peripheral sealing
周縁封止部70は、例えば、エポキシ樹脂を塗布および硬化させることによって構成されている。ただし、周縁封止部70は、光硬化型アクリル樹脂であっても良いし、粘着フィルムであっても良い。
The
本実施形態によれば、上記の各実施形態と同様の効果が得られる他、以下の効果が得られる。
本実施形態の場合、全固体型リチウムイオン電池100は、周縁封止部70を有しているので、大気中の水分が第1導電性樹脂層(第1導電性粘着フィルム41)および第2導電性樹脂層(第2導電性粘着フィルム42)を通して貫通孔33の内部に浸入してしまうことを抑制することができる。よって、全固体型リチウムイオン電池100をより安定的な構造のものとすることができる。
According to this embodiment, in addition to the same effects as the above-described embodiments, the following effects can be obtained.
In the case of the present embodiment, the all solid-state
上記の各実施形態では、第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層がそれぞれ導電性粘着フィルムである例を説明したが、第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層は、それぞれ導電性樹脂を電池本体1に対して(或いは電池本体1および枠体30に対して)塗布して硬化させることにより構成されていても良い。或いは、第1導電性樹脂層および第2導電性樹脂層は、予め成型された導電性樹脂を導電性接着剤によって電池本体1に対して(或いは電池本体1および枠体30に対して)貼り付けたものであっても良い。
In each of the above embodiments, the example in which the first conductive resin layer and the second conductive resin layer are each a conductive adhesive film has been described. However, the first conductive resin layer and the second conductive resin layer are respectively The conductive resin may be applied to the battery body 1 (or to the
実施例では、以下の条件で、上記の第4の実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池100を作製した。
In the example, the all-solid-state
<第3導電性粘着フィルムおよび第4導電性粘着フィルム>
第3導電性粘着フィルム61、第4導電性粘着フィルム62は、片面が粘着性を有する導電性粘着フィルムからなる。この導電性粘着フィルムは、厚さ0.05mmのAl箔の一方の面に0.035mmの厚さの粘着性樹脂層が形成されたものであり、その総厚が0.085mmである。粘着性樹脂層は、粘着性樹脂中に導電性微粒子としてNi粒子を分散させることにより構成されており、導電性を有する。第3導電性粘着フィルム61および第4導電性粘着フィルム62は、そのような構造の導電性粘着フィルムを直径13mmの円形に切り取ったものである。
<Third conductive adhesive film and fourth conductive adhesive film>
The 3rd conductive
<正極層>
正極層11の材料としては、アモルファスLi6MoS6の粉末と、アセチレンブラックの粉末と、Li11P3S12の粉末と、を重量比1:1:1で混合してなる粉末材料を34mg用いた。
正極層11の粉末材料を導電性粘着フィルム61における粘着剤層側の面に対してプレスすることによって、正極層11を第3導電性粘着フィルム61と一体的に成形した。このプレス成形は室温で行い、プレス圧力は250MPaとした。正極層11は、第3導電性粘着フィルム61と同じ直径(13mm)の円板形とした。
正極層11と第3導電性粘着フィルム61との合計の厚さは150μmとした。
<Positive electrode layer>
The material of the
The
The total thickness of the
<固体電解質層>
Li11P3S12ガラスの粉末400mgをプレス成形することにより固体電解質層12を作製した。固体電解質層12は、直径14mmの円板形とした。このプレス成形は、室温で行い、プレス圧力は377MPaとした。固体電解質層12の厚さは200μmとした。
<Solid electrolyte layer>
The
<負極層>
負極層13の材料としては、Li22Si5の粉末と、グラファイトの粉末と、Li11P3S12の粉末と、を重量比27:53:20で混合してなる粉末材料を14mg用いた。負極層13の粉末材料を、成形後の固体電解質層12に対して積層プレスすることにより、負極層13を固体電解質層12と一体的にプレス成形した。
このプレス成形は室温で行い、プレス圧力は377MPaとした。負極層13は、固体電解質層12と同じ直径(14mm)の円板形とした。負極層13と導電性粘着フィルム62との合計の厚さは150μmとした。
<Negative electrode layer>
As a material for the
This press molding was performed at room temperature, and the press pressure was 377 MPa. The
<電池素子>
第3導電性粘着フィルム61、正極層11、固体電解質層12、負極層13および第4導電性粘着フィルム62をこの順に積層する。なお、第4導電性粘着フィルム62は、粘着剤層側の面を負極層13側に配置する。そして、第3導電性粘着フィルム61、正極層11、固体電解質層12、負極層13および第4導電性粘着フィルム62の積層体をプレスすることによって、電池素子10を一体形成する。電池素子10は合計8つ作製した。電池素子10の厚さは、500μmとした。
<Battery element>
The 3rd conductive
<直列接続用導電性樹脂層>
直列接続用導電性樹脂層80は、両面が粘着性を有する導電性粘着フィルムからなる。この導電性粘着フィルムは、0.035mmの厚さの粘着性樹脂層からなる。この粘着性樹脂層は、粘着性樹脂中に導電性微粒子としてNi粒子を分散させることにより構成されており、導電性を有する。直列接続用導電性樹脂層80は、このような構造の導電性粘着フィルムを直径13mmの円形に切り取ったものである。
<Conductive resin layer for series connection>
The conductive resin layer for
<電池本体>
直列接続用導電性樹脂層80を間に挟んで2つの電池素子10を積層することによって、直列接続用導電性樹脂層80により2つの電池素子10を直列に接続し、電池本体1を作製した。すなわち、直列接続用導電性樹脂層80を、2つの電池素子10のうちの一方の電池素子10の第3導電性粘着フィルム61と、他方の電池素子10の第4導電性粘着フィルム62とに貼り付けることにより、電池本体1を作製した。電池本体1は合計4つ作製した。電池本体1の厚さは1mmとした。
<Battery body>
By stacking the two
<枠体>
枠体30としては、一辺40mmの正方形状(角が丸められている)で厚さ1mmのPETフィルムに、直径15mmの貫通孔33を4つ、前後左右対称に形成したものを用いた。
<Frame body>
As the
<集電体層>
第1集電体層51および第2集電体層52として、それぞれ厚さ8μmのSUS304箔を用いた。第1集電体層51および第2集電体層52の平面形状は、平面視における枠体30の外形形状と等しくした。
<Current collector layer>
As the first
<第1導電性粘着フィルムおよび第2導電性粘着フィルム>
第1導電性粘着フィルム41および第2導電性粘着フィルム42は、直列接続用導電性樹脂層80と同じ構造の導電性粘着フィルムを、第1集電体層51および第2集電体層52と同じ平面形状に切り取ったものである。第1導電性粘着フィルム41は第1集電体層51の一方の面に貼り付け、第2導電性粘着フィルム42は第2集電体層52の一方の面に貼り付けた。
<First conductive adhesive film and second conductive adhesive film>
The first conductive pressure-
<全固体型リチウムイオン電池>
枠体30の他方の面32には、第2導電性粘着フィルム42を介して第2集電体層52を貼り付けた。
そして、枠体30の4つの貫通孔33の各々に、電池本体1を挿入した。ここで、各電池本体1の他方の面1bには、第2導電性粘着フィルム42を介して、第2集電体層52を貼り付けた。
そして、枠体30の一方の面31には、第1導電性粘着フィルム41を介して第1集電体層51を貼り付けた。ここで、第1集電体層51は、第1導電性粘着フィルム41を介して、各電池本体1の一方の面1aにも貼り付けた。
<All-solid-state lithium-ion battery>
A second
Then, the
And the 1st electrical
こうして、図9に模式的構造を示す全固体型リチウムイオン電池100を得た。全固体型リチウムイオン電池100は、厚さ1mmで、一辺が40mmの角丸の正方形状であり、重量は2.7gである。
Thus, an all solid-state
このように作製した全固体型リチウムイオン電池100は、以下の特性を示した。
電圧:4V
容量:2.6mAh
エネルギー密度:3.3Wh/kg
5.6Wh/L
The all-solid-state
Voltage: 4V
Capacity: 2.6 mAh
Energy density: 3.3 Wh / kg
5.6Wh / L
1 電池本体
1a 一方の面
1b 一方の面
10 電池素子
11 正極層
11a 外表面
12 固体電解質層
13 負極層
13a 外表面
20 封止樹脂部
30 枠体
31 一方の面
32 他方の面
33 貫通孔
33a 内周壁面
34 外周面
41 第1導電性粘着フィルム(第1導電性樹脂層)
41a 外周端面
42 第2導電性粘着フィルム(第2導電性樹脂層)
42a 外周端面
51 第1集電体層
51a 外周端面
52 第2集電体層
52a 外周端面
61 第3導電性粘着フィルム
62 第4導電性粘着フィルム
70 周縁封止部
80 直列接続用導電性樹脂層
100 全固体型リチウムイオン電池
DESCRIPTION OF
41a Outer
42a Outer
Claims (14)
前記電池本体を封止している封止樹脂部と、
を備え、
前記封止樹脂部は、
樹脂製の枠体であって、その表裏を貫通する貫通孔が形成され、前記貫通孔内に前記電池本体を収容している枠体と、
前記電池本体の一方の面に接合されているとともに、前記貫通孔の一端を封止している第1導電性樹脂層と、
前記電池本体の他方の面に接合されているとともに、前記貫通孔の他端を封止している第2導電性樹脂層と、
を有し、
前記電池本体は、少なくとも前記電池素子が前記貫通孔の内周壁面に対して非接合な状態で、前記貫通孔内に収容されている全固体型リチウムイオン電池。 A battery body including a battery element in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order;
A sealing resin portion sealing the battery body;
With
The sealing resin portion is
A frame made of resin, having a through hole penetrating the front and back, and housing the battery body in the through hole; and
A first conductive resin layer bonded to one surface of the battery body and sealing one end of the through hole;
A second conductive resin layer bonded to the other surface of the battery body and sealing the other end of the through hole;
Have
The battery body is an all-solid-state lithium ion battery accommodated in the through hole in a state where at least the battery element is not bonded to the inner peripheral wall surface of the through hole.
前記第2導電性樹脂層は、前記電池本体の他方の面と、前記枠体の他方の面と、に接合されて、前記貫通孔の他端を封止している請求項1に記載の全固体型リチウムイオン電池。 The first conductive resin layer is bonded to one surface of the battery body and one surface of the frame, and seals one end of the through hole.
The said 2nd conductive resin layer is joined to the other surface of the said battery main body, and the other surface of the said frame, and has sealed the other end of the said through-hole. All solid-state lithium-ion battery.
前記複数の貫通孔の各々に、それぞれ前記電池本体が収容され、
前記第1導電性樹脂層は、各電池本体の一方の面に接合されて、各電池本体の前記正極層を相互に電気的に接続しているとともに、前記複数の貫通孔の各々の一端を一括して封止しており、
前記第2導電性樹脂層は、各電池本体の他方の面に接合されて、各電池本体の前記負極層を相互に電気的に接続しているとともに、前記複数の貫通孔の各々の他端を一括して封止している請求項2に記載の全固体型リチウムイオン電池。 A plurality of the through holes are formed in the frame body,
The battery body is accommodated in each of the plurality of through holes,
The first conductive resin layer is bonded to one surface of each battery body to electrically connect the positive electrode layers of each battery body to each other, and one end of each of the plurality of through holes is connected to the first conductive resin layer. Sealed together,
The second conductive resin layer is bonded to the other surface of each battery body to electrically connect the negative electrode layers of the battery bodies to each other, and the other end of each of the plurality of through holes. The all-solid-state lithium ion battery according to claim 2, which is sealed together.
前記第2導電性樹脂層は、前記電池本体の他方の面と、前記枠体の他方の面と、に貼り付けられた、第2導電性粘着フィルムである請求項2または3に記載の全固体型リチウムイオン電池。 The first conductive resin layer is a first conductive adhesive film attached to one surface of the battery body and one surface of the frame,
4. The entire conductive resin layer according to claim 2, wherein the second conductive resin layer is a second conductive pressure-sensitive adhesive film attached to the other surface of the battery body and the other surface of the frame body. Solid lithium ion battery.
当該全固体型リチウムイオン電池は、前記第1導電性粘着フィルムにおける前記電池本体側とは反対側の面に貼り付けられた第1集電体層と、前記第2導電性粘着フィルムにおける前記電池本体側とは反対側の面に貼り付けられた第2集電体層と、を更に備える請求項4に記載の全固体型リチウムイオン電池。 Each of the first conductive adhesive film and the second conductive adhesive film has adhesiveness on both sides,
The all solid-state lithium ion battery includes a first current collector layer attached to a surface of the first conductive adhesive film opposite to the battery body side, and the battery in the second conductive adhesive film. The all-solid-state lithium ion battery according to claim 4, further comprising: a second current collector layer attached to a surface opposite to the main body side.
第1導電性樹脂層によって前記貫通孔の一端を封止する工程と、
前記電池本体の一方の面に前記第1導電性樹脂層を接合する工程と、
第2導電性樹脂層によって前記貫通孔の他端を封止する工程と、
前記電池本体の他方の面に前記第2導電性樹脂層を接合する工程と、
を備える全固体型リチウムイオン電池の製造方法。 A battery main body including a battery element in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order, and at least the battery in the through hole of the resin frame in which a through hole penetrating the front and back is formed. A step of accommodating the element in a non-bonded state with respect to the inner peripheral wall surface of the through hole;
Sealing one end of the through hole with the first conductive resin layer;
Bonding the first conductive resin layer to one surface of the battery body;
Sealing the other end of the through hole with a second conductive resin layer;
Bonding the second conductive resin layer to the other surface of the battery body;
A method for producing an all-solid-state lithium ion battery.
前記貫通孔の他端を封止する工程では、前記第2導電性樹脂層を前記枠体の他方の面に接合する請求項8に記載の全固体型リチウムイオン電池の製造方法。 In the step of sealing one end of the through hole, the first conductive resin layer is bonded to one surface of the frame body,
The method for producing an all solid-state lithium ion battery according to claim 8, wherein in the step of sealing the other end of the through hole, the second conductive resin layer is joined to the other surface of the frame.
前記電池本体を収容する工程では、前記複数の貫通孔の各々に、それぞれ前記電池本体を収容し、
前記貫通孔の一端を封止する工程では、前記第1導電性樹脂層によって前記複数の貫通孔の各々の一端を一括して封止し、
前記電池本体の一方の面に前記第1導電性樹脂層を接合する工程では、前記第1導電性樹脂層を、各電池本体の一方の面に接合して、各電池本体の前記正極層を相互に電気的に接続し、
前記貫通孔の他端を封止する工程では、前記第2導電性樹脂層によって前記複数の貫通孔の各々の他端を一括して封止し、
前記電池本体の他方の面に前記第2導電性樹脂層を接合する工程では、前記第2導電性樹脂層を、各電池本体の他方の面に接合して、各電池本体の前記負極層を相互に電気的に接続する請求項9に記載の全固体型リチウムイオン電池の製造方法。 A plurality of the through holes are formed in the frame body,
In the step of housing the battery body, the battery body is housed in each of the plurality of through holes,
In the step of sealing one end of the through hole, one end of each of the plurality of through holes is collectively sealed by the first conductive resin layer,
In the step of bonding the first conductive resin layer to one surface of the battery body, the first conductive resin layer is bonded to one surface of each battery body, and the positive electrode layer of each battery body is bonded. Electrically connected to each other,
In the step of sealing the other end of the through hole, the other end of each of the plurality of through holes is collectively sealed by the second conductive resin layer,
In the step of bonding the second conductive resin layer to the other surface of the battery body, the second conductive resin layer is bonded to the other surface of each battery body, and the negative electrode layer of each battery body is bonded. The manufacturing method of the all-solid-state type lithium ion battery of Claim 9 electrically connected mutually.
前記第2導電性樹脂層は、第2導電性粘着フィルムであり、
前記貫通孔の一端を封止する工程では、前記第1導電性粘着フィルムを前記枠体の一方の面に貼り付け、
前記電池本体の一方の面に前記第1導電性樹脂層を接合する工程では、前記第1導電性粘着フィルムを前記電池本体の一方の面に貼り付け、
前記貫通孔の他端を封止する工程では、前記第2導電性粘着フィルムを前記枠体の他方の面に貼り付け、
前記電池本体の他方の面に前記第2導電性樹脂層を接合する工程では、前記第2導電性粘着フィルムを前記電池本体の他方の面に貼り付ける請求項9または10に記載の全固体型リチウムイオン電池の製造方法。 The first conductive resin layer is a first conductive adhesive film,
The second conductive resin layer is a second conductive adhesive film,
In the step of sealing one end of the through hole, the first conductive adhesive film is attached to one surface of the frame,
In the step of bonding the first conductive resin layer to one surface of the battery body, the first conductive adhesive film is attached to one surface of the battery body,
In the step of sealing the other end of the through hole, the second conductive adhesive film is attached to the other surface of the frame,
The all-solid-state type according to claim 9 or 10, wherein in the step of bonding the second conductive resin layer to the other surface of the battery body, the second conductive adhesive film is attached to the other surface of the battery body. A method for producing a lithium ion battery.
当該製造方法は、更に、
前記第1導電性粘着フィルムにおける前記電池本体側とは反対側の面に、第1集電体層を貼り付ける工程と、
前記第2導電性粘着フィルムにおける前記電池本体側とは反対側の面に、第2集電体層を貼り付ける工程と、
を備える請求項11に記載の全固体型リチウムイオン電池の製造方法。 Each of the first conductive adhesive film and the second conductive adhesive film has adhesiveness on both sides,
The manufacturing method further includes:
A step of attaching a first current collector layer to a surface of the first conductive adhesive film opposite to the battery body side;
A step of attaching a second current collector layer to a surface of the second conductive adhesive film opposite to the battery body side;
The manufacturing method of the all-solid-state lithium ion battery of Claim 11 provided with.
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