JP5056558B2 - All-solid lithium secondary battery - Google Patents

All-solid lithium secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP5056558B2
JP5056558B2 JP2008106567A JP2008106567A JP5056558B2 JP 5056558 B2 JP5056558 B2 JP 5056558B2 JP 2008106567 A JP2008106567 A JP 2008106567A JP 2008106567 A JP2008106567 A JP 2008106567A JP 5056558 B2 JP5056558 B2 JP 5056558B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
current collector
lithium secondary
secondary battery
safety mechanism
solid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2008106567A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009259563A (en
Inventor
俊哉 齋藤
真二 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008106567A priority Critical patent/JP5056558B2/en
Publication of JP2009259563A publication Critical patent/JP2009259563A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5056558B2 publication Critical patent/JP5056558B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は外部からの衝撃を受けた際の安全性を向上させた全固体リチウム二次電池に関する。   The present invention relates to an all-solid lithium secondary battery with improved safety when subjected to external impacts.

近年におけるパソコン、ビデオカメラ及び携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として優れた二次電池、例えば、リチウム二次電池の開発が重要視されている。また、上記情報関連機器や通信関連機器以外の分野としては、例えば自動車産業界においても、低公害車としての電気自動車やハイブリッド自動車用の高出力かつ高容量のリチウム二次電池の開発が進められている。   With the rapid spread of information-related equipment and communication equipment such as personal computers, video cameras, and mobile phones in recent years, the development of secondary batteries that are excellent as power sources, such as lithium secondary batteries, has been regarded as important. In fields other than the information-related equipment and communication-related equipment, for example, in the automobile industry, the development of high-power and high-capacity lithium secondary batteries for electric vehicles and hybrid vehicles as low-emission vehicles has been promoted. ing.

しかし、現在市販されているリチウム二次電池は、可燃性の有機溶剤を溶媒とする有機電解液が使用されているため、短絡時の温度上昇を抑える安全装置の取り付けや短絡防止のための構造・材料面での改善が必要となる。   However, the lithium secondary batteries currently on the market use an organic electrolyte that uses a flammable organic solvent as a solvent.・ Improved materials are necessary.

これに対し、液体電解質を固体電解質に変えて、電池を全固体化した、全固体リチウム二次電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。   In contrast, an all-solid lithium secondary battery in which the liquid electrolyte is changed to a solid electrolyte to make the battery all solid does not use a flammable organic solvent in the battery, so the safety device can be simplified and manufactured. It is considered to be excellent in cost and productivity.

しかしながら、全固体リチウム二次電池の安全対策は、未だ不十分であり、例えば、外部からの衝撃により、電池の制御が困難となる等して、不慮のショート、放電が起こる可能性があり、これらを防止するために、更なる改良が必要とされている。   However, safety measures for all-solid-state lithium secondary batteries are still inadequate.For example, accidental short-circuiting or discharging may occur due to difficulty in battery control due to external impacts. Further improvements are needed to prevent these.

一方、上述した液体電解質を用いたリチウム二次電池においては、過充電時や短絡時の安全対策等が検討されている。例えば特許文献1においては、過充電時や短絡時に、確実に電流遮断が行えるように、極端子と集電タブとを固着することなく重ねて接触状態で接続した薄膜電池が開示されている。これは、過電圧等で内圧上昇した際に、接続部の接触が遮断され、内圧上昇を抑えることができるものである。
しかしながら、液体電解質を用いているため、確実に電流遮断を行えるようにするためには電池内に接触遮断部を設けておく必要があり、製造が複雑になるという問題があった。また、外部から衝撃を受け、その外力により電池の制御が困難となったり、電池が破損したりする等した場合に、電流を遮断することが困難であり、不慮のショート、放電等を防止することが困難であるという問題があった。
On the other hand, in the lithium secondary battery using the liquid electrolyte described above, safety measures at the time of overcharging or short circuit are being studied. For example, Patent Document 1 discloses a thin film battery in which electrode terminals and current collecting tabs are stacked and connected in a contact state without being fixed so that current can be reliably interrupted during overcharge or short circuit. This is because when the internal pressure rises due to overvoltage or the like, the contact of the connecting portion is cut off, and the rise of the internal pressure can be suppressed.
However, since the liquid electrolyte is used, it is necessary to provide a contact blocking part in the battery in order to reliably cut off the current, and there is a problem that the manufacturing becomes complicated. In addition, it is difficult to cut off the current when it is difficult to control the battery due to external impact and the battery is damaged, etc., preventing accidental short circuit, discharge, etc. There was a problem that it was difficult.

特開2001−68090号公報JP 2001-68090 A 特開平8−83596号公報JP-A-8-83596 特開昭61−135048号公報JP-A-61-135048

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、外部からの衝撃を受けた際の安全性を向上させた全固体リチウム二次電池を提供することを主目的とするものである。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide an all-solid lithium secondary battery with improved safety when subjected to an external impact.

上記目的を達成するために、本発明においては、構造物下部に固定される上部集電体と、安全機構により上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体と、上記上部集電体と上記下部集電体との間に挟持される発電要素とを含む全固体リチウム二次電池素子と上記安全機構とを有する全固体リチウム二次電池であって、上記安全機構は、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動し、上記上部集電体と上記発電要素との間、上記発電要素内、または、上記下部集電体と上記発電要素との間のいずれかの位置で分離される構造を有することを特徴とする全固体リチウム二次電池を提供する。   In order to achieve the above object, in the present invention, an upper current collector fixed to a lower part of a structure, a lower current collector supported by a pressing force pressed upward by a safety mechanism, and the upper current collector An all-solid lithium secondary battery element including a power generation element sandwiched between a body and the lower current collector, and the safety mechanism, wherein the safety mechanism is externally provided. When the impact is applied, the pressing force is released, the lower current collector moves downward due to gravity, and between the upper current collector and the power generation element, in the power generation element, or An all-solid lithium secondary battery is provided that has a structure separated at any position between a lower current collector and the power generation element.

本発明によれば、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構の上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動することにより、上記上部集電体と上記発電要素との間、上記発電要素内、または、上記下部集電体と上記発電要素との間のいずれかの位置(以下、分離可能位置と称する場合がある。)で分離することができるため、充放電が停止する。これにより、安全性を向上させることができる。   According to the present invention, when receiving an impact from the outside, the pressing force of the safety mechanism is released, and the lower current collector moves downward due to gravity, whereby the upper current collector and the It can be separated from the power generation element, in the power generation element, or at any position between the lower current collector and the power generation element (hereinafter sometimes referred to as a separable position). Charging / discharging stops. Thereby, safety can be improved.

上記発明においては、上記安全機構が柔軟性のある減圧密封パッケージであり、上記減圧密封パッケージ内部に、上記全固体リチウム二次電池素子を設置して、上記減圧密封パッケージ内部を減圧して密封することにより、上記押圧力を生じさせ、上記下部集電体を上方向に押圧して支持することが好ましい。上記安全機構の構造が単純であり、簡便に上記押圧力を生じさせることができるからである。また、外部からの衝撃を受けた際に、容易に上記押圧力による支持を解除して、上記分離可能位置で分離することができるからである。   In the above invention, the safety mechanism is a flexible vacuum sealed package, and the all solid lithium secondary battery element is installed inside the vacuum sealed package, and the interior of the vacuum sealed package is decompressed and sealed. Accordingly, it is preferable that the pressing force is generated and the lower current collector is pressed upward to be supported. This is because the structure of the safety mechanism is simple and the pressing force can be easily generated. Further, when receiving an impact from the outside, the support by the pressing force can be easily released and separation can be performed at the separable position.

上記発明においては、上記全固体リチウム二次電池素子と、上記減圧密封パッケージとを、加圧密封パッケージ内部に設置して、上記減圧密封パッケージと上記加圧密封パッケージとの空間を加圧して密封することが好ましい。より効果的に、上記押圧力を生じさせ、上記下部集電体を上方向に押圧して支持することができるからである。   In the above invention, the all solid lithium secondary battery element and the vacuum sealed package are installed inside the pressure sealed package, and the space between the vacuum sealed package and the pressure sealed package is pressurized and sealed. It is preferable to do. This is because the pressing force can be generated more effectively and the lower current collector can be pressed upward and supported.

また、本発明においては、構造物と全固体リチウム二次電池とを有する全固体リチウム二次電池装着構造物であって、上記全固体リチウム二次電池が、上記構造物下部に固定される上部集電体と、安全機構により上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体と、上記上部集電体と上記下部集電体との間に挟持される発電要素とを含む全固体リチウム二次電池素子と上記安全機構とを有し、上記安全機構は、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動し、上記分離可能位置で分離される構造を有することを特徴とする全固体リチウム二次電池装着構造物を提供する。   Further, in the present invention, an all-solid lithium secondary battery mounting structure having a structure and an all-solid lithium secondary battery, wherein the all-solid lithium secondary battery is fixed to the lower part of the structure An all solid including a current collector, a lower current collector supported by a pressing force pressed upward by a safety mechanism, and a power generation element sandwiched between the upper current collector and the lower current collector A lithium secondary battery element and the safety mechanism, the safety mechanism is released when the impact is applied from the outside, the pressing force is released, the lower current collector is moved downward by gravity, An all-solid lithium secondary battery mounting structure characterized by having a structure that is separated at the separable position.

本発明によれば、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構の上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動することにより、上記分離可能位置で分離することができるため、充放電が停止する。これにより、安全性を向上させることができる。   According to the present invention, when the impact from the outside is received, the pressing force of the safety mechanism is released, and the lower current collector is moved downward by gravity to be separated at the separable position. Therefore, charging / discharging stops. Thereby, safety can be improved.

本発明においては、外部からの衝撃を受けた際の安全性を向上させた全固体リチウム二次電池を得ることができるという効果を奏する。   In this invention, there exists an effect that the all-solid-state lithium secondary battery which improved the safety | security at the time of receiving the impact from the outside can be obtained.

本発明の全固体リチウム二次電池および全固体リチウム二次電池装着構造物について、以下詳細に説明する。   The all solid lithium secondary battery and the all solid lithium secondary battery mounting structure of the present invention will be described in detail below.

A.全固体リチウム二次電池
まず、本発明の全固体リチウム二次電池について、以下詳細に説明する。
本発明の全固体リチウム二次電池は、構造物下部に固定される上部集電体と、安全機構により上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体と、上記上部集電体と上記下部集電体との間に挟持される発電要素とを含む全固体リチウム二次電池素子と上記安全機構とを有する全固体リチウム二次電池であって、上記安全機構は、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動し、上記分離可能位置で分離される構造を有することを特徴とするものである。
A. All-solid lithium secondary battery First, the all-solid lithium secondary battery of the present invention will be described in detail below.
An all-solid lithium secondary battery of the present invention includes an upper current collector fixed to a lower portion of a structure, a lower current collector supported by a pressing force pressed upward by a safety mechanism, and the upper current collector, An all-solid lithium secondary battery having an all-solid-state lithium secondary battery element including a power generation element sandwiched between the lower current collector and the safety mechanism, wherein the safety mechanism has an impact from the outside In this case, the pressing force is released and the lower current collector moves downward due to gravity and is separated at the separable position.

本発明によれば、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構の上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動することにより、上記分離可能位置で分離することができるため、充放電が停止する。これにより、安全性を向上させることができる。
すなわち、本発明の全固体リチウム二次電池においては、上述したように分離される上記分離可能位置は、固体と固体とを固着することなく重ねて接触状態としただけである。このため、上記安全機構の上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動することにより、容易に分離して充放電を停止させることができるのである。
さらに、上述したように容易に分離可能なことから、液体電解質を用いた場合のように粘着性の液体による接触を防ぐために必要な、電池内に形成される接触遮断部等を設ける必要性がない。従って、より簡略化された電池構造により、安全性を向上させることができるのである。
According to the present invention, when the impact from the outside is received, the pressing force of the safety mechanism is released, and the lower current collector is moved downward by gravity to be separated at the separable position. Therefore, charging / discharging stops. Thereby, safety can be improved.
That is, in the all-solid lithium secondary battery of the present invention, the above-described separable positions separated as described above are merely brought into contact with each other without sticking the solids to each other. Therefore, the pressing force of the safety mechanism is released, and the lower current collector moves downward due to gravity, so that it can be easily separated to stop charging / discharging.
Furthermore, since it is easily separable as described above, there is a need to provide a contact blocking part or the like formed in the battery, which is necessary to prevent contact with an adhesive liquid as in the case of using a liquid electrolyte. Absent. Therefore, safety can be improved by a more simplified battery structure.

以下、本発明の全固体リチウム二次電池について、図を用いて説明する。
図1は、本発明の全固体リチウム二次電池の一例を模式的に示す概略断面図である。図1に示される全固体リチウム二次電池は、構造物10下部に固定される上部集電体1と、安全機構5aにより上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体2と、上部集電体1と下部集電体2との間に挟持される発電要素3とを含む全固体リチウム二次電池素子4と上記安全機構5aとを有するものである。また、電気の取り出しは、上部集電体1および下部集電体2に接続されたリード線6により行う。ここで、発電要素3は、通常、図1に示されているように、固体電解質層7が正極層8と、負極層9との間に保持されているものである。
このような本発明の全固体リチウム二次電池においては、少なくとも、上記全固体リチウム二次電池素子、および上記安全機構を有するものであれば特に限定されるものではない。
以下、本発明の全固体リチウム二次電池について、構成ごとに詳細に説明する。
Hereinafter, the all solid lithium secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view schematically showing an example of the all solid lithium secondary battery of the present invention. The all-solid lithium secondary battery shown in FIG. 1 includes an upper current collector 1 fixed to the lower part of the structure 10, a lower current collector 2 supported by a pressing force that is pressed upward by a safety mechanism 5a, It has an all-solid-state lithium secondary battery element 4 including a power generation element 3 sandwiched between an upper current collector 1 and a lower current collector 2, and the safety mechanism 5a. Electricity is taken out by the lead wire 6 connected to the upper current collector 1 and the lower current collector 2. Here, in the power generation element 3, as shown in FIG. 1, the solid electrolyte layer 7 is usually held between the positive electrode layer 8 and the negative electrode layer 9.
The all solid lithium secondary battery of the present invention is not particularly limited as long as it has at least the all solid lithium secondary battery element and the safety mechanism.
Hereinafter, the all solid lithium secondary battery of the present invention will be described in detail for each configuration.

1.安全機構
まず、本発明に用いられる安全機構について説明する。本発明における安全機構は、上記下部集電体を上方向に押圧する押圧力を生じさせ、この押圧力により、上記下部集電体を支持しており、外部からの衝撃を受けた際には、上記安全機構の上記押圧力を解除することができるものである。
本発明においては、このような安全機構を有することにより、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力が解除されて、上記下部集電体が重力により下方向に移動することができ、上記分離可能位置で分離される。このため、充放電等を止めることが可能となり、安全性を向上させることができるのである。
1. First, the safety mechanism used in the present invention will be described. The safety mechanism in the present invention generates a pressing force that presses the lower current collector upward, and supports the lower current collector by this pressing force. The pressing force of the safety mechanism can be released.
In the present invention, by having such a safety mechanism, when receiving an impact from the outside, the pressing force is released, and the lower current collector can move downward due to gravity, It isolate | separates in the said separable position. For this reason, it becomes possible to stop charging / discharging and the like, and safety can be improved.

本発明において、上記安全機構が上方向に押圧する押圧力により支持している状態とは、図1に例示されているように、上記押圧力により、上記上部集電体と上記発電要素との間、上記発電要素内、または、上記下部集電体と上記発電要素との間のいずれの位置においても分離しておらず、通常、充放電可能な状態である。また、上記安全機構による押圧力が解除された後の状態とは、上記下部集電体が重力により下方向に移動し、上記分離可能位置が分離しており、通常、充放電不可能な状態である。例えば図2に示されているような状態である。   In the present invention, the state in which the safety mechanism is supported by the pressing force pressing upward means that, as illustrated in FIG. 1, the pressing force causes the upper current collector and the power generating element to It is not separated at any position in the power generation element or between the lower current collector and the power generation element, and is normally in a chargeable / dischargeable state. Further, the state after the pressing force by the safety mechanism is released is a state where the lower current collector is moved downward by gravity and the separable position is separated, and normally charging and discharging are impossible. It is. For example, the state is as shown in FIG.

上記安全機構としては、上記上部集電体を上記下部集電体が上方向に押圧する押圧力を生じさせ、この押圧力により上記下部集電体を支持し、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力を解除することができるものであれば、特に限定されるものではない。
具体的には、機械的な応力により上記の押圧力を生じさせ、これにより上記下部集電体を支持し、外部からの衝撃を受けた際に、その衝撃の大きさが所定の規定値を超えた場合に上記押圧力を解除する装置が作動し、上記押圧力が解除されて位置が重力により下方向に移動する等して、押圧力を解除することのできる安全機構等を挙げることができる。例えば、上述した図1に示したような、下部集電体2の下部全面を支持するような平板形状のもの(安全機構5a)等を挙げることができる。また、平板形状のもの以外にも、下部集電体の下部を部分的に複数箇所支持するような安全機構等であっても良い。
As the safety mechanism, when the upper current collector is pressed upward by the lower current collector, the lower current collector is supported by the pressing force and subjected to an external impact. In addition, there is no particular limitation as long as the pressing force can be released.
Specifically, when the pressing force is generated by mechanical stress, thereby supporting the lower current collector and receiving an impact from the outside, the magnitude of the impact becomes a predetermined specified value. If it exceeds, the device that releases the pressing force is activated, the safety force can be released by releasing the pressing force and moving the position downward due to gravity, etc. it can. For example, as shown in FIG. 1 described above, a flat plate (safety mechanism 5a) that supports the entire lower surface of the lower current collector 2 can be used. In addition to the flat plate-shaped one, a safety mechanism or the like that partially supports the lower portion of the lower current collector may be used.

また、本発明においては、外部からの衝撃を受けた際に、その衝撃により、機械的な応力により押圧力を発生させる上記平板等が外れる等して、直接、上記安全機構が破損した場合であっても、上記押圧力が解除されて、上記下部集電体を重力により下方向に移動させることができる。   Further, in the present invention, when the impact is applied from the outside, the safety mechanism is directly damaged due to the impact of the impact, such as removal of the flat plate that generates a pressing force due to mechanical stress. Even if it exists, the said pressing force is cancelled | released and the said lower electrical power collector can be moved below with gravity.

本発明において、機械的な応力により上記押圧力を発生させる上記安全機構に用いられる材料としては、上記押圧力を生じさせ、上記押圧力により支持された全固体リチウム二次電池が所望の電池特性を有して充放電することが可能であり、また、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力による支持が解除されて、充放電を停止することができるものであれば良く、特に限定されるものではない。   In the present invention, as a material used for the safety mechanism that generates the pressing force by mechanical stress, an all-solid lithium secondary battery that generates the pressing force and is supported by the pressing force has desired battery characteristics. It is possible to charge / discharge with an external shock, and when it receives an impact from the outside, the support by the pressing force is released, and charging / discharging can be stopped. It is not limited.

また、大気圧により上方向に押圧する押圧力を生じさせて、これにより上記下部集電体を支持し、外部からの衝撃を受けた際に、その衝撃が所定の規定値を超えた場合に上記押圧力を解除する装置が作動し、減圧密封パッケージに穴を開けたり、減圧密封パッケージを破ったりする等して、大気圧による押圧力を解除することのできる安全機構等を挙げることができる。例えば、図3の全固体リチウム二次電池の概略断面図に示すように、全固体リチウム二次電池素子4を内包し、その内部を減圧し、大気圧により上記下部集電体を支持しすることのできる柔軟性のある減圧密封パッケージ(安全機構5b)等を挙げることができる。   In addition, when a pressing force that presses upward by atmospheric pressure is generated, thereby supporting the lower current collector and receiving an external impact, the impact exceeds a predetermined specified value. The device for releasing the pressing force is activated, and a safety mechanism that can release the pressing force due to atmospheric pressure by opening a hole in the vacuum sealed package or breaking the vacuum sealed package can be cited. . For example, as shown in the schematic cross-sectional view of the all-solid lithium secondary battery in FIG. 3, the all-solid lithium secondary battery element 4 is included, the inside thereof is decompressed, and the lower current collector is supported by atmospheric pressure. A flexible vacuum sealed package (safety mechanism 5b) that can be used.

また、本発明においては、外部からの衝撃を受けた際に、その衝撃により、大気圧等により押圧力を発生させる上記減圧密封パッケージ等が破れる等して、直接、上記安全機構が破損した場合であっても、上記押圧力が解除されて、上記下部集電体を重力により下方向に移動させることができる。   Further, in the present invention, when the external safety mechanism is directly damaged due to, for example, breaking the decompression sealed package or the like that generates a pressing force due to atmospheric pressure or the like when receiving an external impact. Even so, the pressing force is released, and the lower current collector can be moved downward by gravity.

上記安全機構として用いられる、柔軟性のある上記減圧密封パッケージとしては、柔軟性を有し、上述したようにその内部を減圧することにより、上記押圧力を生じさせ、上記押圧力により支持された全固体リチウム二次電池が所望の電池特性を有して充放電することが可能であり、また、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力による支持が解除されて、充放電を停止することができるものであれば良く、特に限定されるものではない。具体的には、気密性を有するプラスチックフィルムで形成された袋状のもの等を挙げることができる。   The flexible vacuum-sealed package used as the safety mechanism has flexibility, and as described above, the pressure is reduced by reducing the inside of the package, and is supported by the pressure. The all-solid-state lithium secondary battery can be charged / discharged with the desired battery characteristics, and when subjected to external impact, the support by the pressing force is released and the charging / discharging is stopped. There is no particular limitation as long as it can be performed. Specifically, the bag-like thing etc. which were formed with the plastic film which has airtightness can be mentioned.

本発明においては、中でも、大気圧による押圧力を用いた安全機構であることが好ましい。上記支持体の構造を単純なものとすることが可能となり、簡便に上記押圧力を生じさせることができるからである。また、外部からの衝撃を受けた際に、減圧密封パッケージに穴を開けるなどの容易な方法を用いて、上記押圧力による支持を解除することができるからである。   In the present invention, a safety mechanism using a pressing force by atmospheric pressure is particularly preferable. This is because the structure of the support can be simplified and the pressing force can be easily generated. In addition, when receiving an impact from the outside, the support by the pressing force can be released by using an easy method such as opening a hole in the vacuum sealed package.

また、本発明においては、上記安全機構が柔軟性のある減圧密封パッケージである場合に、さらに、他の安全機構として加圧密封パッケージを用意し、例えば、図4の全固体リチウム二次電池の概略断面図に示すように、図3に例示された上記全固体リチウム二次電池素子4と、上記減圧密封パッケージ(安全機構5b)とを、上記加圧密封パッケージ(安全機構5c)内部に設置して、上記減圧密封パッケージと上記加圧密封パッケージとの空間を加圧して密封することが好ましい。例えば、より重たい全固体リチウム二次電池素子を用いた場合にも充分な押圧力を生じさせて支持することができるなど、より効果的に、上記押圧力を生じさせることができるからである。
このような場合には、外部からの衝撃を受けた際に、その衝撃が所定の規定値を超えた場合に上記押圧力を解除する装置が作動し、加圧密封パッケージ、さらに必要に応じて減圧密封パッケージに穴を開ける等することにより、上記押圧力が解除されて、上記下部集電体が重力により下方向に移動する。これにより、上記分離可能位置で分離することができる。
In the present invention, when the safety mechanism is a flexible vacuum sealed package, a pressure sealed package is prepared as another safety mechanism. For example, the all-solid lithium secondary battery of FIG. As shown in the schematic cross-sectional view, the all-solid lithium secondary battery element 4 illustrated in FIG. 3 and the vacuum sealed package (safety mechanism 5b) are installed inside the pressurized sealed package (safety mechanism 5c). Then, it is preferable to pressurize and seal the space between the vacuum sealed package and the pressure sealed package. For example, even when a heavier all-solid lithium secondary battery element is used, the pressing force can be generated more effectively, such as a sufficient pressing force can be generated and supported.
In such a case, when an impact from the outside is received, if the impact exceeds a predetermined specified value, the device for releasing the pressing force is activated, and a pressure sealed package, and further if necessary The pressing force is released by, for example, opening a hole in the vacuum sealed package, and the lower current collector moves downward due to gravity. Thereby, it can isolate | separate in the said separable position.

上記安全機構として用いられる、上記加圧密封パッケージとしては、上述したようにその内部を加圧することにより、上記押圧力を生じさせ、上記押圧力により支持された全固体リチウム二次電池が所望の電池特性を有して充放電することが可能であり、また、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力による支持が解除されて、充放電を停止することができるものであれば良く、特に限定されるものではないが、気密性を有するプラスチックフィルムで形成された袋状のもの等を挙げることができる。穴を開けたり、破ったりすることが容易で、押圧力を解除しやすいからである。   As the pressurized sealed package used as the safety mechanism, an all-solid lithium secondary battery supported by the pressing force is generated by pressurizing the inside thereof as described above. It is possible to charge / discharge with battery characteristics, and when it receives impact from the outside, the support by the pressing force is released and charging / discharging can be stopped. Although not particularly limited, there may be mentioned a bag-like one formed of a plastic film having airtightness. This is because it is easy to open or break a hole and easily release the pressing force.

2.全固体リチウム二次電池素子
次に、本発明における全固体リチウム二次電池素子について説明する。本発明における全固体リチウム二次電池素子は、上述したように、通常時には、上記下部集電体が上方向に押圧する上記安全機構による押圧力により支持されており、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構による上記押圧力が解除されることにより、上記下部集電体を重力により下方向に移動することができ、上記分離可能位置で分離されるものである。
本発明においては、このような全固体リチウム二次電池素子を有することにより、外部からの衝撃を受けた際に、充放電を止めることを可能とし、安全性を向上させることができるのである。
2. Next, the all solid lithium secondary battery element in the present invention will be described. As described above, the all-solid-state lithium secondary battery element in the present invention is normally supported by the pressing force of the safety mechanism that presses the lower current collector upward, and receives an impact from the outside. At this time, when the pressing force by the safety mechanism is released, the lower current collector can be moved downward by gravity and separated at the separable position.
In the present invention, by having such an all-solid lithium secondary battery element, it is possible to stop charging and discharging when receiving an impact from the outside, and to improve safety.

このような本発明における全固体リチウム二次電池素子においては、少なくとも、上記上部集電体、上記下部集電体、および上記発電要素を有するものであれば特に限定されるものではない。以下、本発明における全固体リチウム二次電池素子について、構成ごとに詳細に説明する。   The all solid lithium secondary battery element in the present invention is not particularly limited as long as it has at least the upper current collector, the lower current collector, and the power generation element. Hereinafter, the all solid lithium secondary battery element in the present invention will be described in detail for each configuration.

(1)上部集電体
本発明に用いられる上記上部集電体は、構造物下部に固定されており、後述する正極層もしくは負極層の集電を行うものである。
本発明においては、上記上部集電体は構造物下部に固定されている。このため、後述する下部集電体により、上方向に押圧されることが可能であり、また、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構による上記押圧力が解除され、後述する下部集電体が重力により下方向に移動することにより、上記分離可能位置で分離することが可能となるのである。
(1) Upper current collector The upper current collector used in the present invention is fixed to the lower part of the structure, and collects current from a positive electrode layer or a negative electrode layer, which will be described later.
In the present invention, the upper current collector is fixed to the lower part of the structure. For this reason, it can be pressed upward by a lower current collector, which will be described later, and when the impact from the outside is received, the pressing force by the safety mechanism is released, and the lower current collector, which will be described later. When the electric body moves downward due to gravity, it can be separated at the separable position.

上記上部集電体に用いられる集電体材料としては、具体的には、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば銅、ステンレス、ニッケルアルミニウム、SUS、ニッケル、鉄およびチタン等を挙げることができる。さらに、上記上部集電体は、緻密質集電体であっても良く、多孔質集電体であっても良い。   The current collector material used for the upper current collector is not particularly limited as long as it has conductivity, but for example, copper, stainless steel, nickel aluminum, SUS, nickel, iron And titanium. Further, the upper current collector may be a dense current collector or a porous current collector.

本発明においては、上述したように、外部からの衝撃を受けた際に、上記分離可能位置で分離されるものである。すなわち、上記上部集電体と後述する発電要素との間は、上記全固体リチウム二次電池素子内に、分離することができる位置が他にないような場合は、分離可能なものとする必要があり、上記全固体リチウム二次電池素子内に、分離することができる位置が他にも存在する場合には、分離可能なものとしても良く、分離できないものとしても良い。   In the present invention, as described above, when the external impact is received, the separation is performed at the separable position. That is, the upper current collector and the power generation element described later must be separable if there is no other position in the all solid lithium secondary battery element that can be separated. If there are other positions in the all-solid-state lithium secondary battery element that can be separated, they may be separable or may not be separable.

(2)下部集電体
本発明における下部集電体は、安全機構により生じる上方向の押圧力により支持され、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構の上記押圧力が解除され、重力により下方向に移動することが可能であり、後述する正極層もしくは負極層の集電を行うものである。
このため、上記上部集電体および上記発電要素を、安全機構により生じる押圧力により上方向に押圧することが可能であり、外部からの衝撃を受けた際には、上記安全機構による上記押圧力が解除され、重力により下方向に移動し、上記分離可能位置で分離することできるのである。
(2) Lower current collector The lower current collector in the present invention is supported by an upward pressing force generated by the safety mechanism, and when the external impact is received, the pressing force of the safety mechanism is released, It can move downward due to gravity, and collects current from a positive electrode layer or a negative electrode layer, which will be described later.
For this reason, it is possible to press the upper current collector and the power generation element upward by the pressing force generated by the safety mechanism, and when receiving an impact from the outside, the pressing force by the safety mechanism Is released, it moves downward by gravity, and can be separated at the separable position.

上記下部集電体については、上述した「A.全固体リチウム二次電池 2.全固体リチウム二次電池素子 (1)上部集電体」に記載したものと同様のものであるので、ここでの説明は省略する。   The lower current collector is the same as that described in “A. All-solid lithium secondary battery 2. All-solid lithium secondary battery element (1) Upper current collector”. Description of is omitted.

本発明においては、上述したように、外部からの衝撃を受けた際に、上記分離可能位置で分離されるものである。すなわち、上記下部集電体と後述する発電要素との間は、上記全固体リチウム二次電池素子内に、分離することができる位置が他にないような場合は、分離可能なものとする必要があり、上記全固体リチウム二次電池素子内に、分離することができる位置が他にも存在する場合には、分離可能なものとしても良く、分離できないものとしても良い。   In the present invention, as described above, when the external impact is received, the separation is performed at the separable position. That is, the lower current collector and the power generation element described later must be separable if there is no other position in the all solid lithium secondary battery element that can be separated. If there are other positions in the all-solid-state lithium secondary battery element that can be separated, they may be separable or may not be separable.

また、本発明においては、上記下部集電体が重力により下方向に移動することが可能であり、これにより、上記分離可能位置で分離することできるのであるが、分離されないおそれがあるような場合には、分離しやすくするために、下部集電体が錘等を有していても良い。   Further, in the present invention, the lower current collector can be moved downward by gravity, so that it can be separated at the separable position, but there is a possibility that it may not be separated. The lower current collector may have a weight or the like for easy separation.

(3)発電要素
本発明における発電要素は、上記上部集電体および上記下部集電体により挟持されて保持されており、正極層と、負極層と、上記正極層および上記負極層の間に挟持された固体電解質層とを有するものである。
本発明においては、上記発電要素は、上記上部集電体および上記下部集電体により挟持されて保持されており、外部からの衝撃を受け、上記安全機構の上記押圧力が解除された場合、必要に応じて、上記発電要素の全て、もしくは、上記発電要素の一部を、重力により下方向に移動可能なものとすることができる。また、上記発電要素が全て上記上部集電体に強く圧着されて固着されている場合には、上記発電要素と上記下部集電体とを分離可能なものとすることができる。このため、外部からの衝撃を受けた際には、上記安全機構による上記押圧力が解除され、上記下部集電体を重力により下方向に移動することが可能となるため、上記分離可能位置で分離することできるのである。
(3) Power Generation Element The power generation element in the present invention is sandwiched and held between the upper current collector and the lower current collector, and is interposed between the positive electrode layer, the negative electrode layer, the positive electrode layer, and the negative electrode layer. And a sandwiched solid electrolyte layer.
In the present invention, the power generating element is sandwiched and held by the upper current collector and the lower current collector, receives an impact from the outside, and when the pressing force of the safety mechanism is released, If necessary, all of the power generation elements or a part of the power generation elements can be moved downward by gravity. In addition, when all the power generation elements are firmly pressed and fixed to the upper current collector, the power generation elements and the lower current collector can be separated. For this reason, when receiving an impact from outside, the pressing force by the safety mechanism is released, and the lower current collector can be moved downward by gravity. It can be separated.

本発明においては、上述したように、外部からの衝撃を受けた際に、上記分離可能位置で分離されるものである。すなわち、上記発電要素内の後述する正極層、負極層、および固体電解質層の各層間以外に、上記全固体リチウム二次電池素子内に、分離することができる位置がないような場合は、少なくとも上記発電要素内の各層間のうち一つを分離可能なものとする必要があり、上記発電要素内の各層間以外に、上記全固体リチウム二次電池素子内に、分離することができる位置が存在する場合には、上記発電要素内に分離可能な部分を有していても良く、有していなくても良い。   In the present invention, as described above, when the external impact is received, the separation is performed at the separable position. That is, if there is no position that can be separated in the all-solid lithium secondary battery element other than the later-described positive electrode layer, negative electrode layer, and solid electrolyte layer in the power generation element, at least It is necessary to be able to separate one of the layers in the power generation element. In addition to the layers in the power generation element, there are positions in the all solid lithium secondary battery element that can be separated. If present, the power generating element may or may not have a separable portion.

このような本発明における発電要素においては、少なくとも、上記正極層、上記負極層、および上記固体電解質層を有するものであれば特に限定されるものではない。以下、本発明における発電要素について、構成ごとに詳細に説明する。   Such a power generation element in the present invention is not particularly limited as long as it has at least the positive electrode layer, the negative electrode layer, and the solid electrolyte layer. Hereinafter, the power generation element in the present invention will be described in detail for each configuration.

(a)正極層
本発明に用いられる上記正極層は、正極層としての機能を有し、所望の上記全固体リチウム二次電池を形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、正極材料のみからなるものであっても良く、正極材料と固体電解質材料とを混合した正極用合剤等からなるものであっても良く、一般的な全固体リチウム二次電池に用いられるものと同様のものを用いることができる。また、導電性を向上させるために、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等の導電助剤を含有していても良い。
(A) Positive electrode layer The positive electrode layer used in the present invention is not particularly limited as long as it has a function as a positive electrode layer and can form the desired all-solid lithium secondary battery. It may be composed of only a positive electrode material, or may be composed of a mixture for positive electrode in which a positive electrode material and a solid electrolyte material are mixed, and is used for a general all-solid lithium secondary battery The same can be used. Moreover, in order to improve electroconductivity, you may contain conductive support agents, such as acetylene black, ketjen black, and carbon fiber.

上記正極層の膜厚としては、特に限定されるものではなく、通常の全固体リチウム二次電池に用いられる正極層の厚さと同様の厚さのものを用いることができる。   The film thickness of the positive electrode layer is not particularly limited, and a film having a thickness similar to that of the positive electrode layer used in a normal all-solid lithium secondary battery can be used.

(b)負極層
本発明に用いられる上記負極層は、負極層としての機能を有し、所望の上記全固体リチウム二次電池を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。上記負極層に用いられる負極材料としては、一般的な全固体リチウム二次電池に用いられる材料と同様のものを使用することができる。例えば、負極としての機能を有する金属箔等の負極材料のみからなるもの、負極活物質と固体電解質材料とを混合して負極用合剤としたもの等を挙げることができる。また、必要に応じて、導電性を向上させるために、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等の導電助剤を含有していても良い。
(B) Negative electrode layer The negative electrode layer used in the present invention is not particularly limited as long as it has a function as a negative electrode layer and can form the desired all-solid lithium secondary battery. . As the negative electrode material used for the negative electrode layer, the same materials as those used for a general all solid lithium secondary battery can be used. Examples thereof include those made only of a negative electrode material such as a metal foil having a function as a negative electrode, and those obtained by mixing a negative electrode active material and a solid electrolyte material into a mixture for a negative electrode. Moreover, in order to improve electroconductivity as needed, you may contain conductive support agents, such as acetylene black, ketjen black, and carbon fiber.

上記負極層の膜厚としては、特に限定されるものではなく、通常の全固体リチウム二次電池に用いられる負極層の厚さと同様の厚さのものを用いることができる。   The film thickness of the negative electrode layer is not particularly limited, and a film having a thickness similar to that of the negative electrode layer used in a normal all solid lithium secondary battery can be used.

(c)固体電解質層
本発明に用いられる上記固体電解質層は、固体電解質層としての機能を有し、所望の上記全固体リチウム二次電池を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。上記固体電解質層に用いられる上記固体電解質材料としては、固体電解質材料としての機能を有するものであれば特に限定されるものではなく、一般的な全固体リチウム二次電池に用いられるものと同様のものを用いることができる。例えば硫化物系固体電解質材料、チオリシコン、酸化物系固体電解質材料等を挙げることができ、中でも硫化物系固体電解質材料が好ましい。硫化物系固体電解質材料は高いイオン伝導性を示すため、高出力化することができるからである。
(C) Solid electrolyte layer The solid electrolyte layer used in the present invention is particularly limited as long as it has a function as a solid electrolyte layer and can form the desired all-solid lithium secondary battery. It is not a thing. The solid electrolyte material used for the solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it has a function as a solid electrolyte material, and is the same as that used for a general all-solid lithium secondary battery. Things can be used. For example, a sulfide-based solid electrolyte material, thiolysicon, an oxide-based solid electrolyte material, and the like can be given. Among them, a sulfide-based solid electrolyte material is preferable. This is because the sulfide-based solid electrolyte material exhibits high ionic conductivity, and thus can increase the output.

上記固体電解質層の膜厚としては、特に限定されるものではなく、通常の全固体リチウム二次電池に用いられる固体電解質層の厚さと同様の厚さのものを用いることができる。   The film thickness of the solid electrolyte layer is not particularly limited, and a film having the same thickness as that of a solid electrolyte layer used in a normal all-solid lithium secondary battery can be used.

(d)その他
本発明においては、図1に例示したように、上記発電要素を、上記正極層が上記上部集電体に接し、上記負極層が上記下部集電体に接するように、上記上部集電体および上記下部集電体により挟持して保持しても良く、上記負極層が上記上部集電体に接し、上記正極層が上記下部集電体に接するように、上記上部集電体および上記下部集電体により挟持して保持しても良い。
(4)その他
本発明における上記全固体リチウム二次電池素子おいては、上記発電要素と上記発電要素間に設置される中間集電体とを交互に、所定の回数、積層する等して、多層構造としても良い。
(D) Others In the present invention, as illustrated in FIG. 1, the power generation element is arranged such that the positive electrode layer is in contact with the upper current collector and the negative electrode layer is in contact with the lower current collector. The upper current collector may be held between the current collector and the lower current collector, and the upper current collector is disposed such that the negative electrode layer is in contact with the upper current collector and the positive electrode layer is in contact with the lower current collector. Further, it may be held between the lower current collector.
(4) Others In the all solid lithium secondary battery element in the present invention, the power generation element and the intermediate current collector installed between the power generation elements are alternately laminated a predetermined number of times, etc. A multilayer structure may be used.

3.構造物
次に、本発明における構造物について説明する。本発明における構造物は、上述したように、上記上部集電体が固定されるものである。
本発明においては、このような構造物に固定されることにより、上記上部集電体が固定され、上述したような上記安全機構による上方向への押圧が可能となる。また、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構による上記押圧力が解除され、後述する下部集電体が重力により下方向に移動することにより、上記分離可能位置で分離することが可能となる。
3. Structure Next, the structure according to the present invention will be described. As described above, the structure in the present invention is one in which the upper current collector is fixed.
In the present invention, the upper current collector is fixed by being fixed to such a structure, and can be pressed upward by the safety mechanism as described above. In addition, when the impact from the outside is received, the pressing force by the safety mechanism is released, and the lower current collector, which will be described later, moves downward by gravity, so that it can be separated at the separable position. It becomes.

上記構造物としては、上記上部集電体を上記構造物下部に固定することが出来るものであれば良く、特に限定されるものではない。例えば、自動車、鉄道車両、建築物等を挙げることができる。特に、自動車であることが好ましい。   The structure is not particularly limited as long as it can fix the upper current collector to the lower part of the structure. For example, a car, a railway vehicle, a building, etc. can be mentioned. In particular, an automobile is preferable.

4.その他
(1)全固体リチウム二次電池の製造方法
上記全固体リチウム二次電池の製造方法としては、通常時には、上記下部集電体が、上方向に押圧する上記安全機構による押圧力により支持され、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構による上記押圧力が解除されることにより、上記下部集電体を重力により下方向に移動することができ、上記分離可能位置で分離される上記全固体リチウム二次電池を得ることができる製造方法であれば良く、特に限定されるものではない。
4). Others (1) Manufacturing method of all-solid lithium secondary battery As a manufacturing method of the all-solid lithium secondary battery, the lower current collector is normally supported by the pressing force by the safety mechanism pressing upward. When the impact from the outside is received, the pressing force by the safety mechanism is released, so that the lower current collector can be moved downward by gravity and separated at the separable position. There is no particular limitation as long as it is a manufacturing method capable of obtaining the all solid lithium secondary battery.

例えば、粉末原料をプレス成形して、正極層ペレット、負極層ペレット、および固体電解質層ペレットを形成した後、上記構造物下部に固定された上部集電体の下に、順番に、上記正極層ペレット、上記固体電解質層ペレット、上記負極層ペレット、および下部集電体を設置した後、安全機構により下部集電体を上方向に押圧する押圧力を生じさせて支持する方法等を挙げることができる。
また、例えば、粉末原料をプレス成形して、正極層ペレット、負極層ペレット、および固体電解質層ペレットを形成した後、上記固体電解質層ペレットを、上記正極層ペレットと上記負極層ペレットとで挟持させた後、更にプレス成形して、発電要素ペレットを形成する。さらに、上記発電要素ペレットを焼結させて発電要素焼結体とした後、上記構造物下部に固定された上部集電体の下に、順番に、上記発電要素焼結体、および下部集電体を設置した後、安全機構により下部集電体を上方向に押圧する押圧力を生じさせて支持する方法等を挙げることができる。
また、例えば、スパッタ法等により、下部集電体上に、順番に、負極層、固体電解質層、および正極層を形成する。次に、これらを、上記構造物下部に固定された上部集電体の下に、上記正極層が上記上部集電体と接するように設置した後、安全機構により下部集電体を上方向に押圧する押圧力を生じさせて支持する方法等を挙げることができる。
また、例えば、上記発電要素を、上部集電体および下部集電体により保持されるように設置した後、これを安全機構としての減圧密封パッケージ等の内部に設置し、減圧して、安全機構により下部集電体を上方向に押圧する押圧力を生じさせて支持する。この後、上部集電体を上記構造物下部に固定する方法等を挙げることができる。
なお、上部集電体を上記構造物下部に固定する方法としては、上記上部集電体を上記構造物下部に固定することができる方法であれば、特に限定されるものではないが、例えば、ボルト等を用いて、固定する方法等を挙げることができる。
For example, after the powder raw material is press-molded to form a positive electrode layer pellet, a negative electrode layer pellet, and a solid electrolyte layer pellet, the positive electrode layer is sequentially placed under the upper current collector fixed to the lower part of the structure. After installing the pellet, the solid electrolyte layer pellet, the negative electrode layer pellet, and the lower current collector, a method of supporting the surface by generating a pressing force that presses the lower current collector upward by a safety mechanism, etc. it can.
Further, for example, after the powder raw material is press-molded to form a positive electrode layer pellet, a negative electrode layer pellet, and a solid electrolyte layer pellet, the solid electrolyte layer pellet is sandwiched between the positive electrode layer pellet and the negative electrode layer pellet. After that, it is further press-molded to form power generation element pellets. Further, after the power generation element pellets are sintered to form a power generation element sintered body, the power generation element sintered body and the lower current collector are sequentially placed under the upper current collector fixed to the lower part of the structure. After the body is installed, there can be mentioned a method of generating and supporting a pressing force that presses the lower current collector upward by a safety mechanism.
Further, for example, a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, and a positive electrode layer are sequentially formed on the lower current collector by sputtering or the like. Next, after these are installed under the upper current collector fixed to the lower part of the structure so that the positive electrode layer is in contact with the upper current collector, the lower current collector is moved upward by a safety mechanism. Examples include a method of supporting by generating a pressing force to be pressed.
In addition, for example, after the power generation element is installed so as to be held by the upper current collector and the lower current collector, the power generation element is installed inside a vacuum sealed package or the like as a safety mechanism, and the safety mechanism is decompressed. Thus, a pressing force that presses the lower current collector upward is generated and supported. Then, the method etc. which fix an upper electrical power collector to the said structure lower part can be mentioned.
The method of fixing the upper current collector to the lower part of the structure is not particularly limited as long as it is a method capable of fixing the upper current collector to the lower part of the structure. The method of fixing using a volt | bolt etc. can be mentioned.

(2)形状
本発明の全固体リチウム二次電池の形状としては、上記安全機構により生じる押圧力により支持された全固体リチウム二次電池が所望の電池特性を有して充放電することが可能であり、また、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力による支持が解除されて、上記下部集電体を重力により下方向に移動することにより、上記分離可能位置で分離することができる形状であれば、特に限定されるものではない。
具体的には、上述した図1に例示したような、平板形状の上部集電体、発電要素、下部集電体等が積層した平板形状、図3に例示したような、ラミネート形状等を挙げることができる。また、上記安全機構により生じる押圧力による支持された全固体リチウム二次電池が所望の電池特性を有して充放電することが可能であり、外部からの衝撃を受けた際に上記分離が可能で、充放電を止めることができるものであれば、軽く湾曲された平板形状を持つ上部集電体、発電要素、下部集電体等が積層した形状等であっても良い。
(2) Shape As the shape of the all-solid lithium secondary battery of the present invention, the all-solid lithium secondary battery supported by the pressing force generated by the safety mechanism can be charged and discharged with desired battery characteristics. Further, when receiving an impact from the outside, the support by the pressing force is released, and the lower current collector can be separated at the separable position by moving downward by gravity. Any shape that can be used is not particularly limited.
Specifically, a flat plate shape in which a flat plate-like upper current collector, a power generation element, a lower current collector and the like are laminated as illustrated in FIG. 1 described above, a laminate shape as illustrated in FIG. be able to. The all-solid lithium secondary battery supported by the pressing force generated by the safety mechanism can be charged and discharged with desired battery characteristics, and can be separated when subjected to external impacts. Thus, as long as charging / discharging can be stopped, a shape in which an upper current collector, a power generation element, a lower current collector and the like having a lightly curved flat plate shape are stacked may be used.

(3)用途
本発明の全固体リチウム二次電池の用途としては、特に限定されるものではないが、例えば、自動車用、鉄道車両用、建築物用等の全固体リチウム二次電池として、用いることができる。特に、自動車用の全固体リチウム二次電池として、用いることが好ましい。
(3) Use Although it does not specifically limit as a use of the all-solid-state lithium secondary battery of this invention, For example, it uses as an all-solid-state lithium secondary battery for automobiles, for rail vehicles, for buildings, etc. be able to. In particular, it is preferably used as an all solid lithium secondary battery for automobiles.

B.全固体リチウム二次電池装着構造物
まず、本発明の全固体リチウム二次電池装着構造物について、以下詳細に説明する。
本発明の全固体リチウム二次電池装着構造物は、構造物と全固体リチウム二次電池とを有する全固体リチウム二次電池装着構造物であって、上記全固体リチウム二次電池が、上記構造物下部に固定される上部集電体と、安全機構により上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体と、上記上部集電体と上記下部集電体との間に挟持される発電要素とを含む全固体リチウム二次電池素子と上記安全機構とを有し、上記安全機構は、外部からの衝撃を受けた際に、上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動し、上記分離可能位置で分離される構造を有することを特徴とするものである。
B. First, an all-solid lithium secondary battery mounting structure according to the present invention will be described in detail below.
An all solid lithium secondary battery mounting structure of the present invention is an all solid lithium secondary battery mounting structure having a structure and an all solid lithium secondary battery, wherein the all solid lithium secondary battery has the above structure. Sandwiched between the upper current collector fixed to the lower part of the object, the lower current collector supported by the pressing force pressed upward by the safety mechanism, and the upper current collector and the lower current collector An all-solid-state lithium secondary battery element including a power generation element and the safety mechanism. When the safety mechanism receives an impact from the outside, the pressing force is released, and the lower current collector is It is characterized in that it has a structure in which it moves downward and is separated at the separable position.

本発明によれば、外部からの衝撃を受けた際に、上記安全機構の上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動することにより、上記分離可能位置で分離することができるため、充放電が停止する。これにより、安全性を向上させることができる。
すなわち、本発明の全固体リチウム二次電池装着構造物においては、上述したように分離される上記分離可能位置は、固体と固体とを固着することなく重ねて接触状態としただけである。このため、上記安全機構の上記押圧力が解除され、上記下部集電体が重力により下方向に移動することにより、容易に分離して充放電を停止させることができるのである。
さらに、上述したように容易に分離可能なことから、液系電解質を用いた場合のように粘着性の液体による接触を防ぐために必要な、電池内に形成される接触遮断部等を設ける必要性がない。従って、より簡略化された電池構造により、安全性を向上させることができるのである。
According to the present invention, when the impact from the outside is received, the pressing force of the safety mechanism is released, and the lower current collector is moved downward by gravity to be separated at the separable position. Therefore, charging / discharging stops. Thereby, safety can be improved.
That is, in the all-solid lithium secondary battery mounting structure of the present invention, the above-described separable positions separated as described above are merely brought into contact with each other without sticking the solids to each other. Therefore, the pressing force of the safety mechanism is released, and the lower current collector moves downward due to gravity, so that it can be easily separated to stop charging / discharging.
Furthermore, since it is easily separable as described above, it is necessary to provide a contact blocking portion formed in the battery, which is necessary to prevent contact with an adhesive liquid as in the case of using a liquid electrolyte. There is no. Therefore, safety can be improved by a more simplified battery structure.

このような本発明の全固体リチウム二次電池装着構造物においては、少なくとも、上記全固体リチウム二次電池、および上記構造物を有するものであれば特に限定されるものではない。
本発明に用いられる全固体リチウム二次電池、構造物等については、上述した「A.全固体リチウム二次電池」に記載したものと同様のものであるので、ここでの説明は省略する。
Such an all-solid lithium secondary battery mounting structure of the present invention is not particularly limited as long as it has at least the all-solid lithium secondary battery and the structure.
The all-solid lithium secondary battery, the structure, etc. used in the present invention are the same as those described in the above-mentioned “A. All-solid lithium secondary battery”, and thus the description thereof is omitted here.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

本発明の全固体リチウム二次電池の一例を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically an example of the all-solid-state lithium secondary battery of this invention. 本発明の全固体リチウム二次電池において、安全機構による押圧力が解除された後の状態の一例を模式的に示す概略断面図である。In the all-solid-state lithium secondary battery of this invention, it is a schematic sectional drawing which shows typically an example of the state after the pressing force by a safety mechanism was cancelled | released. 本発明の全固体リチウム二次電池の一例を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically an example of the all-solid-state lithium secondary battery of this invention. 本発明の全固体リチウム二次電池の一例を模式的に示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows typically an example of the all-solid-state lithium secondary battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 … 上部集電体
2 … 下部集電体
3 … 発電要素
4 … 全固体リチウム二次電池素子
5 … 安全機構
6 … リード線
7 … 固体電解質層
8 … 正極層
9 … 負極層
10 … 構造物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Upper collector 2 ... Lower collector 3 ... Power generation element 4 ... All-solid-state lithium secondary battery element 5 ... Safety mechanism 6 ... Lead wire 7 ... Solid electrolyte layer 8 ... Positive electrode layer 9 ... Negative electrode layer 10 ... Structure

Claims (4)

構造物下部に固定される上部集電体と、安全機構により上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体と、前記上部集電体と前記下部集電体との間に挟持される発電要素とを含む全固体リチウム二次電池素子と前記安全機構とを有する全固体リチウム二次電池であって、
前記安全機構は、外部からの衝撃を受けた際に、前記押圧力が解除され、前記下部集電体が重力により下方向に移動し、前記上部集電体と前記発電要素との間、前記発電要素内、または、前記下部集電体と前記発電要素との間のいずれかの位置で分離される構造を有することを特徴とする全固体リチウム二次電池。
Sandwiched between the upper current collector fixed to the lower part of the structure, the lower current collector supported by the pressing force pressing upward by the safety mechanism, and the upper current collector and the lower current collector An all-solid lithium secondary battery element including an all-solid-state lithium secondary battery element including the power generation element and the safety mechanism,
When the safety mechanism receives an impact from the outside, the pressing force is released, the lower current collector moves downward due to gravity, and between the upper current collector and the power generation element, An all-solid-state lithium secondary battery having a structure separated in a power generation element or at any position between the lower current collector and the power generation element.
前記安全機構が柔軟性のある減圧密封パッケージであり、前記減圧密封パッケージ内部に、前記全固体リチウム二次電池素子を設置して、前記減圧密封パッケージ内部を減圧して密封することにより、前記押圧力を生じさせ、前記下部集電体を上方向に押圧して支持することを特徴とする請求項1に記載の全固体リチウム二次電池。   The safety mechanism is a flexible vacuum sealed package. The all-solid lithium secondary battery element is installed inside the vacuum sealed package, and the inside of the vacuum sealed package is decompressed and sealed, thereby 2. The all-solid lithium secondary battery according to claim 1, wherein pressure is generated and the lower current collector is pressed and supported upward. 前記全固体リチウム二次電池素子と、前記減圧密封パッケージとを、加圧密封パッケージ内部に設置して、前記減圧密封パッケージと前記加圧密封パッケージとの空間を加圧して密封することを特徴とする請求項2に記載の全固体リチウム二次電池。   The all solid lithium secondary battery element and the vacuum sealed package are installed inside a pressure sealed package, and a space between the vacuum sealed package and the pressure sealed package is pressurized and sealed, The all-solid lithium secondary battery according to claim 2. 構造物と全固体リチウム二次電池とを有する全固体リチウム二次電池装着構造物であって、前記全固体リチウム二次電池が、前記構造物下部に固定される上部集電体と、安全機構により上方向に押圧する押圧力により支持される下部集電体と、前記上部集電体と前記下部集電体との間に挟持される発電要素とを含む全固体リチウム二次電池素子と前記安全機構とを有し、前記安全機構は、外部からの衝撃を受けた際に、前記押圧力が解除され、前記下部集電体が重力により下方向に移動し、前記上部集電体と前記発電要素との間、前記発電要素内、または、前記下部集電体と前記発電要素との間のいずれかの位置で分離される構造を有することを特徴とする全固体リチウム二次電池装着構造物。   An all-solid lithium secondary battery mounting structure having a structure and an all-solid lithium secondary battery, wherein the all-solid lithium secondary battery is fixed to the lower part of the structure, and a safety mechanism An all-solid-state lithium secondary battery element including a lower current collector supported by a pressing force that is pressed upward by a power generation element, and a power generation element sandwiched between the upper current collector and the lower current collector; A safety mechanism, and when the safety mechanism receives an external impact, the pressing force is released, the lower current collector moves downward due to gravity, and the upper current collector and the safety mechanism All-solid-state lithium secondary battery mounting structure characterized by having a structure that is separated at any position between the power generation element, within the power generation element, or between the lower current collector and the power generation element object.
JP2008106567A 2008-04-16 2008-04-16 All-solid lithium secondary battery Expired - Fee Related JP5056558B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008106567A JP5056558B2 (en) 2008-04-16 2008-04-16 All-solid lithium secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008106567A JP5056558B2 (en) 2008-04-16 2008-04-16 All-solid lithium secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009259563A JP2009259563A (en) 2009-11-05
JP5056558B2 true JP5056558B2 (en) 2012-10-24

Family

ID=41386741

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008106567A Expired - Fee Related JP5056558B2 (en) 2008-04-16 2008-04-16 All-solid lithium secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5056558B2 (en)

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07307145A (en) * 1994-05-11 1995-11-21 Yuasa Corp Battery and manufacture of printed circuit board using same
JP3551519B2 (en) * 1995-01-19 2004-08-11 トヨタ自動車株式会社 Fuel cell system vehicle mounting structure and fuel cell storage case
JP3767151B2 (en) * 1997-02-26 2006-04-19 ソニー株式会社 Thin battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009259563A (en) 2009-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101389609B1 (en) Lithium secondary battery and use thereof
JP6826916B2 (en) Battery pack
US10826128B2 (en) Galvanic element having solid-state cell stack
JP5218586B2 (en) Solid lithium secondary battery and manufacturing method thereof
RU2298264C2 (en) Bipolar electrochemical battery of stacked flat galvanic cells
KR100686804B1 (en) Electrod Assemblay with Supercapacitor and Li Secondary Battery comprising the same
KR101407772B1 (en) Electorde assembly and secondary battery using the same
KR101408409B1 (en) Stationary electric power system and method for manufacturing stationary electric power system
US20180047948A1 (en) Battery cell
EP3654438B1 (en) Coin-shaped battery and method for producing same
JP2012142228A (en) Method for manufacturing electrode body, and method for manufacturing battery
CN103003976A (en) Lithium cells and batteries with improved stability and safety, method for the production thereof, and application in mobile and stationary electrical energy accumulators
JP6750390B2 (en) Bipolar battery
US20140377603A1 (en) Battery cell, battery, motor vehicle
JP2013093238A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP5343663B2 (en) Method and apparatus for manufacturing bipolar secondary battery
KR20150135163A (en) Cap-assembly of litium ion battery with high capacity and power
CN106159168B (en) Battery cell and method for controlling the ion flow in a battery cell
JP6610123B2 (en) Power storage device
KR102142661B1 (en) Battery Cell Module
JP5056558B2 (en) All-solid lithium secondary battery
KR101576597B1 (en) Secondary battery and battery pack including the same
WO2017154999A1 (en) Battery pack
JP2014086213A (en) Method of manufacturing all-solid-state battery
KR20160015778A (en) A sylnder type battery having enhanced vibration resistant property

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20100816

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120627

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120703

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20120703

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120716

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150810

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees