JP5804053B2 - 固体電池 - Google Patents
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Description
図1に示すように、本発明の第1の実施形態では、平面実装型の固体電池1は、電池素体10と、電池素体10を収容する収容部材20とから構成される。
図2に示すように、本発明の第2の実施形態として、平面実装型の固体電池2では、絶縁基材21が電池素体10を収容する凹部を有し、金属蓋部材22が平板状である。固体電池2の他の構成は、図1に示す固体電池1と同様である。固体電池2も、前述した固体電池1と同様の作用効果を達成することができる。
図3に示すように、本発明の第3の実施形態として、平面実装型の固体電池3では、集電部材111が正極層11と絶縁基材21との間に配置されるとともに、集電部材121が負極層12と金属蓋部材22との間に配置されている。このため、収容部材20内の電池素体10をより強固に固定することができるため、強い振動が生じた場合でも、電池素体10の電極層と収容部材20の導体部との電気的接続を保つことができる。固体電池3の他の構成は、図1に示す固体電池1と同様である。固体電池3も、前述した固体電池1と同様の作用効果を達成することができる。
図4に示すように、本発明の第4の実施形態として、平面実装型の固体電池4では、絶縁基材21の凹部を形成する内側壁に段差を形成することによって、さらに内側に位置する周側壁部211が絶縁基材21の凹部に設けられている。周側壁部211は、集電部材111の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。固体電池4の他の構成は、図1に示す固体電池1と同様である。
図5に示すように、本発明の第5の実施形態として、平面実装型の固体電池5では、金属蓋部材22の凹部を形成する内側壁に段差を形成することによって、さらに内側に位置する周側壁部221が金属蓋部材22の凹部に設けられている。周側壁部221は、電池素体10の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。固体電池5の他の構成は、図4に示す固体電池4と同様である。このように構成することにより、金属蓋部材22の凹部の周側壁部221が電池素体10の移動に対してストッパの役割を果たすので、さらに効果的に、収容部材20内での電池素体10の位置ずれを防止することができる。なお、固体電池5も、前述した固体電池4と同様の作用効果を達成することができる。
図6に示すように、本発明の第6の実施形態として、平面実装型の固体電池6では、電池素体10の一部である底部を収容するように集電部材111に凹部を形成することによって、周側壁部1111が集電部材111に設けられている。周側壁部1111は、電池素体10の外表面の一部である外周側面を囲むように形成されている。固体電池6の他の構成は、図4に示す固体電池4と同様である。このように構成することにより、集電部材111の凹部の周側壁部1111が電池素体10の移動に対してストッパの役割を果たすので、さらに効果的に、収容部材20内での電池素体10の位置ずれを防止することができる。なお、固体電池6も、前述した固体電池4と同様の作用効果を達成することができる。
図7に示すように、本発明の第7の実施形態として、平面実装型の固体電池7は、電池素体10と、電池素体10を収容する収容部材30とから構成される。収容部材30は、絶縁基材31と、絶縁蓋部材32とから構成される。絶縁基材31は、電池素体10が載置される表面を有する。絶縁蓋部材32は、絶縁基材31の表面上に載置された電池素体10を覆うように絶縁基材31に接合されている。絶縁基材31は電池素体10の一部を収容する凹部を有し、絶縁蓋部材32は平板状である。電池素体10は、絶縁基材31が延在する方向に正極層11、固体電解質層13および負極層12を順に積層することにより形成されている。
図8に示すように、本発明の第8の実施形態として、平面実装型の固体電池8では、絶縁基材31と絶縁蓋部材32のそれぞれは、電池素体10の一部を収容する凹部を有する。絶縁基材31と絶縁蓋部材32とは、エポキシ樹脂等によって接合されている。絶縁基材31と対向する側の電池素体10の表面と反対側の表面に接触するように絶縁介在部材50が配置されている。すなわち、電池素体10と絶縁蓋部材32との間に絶縁介在部材50が配置されている。より具体的には、絶縁介在部材50が絶縁蓋部材32の凹部の内底面と電池素体10との間に配置されている。なお、固体電池8の他の構成は、図7に示す固体電池7と同様である。
図9に示すように、本発明の第9の実施形態として、平面実装型の固体電池8Aでは、絶縁蓋部材32は、電池素体10の一部を収容する凹部を有する。絶縁基材31は平板状である。絶縁基材31には、導電材料を充填するためのキャビティが形成されており、そのキャビティに導電材料を充填することによって、絶縁基材31の内側面と外側面とを導通させる電極接続部として正極接続部112と負極接続部122とが形成されている。なお、固体電池8Aの他の構成は、図8に示す固体電池8と同様である。
図10に示すように、本発明の第10の実施形態では、固体電池9は、電池素体10と、電池素体10を収容する収容部材20とから構成される。電池素体10は、正極層11と負極層12との間に挟まれた固体電解質層13を備える。収容部材20はアルミニウムラミネートフィルムから構成される。正極端子110および負極端子120は、収容部材20の内側から外側に引き出されるように配置されている。集電部材111は、正極端子110に接続されるように、正極層11と収容部材20との間に配置されている。集電部材121は、負極端子120に接続されるように、負極層12と収容部材20との間に配置されている。
正極活物質としてLi2FeS2、負極活物質としてグラファイト、固体電解質としてLi3PS4を用いて図1に示す電池素体10を作製した。
固体電解質粉末として、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3の組成を有するガラス粉末を使用した。電極活物質粉末として、Li3V2(PO4)3の結晶相を有する粉末を使用した。
正極活物質としてLi2FeS2、負極活物質としてグラファイト、固体電解質としてLi3PS4を用いて図1に示す電池素体10を作製した。Li2FeS2とLi3PS4とを質量比1:1で混合することによって正極材料を作製した。グラファイトとLi3PS4を質量比1:1で混合することによって負極材料を作製した。
実施例1と同様にして図1に示す固体電池1を作製した。ただし、集電部材111として、異方導電シート(信越化学製MTタイプ)を用いた。
実施例1と同様にして電池素体10を作製した。正極層11と正極接続部112とを接続するために集電部材111の代わりに銀(Ag)‐エポキシ系導電性接着剤からなる導電性接着剤113を用いたこと、負極層12と負極接続部122とを接続するために導電性接着剤124、126とリード線125とを用いてワイヤボンディングしたこと、電池素体10の周りを取り囲んで被覆するように絶縁材60としてエポキシ樹脂を配置して硬化させたこと、以外は実施例1と同様にして、図11に示すような形態の平面実装型の固体電池100を作製した。負極端子123を負極端子120と同様にして形成した。
Claims (11)
- 正極層、固体電解質層および負極層を含む電池素体と、
前記電池素体を収容する収容部材と、
前記収容部材の外表面に配置された正極端子および負極端子とを備え、
前記収容部材が、前記正極端子および前記負極端子に接続される導体部を含み、さらに、
前記収容部材の前記導体部に接続されるように前記正極層及び前記負極層のうちの前記固体電解質を含む層と前記収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む集電部材とを備え、
前記正極層及び前記負極層のうちの少なくとも一方と、前記固体電解質層とが、硫化物系の固体電解質を含み、
前記集電部材が炭素材料または導電性ゴムの少なくともいずれか一方を含み、
前記集電部材の弾性に対抗する付勢力により前記集電部材と前記電池素体とが接触している、固体電池。 - 前記集電部材がカーボンシートまたは異方性導電性ゴムシートの少なくともいずれか一方を含む、請求項1に記載の固体電池。
- 前記収容部材は、前記電池素体が載置される表面を有する絶縁基材と、前記絶縁基材の表面上に載置された前記電池素体を覆うように前記絶縁基材に接合された蓋部材とを含む、請求項1又は2に記載の固体電池。
- 前記絶縁基材または前記蓋部材の少なくともいずれか一方が、前記電池素体の少なくとも一部を収容する凹部を有する、請求項3に記載の固体電池。
- 前記絶縁基材には、前記絶縁基材の内側面と外側面とを導通させる電極接続部が形成されており、前記電極接続部が、前記正極層に接続される正極接続部と、前記負極層に接続される負極接続部とを含む、請求項3又は4に記載の固体電池。
- 前記正極層と前記負極層とは、前記絶縁基材と前記蓋部材とが対向する方向に積層されている、請求項3〜5のいずれか1項に記載の固体電池。
- 前記集電部材が、前記電池素体の外表面の少なくとも一部を囲むように形成された周側壁部を有する、請求項1〜6のいずれか1項に記載の固体電池。
- 前記正極層と前記負極層とは、前記絶縁基材が延在する方向に積層されている、請求項3〜5のいずれか1項に記載の固体電池。
- 前記蓋部材と前記電池素体との間に配置された絶縁部材をさらに備える、請求項8に記載の固体電池。
- 正極層、固体電解質層および負極層を含む電池素体と、
前記電池素体を収容する収容部材と、
前記収容部材の内側から外側に引き出されるように配置された正極端子および負極端子とを備え、
前記正極端子または前記負極端子の少なくともいずれか一方に接続されるように前記正極層及び前記負極層のうちの前記固体電解質を含む層と前記収容部材との間に配置され、弾性を有しかつ導電性物質を含む集電部材とを備え、
前記正極層及び前記負極層のうちの少なくとも一方と、前記固体電解質層とが、硫化物系の固体電解質を含み、
前記集電部材が炭素材料または導電性ゴムの少なくともいずれか一方を含み、
前記集電部材の弾性に対抗する付勢力により前記集電部材と前記電池素体とが接触している、固体電池。 - 正極層、固体電解質層および負極層を含む電池素体と、
前記電池素体を収容する収容部材と、
正極端子および負極端子と、
前記正極層及び前記負極層のうちの少なくとも一方と、前記固体電解質層とが、硫化物系の固体電解質を含み、
前記正極層及び前記負極層のうちの前記固体電解質を含む層と前記収容部材との間に配された集電部材を備え、
前記集電部材が炭素材料または導電性ゴムの少なくともいずれか一方を含み、
前記集電部材が、弾性を有しかつ導電性物質を含み、
前記集電部材の弾性に対抗する付勢力により前記集電部材と前記電池素体とが接触している、固体電池。
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