JP7018576B2 - 電池、および、電池製造方法、および、電池製造装置 - Google Patents

電池、および、電池製造方法、および、電池製造装置 Download PDF

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Description

本開示は、電池、および、電池製造方法、および、電池製造装置に関する。
特許文献1には、隣接する双極型電池積層体が当接する接着面の一部には接着部が形成され、この接着部によって積層方向上下に位置する双極型電池と双極型電池が固定されてなる双極型二次電池が、開示されている。
特開2009-135079号公報
従来技術においては、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減することが望まれる。
本開示の一様態における電池は、第1発電要素と、前記第1発電要素と積層される第2発電要素と、前記第1発電要素と前記第2発電要素とを接着する第1接着層と、を備え、前記第1発電要素は、第1正極集電体と、第1負極集電体と、第1正極活物質層と、第1負極活物質層と、第1固体電解質層と、を備え、前記第1正極活物質層と前記第1負極活物質層とは、前記第1固体電解質層を介して、互いに積層され、前記第1正極活物質層は、前記第1正極集電体と接して、前記第1正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第1負極活物質層は、前記第1負極集電体と接して、前記第1負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第2発電要素は、第2正極集電体と、第2負極集電体と、第2正極活物質層と、第2負極活物質層と、第2固体電解質層と、を備え、前記第2正極活物質層と前記第2負極活物質層とは、前記第2固体電解質層を介して、互いに積層され、前記第2正極活物質層は、前記第2正極集電体と接して、前記第2正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第2負極活物質層は、前記第2負極集電体と接して、前記第2負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とは、前記第1接着層を介して、対向し、前記第1接着層は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、配置され、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とは、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲内において、互いに接触しない。
本開示の一様態における電池製造方法は、電池製造装置を用いた電池製造方法であって、前記電池製造装置は、積層部と、接着層形成部と、を備え、前記接着層形成部により、第1発電要素と第2発電要素とを接着する第1接着層を形成する工程(a)と、前記積層部により、前記第1発電要素と前記第2発電要素とを積層する工程(b)と、を包含し、前記第1発電要素は、第1正極集電体と、第1負極集電体と、第1正極活物質層と、第1負極活物質層と、第1固体電解質層と、を備え、前記第1正極活物質層と前記第1負極活物質層とは、前記第1固体電解質層を介して、互いに積層され、前記第1正極活物質層は、前記第1正極集電体と接して、前記第1正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第1負極活物質層は、前記第1負極集電体と接して、前記第1負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第2発電要素は、第2正極集電体と、第2負極集電体と、第2正極活物質層と、第2負極活物質層と、第2固体電解質層と、を備え、前記第2正極活物質層と前記第2負極活物質層とは、前記第2固体電解質層を介して、互いに積層され、前記第2正極活物質層は、前記第2正極集電体と接して、前記第2正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第2負極活物質層は、前記第2負極集電体と接して、前記第2負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記工程(a)において、前記接着層形成部により、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、前記第1接着層が形成され、前記工程(b)において、前記積層部により、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とを前記第1接着層を介して対向した状態で、かつ、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲内において前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とが互いに接触しない状態で、前記第1発電要素と前記第2発電要素とが積層される。
本開示の一様態における電池製造装置は、第1発電要素と第2発電要素とを接着する第1接着層を形成する接着層形成部と、前記第1発電要素と前記第2発電要素とを積層する積層部と、を備え、前記第1発電要素は、第1正極集電体と、第1負極集電体と、第1正極活物質層と、第1負極活物質層と、第1固体電解質層と、を備え、前記第1正極活物質層と前記第1負極活物質層とは、前記第1固体電解質層を介して、互いに積層され、前記第1正極活物質層は、前記第1正極集電体と接して、前記第1正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第1負極活物質層は、前記第1負極集電体と接して、前記第1負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第2発電要素は、第2正極集電体と、第2負極集電体と、第2正極活物質層と、第2負極活物質層と、第2固体電解質層と、を備え、前記第2正極活物質層と前記第2負極活物質層とは、前記第2固体電解質層を介して、互いに積層され、前記第2正極活物質層は、前記第2正極集電体と接して、前記第2正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記第2負極活物質層は、前記第2負極集電体と接して、前記第2負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、前記接着層形成部は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、前記第1接着層を形成し、前記積層部は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とを前記第1接着層を介して対向した状態で、かつ、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲内において前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とが互いに接触しない状態で、前記第1発電要素と前記第2発電要素とを積層する。
本開示によれば、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。
図1は、実施の形態1における電池1000の概略構成を示す図である。 図2は、実施の形態1における電池1100の概略構成を示す図である。 図3は、実施の形態1における電池1200の概略構成を示す断面図である。 図4は、実施の形態1における電池1300の概略構成を示す断面図である。 図5は、実施の形態2における電池製造装置2000の概略構成を示す図である。 図6は、実施の形態2における電池製造方法を示すフローチャートである。 図7は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。 図8は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。 図9は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。 図10は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。 図11は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。 図12は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。 図13は、第1発電要素210の概略構成を示す断面図である。 図14は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。 図15は、第1発電要素210の概略構成を示す断面図である。 図16は、製造過程における各発電要素と各接着層の概略構成を示す断面図である。 図17は、比較例1における電池910の製造過程における各発電要素と接着層の概略構成を示す断面図である。 図18は、比較例1における電池910の概略構成を示す断面図である。 図19は、比較例2における電池920の概略構成を示す断面図である。 図20は、実施の形態1における電池1400の概略構成を示す図である。 図21は、実施の形態1における電池1500の概略構成を示す断面図である。 図22は、実施の形態2における電池製造装置2100の概略構成を示す図である。 図23は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。 図24は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。 図25は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。 図26は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
以下、本開示の実施の形態が、図面を参照しながら、説明される。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1における電池1000の概略構成を示す図である。
図1(a)は、実施の形態1における電池1000の概略構成を示すx-z図(断面図)である。
図1(b)は、実施の形態1における電池1000の概略構成を示すx-y図(上面透視図)である。
実施の形態1における電池1000は、第1接着層110と、第1発電要素210と、第2発電要素220と、を備える。
第1発電要素210と第2発電要素220とは、互いに、積層される。
第1接着層110は、第1発電要素210と第2発電要素220とを接着する。
ここで、第1発電要素210は、第1正極集電体211と、第1負極集電体212と、第1正極活物質層213と、第1負極活物質層214と、第1固体電解質層215と、を備える。
第1正極活物質層213と第1負極活物質層214とは、第1固体電解質層215を介して、互いに積層される。
第1正極活物質層213は、第1正極集電体211と接する。第1正極活物質層213は、第1正極集電体211よりも狭い範囲に、配置される。
第1負極活物質層214は、第1負極集電体212と接する。第1負極活物質層214は、第1負極集電体212よりも狭い範囲に、配置される。
また、第2発電要素220は、第2正極集電体221と、第2負極集電体222と、第2正極活物質層223と、第2負極活物質層224と、第2固体電解質層225と、を備える。
第2正極活物質層223と第2負極活物質層224とは、第2固体電解質層225を介して、互いに積層される。
第2正極活物質層223は、第2正極集電体221と接する。第2正極活物質層223は、第2正極集電体221よりも狭い範囲に、配置される。
第2負極活物質層224は、第2負極集電体222と接する。第2負極活物質層224は、第2負極集電体222よりも狭い範囲に、配置される。
第1正極集電体211と第2負極集電体222とは、第1接着層110を介して、対向する。
第1接着層110は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、配置される。
第1正極集電体211と第2負極集電体222とは、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内において、互いに接触しない。
以上の構成によれば、第1発電要素210と第2発電要素220との間の強固な接着と安定な電気的接続とを実現しながら、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。すなわち、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部において、第1接着層110の厚みが過剰となることがない。このため、第1接着層110による第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形を回避できる。これにより、第1正極集電体211と第1負極集電体212との近接および接触と、第2正極集電体221と第2負極集電体222との近接および接触とを、防止できる。このため、例えば、正極層と負極層との間にセパレータを備えない全固体電池においても、正極集電体と負極集電体とが直接接触して正極層と負極層とが短絡するリスクを低減できる。また、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形に起因する、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224と固体電解質層の劣化(例えば、割れの発生、など)を、防止できる。
また、第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しないので、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を低抵抗化かつ安定化できる。したがって、導通状態の低抵抗化により、例えば、第1発電要素210と第2発電要素220とを大電流で充放電する場合であっても、電圧ロスまたは発熱などの発生を低減できる。さらに、導通状態の安定化により、例えば、長期使用の場合であっても、第1正極集電体211と第2負極集電体222との腐食の発生を低減できる。
以上の効果の詳細が、下記の比較例1および比較例2を用いて、説明される。
図18は、比較例1における電池910の概略構成を示す断面図である。
比較例1における電池910は、接着層191と、第1発電要素210と、第2発電要素220と、を備える。
ここで、比較例1における電池910においては、接着層191は、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲よりも外側に、形成されている。
このため、比較例1では、図18に示されるように、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲よりも外側において、接着層191の厚みが過剰となる。このため、接着層191による第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部に、変形が生じる。これにより、第1正極集電体211と第1負極集電体212との近接および接触の可能性と、第2正極集電体221と第2負極集電体222との近接および接触の可能性とが、高まる。また、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形に起因する、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224と第2固体電解質層225の劣化(例えば、割れの発生、など)が生じる。
これに対して、実施の形態1によれば、上述したように、第1接着層110の厚みが過剰となることがない。このため、第1発電要素210と第2発電要素220との間の強固な接着と電気的接続とを実現しながら、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。また、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224と固体電解質層の劣化(例えば、割れの発生、など)を、防止できる。
図19は、比較例2における電池920の概略構成を示す断面図である。
比較例2における電池920は、接着層192と、第1発電要素210と、第2発電要素220と、を備える。
ここで、比較例2における電池920においては、図19に示されるように、接着層192は、複数の小さな島状に分けて点在して、形成されている。すなわち、接着層192は、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内における全面に形成されていない。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222とは、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内において、互いに接触する。
このため、比較例2では、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態が高抵抗化する。これにより、例えば、第1発電要素210と第2発電要素220とを大電流で充放電する場合には、電圧ロスまたは発熱などが発生し易くなる。さらに、比較例2では、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが単に接触していることで、接触抵抗が不安定となる。これにより、例えば、長期使用の場合に、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、不具合(例えば、部分的な腐食劣化、など)が発生し易くなる。
これに対して、実施の形態1によれば、上述したように、第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しないので、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を低抵抗化かつ安定化できる。
実施の形態1における電池1000は、単電池要素(全固体電池セル)である第1発電要素210と第2発電要素220とが、第1接着層110を介して直列接続された構造である。
実施の形態1における電池1000は、第1接着層110は、接着剤を含む層であってもよい。もしくは、第1接着層110は、接着剤からなる層であってもよい。このとき、接着剤は、導電性接着剤であってもよい。導電性接着剤としては、シリコーン系軟質導電性接着剤(例えば、スリーボンド製のTB3303GまたはTB3333C、など)、銀入りエポキシ導電性接着剤(例えば、藤倉化成製のXA-874またはXA-910、など)、など、が用いられうる。
また、実施の形態1においては、図1に示されるように、第1接着層110は、一様に連続する膜状に形成されてもよい。
また、実施の形態1においては、第1接着層110は、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内において均一な厚みを有する膜として、形成されていてもよい。
なお、実施の形態1においては、第1発電要素210と第2発電要素220とにおける各構成要素(すなわち、正極集電体と負極集電体と正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層)は、それぞれ互いに、同じ材料および形成範囲であってもよいし、異なる材料および形成範囲であってもよい。
正極集電体としては、金属箔(例えば、SUS箔、Al箔)、など、が用いられうる。正極集電体の厚みは、例えば、5~100μmであってもよい。
正極活物質層は、正極活物質を含む層である。正極活物質層に含有される正極活物質としては、公知の正極活物質(例えば、コバルト酸リチウム、LiNO、など)が用いられうる。正極活物質の材料としては、Liを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
また、正極活物質層の含有材料としては、公知の固体電解質(例えば、無機系固体電解質など)が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、LiS:Pの混合物が用いられうる。正極活物質の表面は、固体電解質でコートされていてもよい。また、正極活物質層の含有材料としては、導電材(例えば、アセチレンブラックなど)、結着用バインダー(例えば、ポリフッ化ビニリデンなど)、など、が用いられうる。
負極集電体としては、金属箔(例えば、SUS箔、Cu箔)、など、が用いられうる。負極集電体の厚みは、例えば、5~100μmであってもよい。
負極活物質層は、負極活物質を含む層である。負極活物質層に含有される負極活物質としては、公知の負極活物質(例えば、グラファイト、など)が用いられうる。負極活物質の材料としては、Liを離脱および挿入することができる各種材料が用いられうる。
また、負極活物質層の含有材料としては、公知の固体電解質(例えば、無機系固体電解質など)が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、LiS:Pの混合物が用いられうる。また、負極活物質層の含有材料としては、導電材(例えば、アセチレンブラックなど)、結着用バインダー(例えば、ポリフッ化ビニリデンなど)、など、が用いられうる。
また、図1に示されるように、発電要素においては、負極活物質層の形成範囲は、正極活物質層の形成範囲よりも、大きくてもよい。これにより、例えば、リチウム析出による、電池の不具合(例えば、信頼性の低下)を防止できる可能性がある。
もしくは、発電要素においては、正極活物質層と負極活物質層の形成範囲は、同じでもよい。
また、図1に示されるように、第1正極活物質層213の形成範囲は、第2負極活物質層224の形成範囲よりも、小さくてもよい。このとき、第1接着層110は、第1正極活物質層213の形成範囲内に、形成される。
もしくは、第1正極活物質層213の形成範囲は、第2負極活物質層224の形成範囲よりも、大きくてもよい。このとき、第1接着層110は、第2負極活物質層224の形成範囲内に、形成される。
もしくは、第1正極活物質層213の形成範囲と第2負極活物質層224の形成範囲とは、同じであってもよい。このとき、第1接着層110は、第1正極活物質層213の形成範囲(=第2負極活物質層224の形成範囲)内に、形成される。
固体電解質層は、固体電解質を含む層である。固体電解質層に含有される固体電解質としては、公知の固体電解質(例えば、無機系固体電解質など)が用いられうる。無機系固体電解質としては、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質などが用いられうる。硫化物固体電解質としては、例えば、LiS:Pの混合物が用いられうる。また、固体電解質層の含有材料としては、結着用バインダー(例えば、ポリフッ化ビニリデンなど)、など、が用いられうる。
また、図1に示されるように、発電要素においては、固体電解質層は、正極活物質層および負極活物質層のいずれよりも、大面積に形成されてもよい。これにより、正極層と負極層との直接接触による短絡を防止できる。
また、図1に示されるように、発電要素においては、固体電解質層は、正極集電体または負極集電体よりも狭い範囲に、形成されてもよい。これにより、例えば、集電体を所定形状に切断する際に、固体電解質層に、クラックが発生したり、その一部が脱落したりすることを低減できる。また、切断時に、切断くずの発生、および、切断粉の発生を、低減することができる。
もしくは、発電要素においては、固体電解質層の形成範囲は、正極集電体または負極集電体の全範囲と、同じ範囲であってもよい。集電体の全域に固体電解質層を形成してから切断を行った場合には、切断部付近の固体電解質層にクラックまたは脱落による微小な欠陥が生じ易い。この結果、固体電解質層の絶縁体としての機能が損なわれる可能性がある。しかし、実施の形態1の構成であれば、正極集電体と負極集電体とは、近接していない。このため、正負極間の短絡には至りにくい。
また、図1に示されるように、発電要素においては、固体電解質層は、負極活物質層を覆う形で、形成されていてもよい。
もしくは、発電要素においては、固体電解質層は、正極活物質層を覆う形で、形成されていてもよい。
もしくは、発電要素においては、固体電解質層は、正極活物質層と負極活物質層とを覆う形で、形成されていてもよい。
なお、実施の形態1においては、図1に示されるように、第1接着層110は、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、配置されてもよい。
以上の構成によれば、より広い範囲に形成された第1接着層110により、第1発電要素210と第2発電要素220との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
図2は、実施の形態1における電池1100の概略構成を示す図である。
図2(a)は、実施の形態1における電池1100の概略構成を示すx-z図(断面図)である。
図2(b)は、実施の形態1における電池1100の概略構成を示すx-y図(上面図)である。
実施の形態1における電池1100においては、第1接着層110は、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲の全範囲に、配置される。
以上の構成によれば、より広い範囲に形成された第1接着層110により、第1発電要素210と第2発電要素220との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
なお、図2に示される例においては、第1正極活物質層213の形成範囲は、第2負極活物質層224の形成範囲に包含される。このため、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲は、第1正極活物質層213の形成範囲と同じとなる。したがって、図2に示される例においては、第1接着層110は、第1正極活物質層213の形成範囲の全範囲に、配置されている。
図3は、実施の形態1における電池1200の概略構成を示す断面図である。
実施の形態1における電池1200は、上述の実施の形態1における電池1000の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態1における電池1200は、第2接着層120と、第3発電要素230と、を備える。
第1発電要素210と第3発電要素230とは、互いに、積層される。
第2接着層120は、第1発電要素210と第3発電要素230とを接着する。
第3発電要素230は、第3正極集電体231と、第3負極集電体232と、第3正極活物質層233と、第3負極活物質層234と、第3固体電解質層235と、を備える。
第3正極活物質層233と第3負極活物質層234とは、第3固体電解質層235を介して、互いに積層される。
第3正極活物質層233は、第3正極集電体231と接する。第3正極活物質層233は、第3正極集電体231よりも狭い範囲に、配置される。
第3負極活物質層234は、第3負極集電体232と接する。第3正極活物質層233は、第3負極集電体232よりも狭い範囲に、配置される。
第1負極集電体212と第3正極集電体231とは、第2接着層120を介して、対向する。
第2接着層120は、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、配置される。
第1負極集電体212と第3正極集電体231とは、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲内において、互いに接触しない。
以上の構成によれば、第1発電要素210と第3発電要素230との間の強固な接着と安定な電気的接続とを実現しながら、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。すなわち、第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部において、第2接着層120の厚みが過剰となることがない。このため、第2接着層120による第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部の変形を回避できる。これにより、第1負極集電体212と第1正極集電体211との近接および接触と、第3正極集電体231と第3負極集電体232との近接および接触とを、防止できる。このため、例えば、正極層と負極層との間にセパレータを備えない全固体電池においても、正極集電体と負極集電体とが直接接触して正極層と負極層とが短絡するリスクを、より低減できる。また、第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部の変形に起因する、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233と固体電解質層の劣化(例えば、割れの発生、など)を、防止できる。
また、第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しないので、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を低抵抗化かつ安定化できる。したがって、導通状態の低抵抗化により、例えば、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とを大電流で充放電する場合であっても、電圧ロスまたは発熱などの発生を低減できる。さらに、導通状態の安定化により、例えば、長期使用の場合であっても、第1負極集電体212と第3正極集電体231との腐食の発生を低減できる。
なお、第2接着層120の材料としては、第1接着層110に用いられうる材料が、用いられうる。
また、第2接着層120は、第1接着層110と同じ材料および形状および形成範囲であってもよい。
もしくは、第2接着層120は、第1接着層110とは異なる材料および形状および形成範囲であってもよい。
また、実施の形態1においては、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とにおける各構成要素(すなわち、正極集電体と負極集電体と正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層)は、それぞれ互いに、同じ材料および形成範囲であってもよいし、異なる材料および形成範囲であってもよい。
また、図3に示されるように、第3正極活物質層233の形成範囲は、第1負極活物質層214の形成範囲よりも、小さくてもよい。このとき、第2接着層120は、第3正極活物質層233の形成範囲内に、配置される。
もしくは、第3正極活物質層233の形成範囲は、第1負極活物質層214の形成範囲よりも、大きくてもよい。このとき、第2接着層120は、第1負極活物質層214の形成範囲内に、配置される。
もしくは、第3正極活物質層233の形成範囲と第1負極活物質層214の形成範囲とは、同じであってもよい。このとき、第2接着層120は、第3正極活物質層233の形成範囲(=第1負極活物質層214の形成範囲)内に、配置される。
なお、実施の形態1においては、図3に示されるように、第2接着層120は、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、配置されてもよい。
以上の構成によれば、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1発電要素210と第3発電要素230との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
図4は、実施の形態1における電池1300の概略構成を示す断面図である。
実施の形態1における電池1300においては、第2接着層120は、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲の全範囲に、配置される。
以上の構成によれば、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1発電要素210と第3発電要素230との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
なお、図4に示される例においては、第3正極活物質層233の形成範囲は、第1負極活物質層214の形成範囲に包含される。このため、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲は、第3正極活物質層233の形成範囲と同じとなる。したがって、図4に示される例においては、第2接着層120は、第3正極活物質層233の形成範囲の全範囲に、形成されている。
図20は、実施の形態1における電池1400の概略構成を示す図である。
図20(a)は、実施の形態1における電池1400の概略構成を示すx-z図(断面図)である。
図20(b)は、実施の形態1における電池1400の概略構成を示すx-y図(上面透視図)である。
実施の形態1における電池1400は、上述の実施の形態1における電池1000の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態1における電池1400は、第1間隔保持体710を備える。
第1間隔保持体710は、第1発電要素210と第2発電要素220との間の間隔を保持する部材である。
第1間隔保持体710は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、第1接着層110が配置されていない位置に、配置される。
以上の構成によれば、第1間隔保持体710により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の間隔を保持できる。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが、第1接着層110が配置されていない位置において、変形する(例えば、互いに近接する、または、互いに離れる)ことを抑制できる。例えば、第1接着層110の厚みが大きい場合であっても、第1間隔保持体710により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との変形を抑制できる。これにより、第1正極集電体211または第2負極集電体222が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を低減できる。
なお、実施の形態1における電池1400においては、図20に示されるように、第1間隔保持体710は、第1接着層110の周囲を囲んで、配置されてもよい。
以上の構成によれば、第1接着層110の周囲を囲む第1間隔保持体710により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の間隔を、より強固に、保持できる。これにより、第1正極集電体211または第2負極集電体222が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を、より低減できる。
なお、実施の形態1における電池1400においては、図20に示されるように、第1間隔保持体710は、第1正極集電体211と第2負極集電体222とに接触してもよい。例えば、第1間隔保持体710の一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第1正極集電体211と密着(例えば、接合)してもよい。このとき、第1間隔保持体710のもう一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第2負極集電体222と密着(例えば、接合)してもよい。
以上の構成によれば、第1接着層110の広がりを、第1間隔保持体710により、堰き止めることができる。これにより、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部において、第1接着層110の厚みが過剰となることを、より抑制できる。このため、第1接着層110による第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形を、より回避できる。
なお、第1間隔保持体710の材料は、一般に公知の封止剤として用いられる材料であってもよい。第1間隔保持体710の材料は、例えば、導電性を有しない材料(絶縁性の材料)であってもよい。もしくは、第1間隔保持体710は、第1正極集電体211の一部(凸部)と第2負極集電体222の一部(凸部)とのうちの少なくとも一方であってもよい。
図21は、実施の形態1における電池1500の概略構成を示す断面図である。
実施の形態1における電池1500は、上述の実施の形態1における電池1400の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態1における電池1500は、第2接着層120と、第3発電要素230と、第2間隔保持体720と、を備える。
第2間隔保持体720は、第1発電要素210と第3発電要素230との間の間隔を保持する部材である。
第2間隔保持体720は、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に、第2接着層120が配置されていない位置に、配置される。
以上の構成によれば、第2間隔保持体720により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の間隔を保持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが、第2接着層120が配置されていない位置において、変形する(例えば、互いに近接する、または、互いに離れる)ことを抑制できる。例えば、第2接着層120の厚みが大きい場合であっても、第2間隔保持体720により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との変形を抑制できる。これにより、第1負極集電体212または第3正極集電体231が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を低減できる。
なお、実施の形態1における電池1500においては、図21に示されるように、第2間隔保持体720は、第2接着層120の周囲を囲んで、配置されてもよい。
以上の構成によれば、第2接着層120の周囲を囲む第2間隔保持体720により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の間隔を、より強固に、保持できる。これにより、第1負極集電体212または第3正極集電体231が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を、より低減できる。
なお、実施の形態1における電池1500においては、図21に示されるように、第2間隔保持体720は、第1負極集電体212と第3正極集電体231とに接触してもよい。例えば、第2間隔保持体720の一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第1負極集電体212と密着(例えば、接合)してもよい。このとき、第2間隔保持体720のもう一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第3正極集電体231と密着(例えば、接合)してもよい。
以上の構成によれば、第2接着層120の広がりを、第2間隔保持体720により、堰き止めることができる。これにより、第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部において、第2接着層120の厚みが過剰となることを、より抑制できる。このため、第2接着層120による第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部の変形を、より回避できる。
なお、第2間隔保持体720の材料は、上述の第1間隔保持体710の材料となりうる材料が、用いられうる。第2間隔保持体720の材料と第1間隔保持体710の材料とは、互いに同じであってもよいし、互いに異なってもよい。
なお、実施の形態1においては、4つ以上の発電要素を備えてもよい。このとき、4つ以上の発電要素の間のそれぞれに接着層を備えてもよい。
なお、実施の形態1においては、発電要素は、複数の正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層とを備えてもよい。このとき、発電要素は、複数の正極活物質層と負極活物質層と固体電解質層とがバイポーラ集電体を介して積層された、バイポーラ積層構造であってもよい。
また、実施の形態1における電池の製造方法は、後述の実施の形態2として、説明される。
(実施の形態2)
以下、実施の形態2が説明される。上述の実施の形態1と重複する説明は、適宜、省略される。
図5は、実施の形態2における電池製造装置2000の概略構成を示す図である。
実施の形態2における電池製造装置2000は、積層部300と、接着層形成部400と、を備える。
積層部300は、第1発電要素210と第2発電要素220とを積層する。
接着層形成部400は、第1発電要素210と第2発電要素220とを接着する第1接着層110を形成する。
接着層形成部400は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、第1接着層110を形成する。
積層部300は、第1正極集電体211と第2負極集電体222とを第1接着層110を介して対向した状態で、かつ、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内において第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態で、第1発電要素210と第2発電要素220とを積層する。
図6は、実施の形態2における電池製造方法を示すフローチャートである。
実施の形態2における電池製造方法は、実施の形態2における電池製造装置2000を用いた電池製造方法である。例えば、実施の形態2における電池製造方法は、実施の形態2における電池製造装置2000において実行される電池製造方法である。
実施の形態2における電池製造方法は、第1接着層形成工程S1101(=工程(a))と、第1および第2発電要素積層工程S1102(=工程(b))と、を包含する。
第1接着層形成工程S1101は、接着層形成部400により、第1発電要素210と第2発電要素220とを接着する第1接着層110を形成する工程である。
第1および第2発電要素積層工程S1102は、積層部300により、第1発電要素210と第2発電要素220とを積層する工程である。
第1接着層形成工程S1101において、接着層形成部400により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、第1接着層110が形成される。
第1および第2発電要素積層工程S1102において、積層部300により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とを第1接着層110を介して対向した状態で、かつ、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内において第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態で、第1発電要素210と第2発電要素220とが積層される。
以上の製造装置または製造方法によれば、実施の形態1における電池を製造することができる。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時において、第1発電要素210と第2発電要素220との間の強固な接着と安定な電気的接続とを実現しながら、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。すなわち、電池の製造時(例えば、プレス工程、など)において、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部において、第1接着層110の厚みが過剰となることがない。このため、第1接着層110による第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形を回避できる。これにより、第1正極集電体211と第1負極集電体212との近接および接触と、第2正極集電体221と第2負極集電体222との近接および接触とを、防止できる。このため、例えば、正極層と負極層との間にセパレータを備えない全固体電池を製造する場合においても、正極集電体と負極集電体とが直接接触して正極層と負極層とが短絡するリスクを低減できる。また、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形に起因する、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224と固体電解質層の劣化(例えば、割れの発生、など)を、防止できる。
また、第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しないので、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を低抵抗化かつ安定化できる。したがって、導通状態の低抵抗化により、例えば、第1発電要素210と第2発電要素220とを大電流で充放電する場合であっても、電圧ロスまたは発熱などの発生を低減できる。さらに、導通状態の安定化により、例えば、長期使用の場合であっても、第1正極集電体211と第2負極集電体222との腐食の発生を低減できる。
また、実施の形態2における電池製造装置2000においては、接着層形成部400は、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、第1接着層110を形成してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法においては、第1接着層形成工程S1101において、接着層形成部400により、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、第1接着層110が形成されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、より広い範囲に第1接着層110を形成できる。これにより、第1発電要素210と第2発電要素220との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
また、実施の形態2における電池製造装置2000においては、接着層形成部400は、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲の全範囲に、第1接着層110を形成してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法においては、第1接着層形成工程S1101において、接着層形成部400により、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲の全範囲に、第1接着層110が形成されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、より広い範囲に第1接着層110を形成できる。これにより、第1発電要素210と第2発電要素220との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第1接着層110により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
図7は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
実施の形態2における電池製造装置2000は、図5に示されるように、プレス部500をさらに備えてもよい。
プレス部500は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に第1接着層110が形成された後に、第1発電要素210と第2発電要素220とをプレスする。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法は、プレス工程S1103(=工程(c))をさらに包含してもよい。
プレス工程S1103は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に第1接着層110が形成された後に、プレス部500により、第1発電要素210と第2発電要素220とをプレスする工程である。
以上の製造装置または製造方法によれば、第1発電要素210と第2発電要素220とともに、第1接着層110を、加圧圧迫できる。これにより、例えば、第1接着層110を、広範囲に、薄く、均一に、広げることができる。このため、第1接着層110の接着力と導電性をより高めることができる。したがって、第1発電要素210と第2発電要素220とをより強固に接着しながら、第1接着層110が高抵抗層となることを抑制できる。
図8は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
実施の形態2における電池製造装置2000においては、積層部300は、第1発電要素210と第3発電要素230とを積層してもよい。
接着層形成部400は、第1発電要素210と第3発電要素230とを接着する第2接着層120を形成してもよい。
接着層形成部400は、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、第2接着層120を形成してもよい。
積層部300は、第1負極集電体212と第3正極集電体231とを第2接着層120を介して対向した状態で、かつ、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲内において第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態で、第1発電要素210と第3発電要素230とを積層してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法は、第2接着層形成工程S1201(=工程(d))と、第1および第3発電要素積層工程S1202(=工程(e))と、をさらに包含してもよい。
第2接着層形成工程S1201は、接着層形成部400により、第1発電要素210と第3発電要素230とを接着する第2接着層120を形成する工程である。
第1および第3発電要素積層工程S1202は、積層部300により、第1発電要素210と第3発電要素230とを積層する工程である。
第2接着層形成工程S1201において、接着層形成部400により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、第2接着層120が形成されてもよい。
第1および第3発電要素積層工程S1202において、積層部300により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とを第2接着層120を介して対向した状態で、かつ、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲内において第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態で、第1発電要素210と第3発電要素230とが積層されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時において、第1発電要素210と第3発電要素230との間の強固な接着と安定な電気的接続とを実現しながら、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。すなわち、電池の製造時(例えば、プレス工程、など)において、第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部において、第2接着層120の厚みが過剰となることがない。このため、第2接着層120による第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部の変形を回避できる。これにより、第1負極集電体212と第1正極集電体211との近接および接触と、第3正極集電体231と第3負極集電体232との近接および接触とを、防止できる。このため、例えば、正極層と負極層との間にセパレータを備えない全固体電池を製造する場合においても、正極集電体と負極集電体とが直接接触して正極層と負極層とが短絡するリスクを、より低減できる。また、第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部の変形に起因する、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233と固体電解質層の劣化(例えば、割れの発生、など)を、防止できる。
また、第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しないので、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を低抵抗化かつ安定化できる。したがって、導通状態の低抵抗化により、例えば、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とを大電流で充放電する場合であっても、電圧ロスまたは発熱などの発生を低減できる。さらに、導通状態の安定化により、例えば、長期使用の場合であっても、第1負極集電体212と第3正極集電体231との腐食の発生を低減できる。
また、実施の形態2における電池製造装置2000においては、接着層形成部400は、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、第2接着層120を形成してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法においては、第2接着層形成工程S1201において、接着層形成部400により、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、第2接着層120が形成されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、より広い範囲に第2接着層120を形成できる。これにより、第1発電要素210と第3発電要素230との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
また、実施の形態2における電池製造装置2000においては、接着層形成部400は、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲の全範囲に、第2接着層120を形成してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法においては、第2接着層形成工程S1201において、接着層形成部400により、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲の全範囲に、第2接着層120が形成されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、より広い範囲に第2接着層120を形成できる。これにより、第1発電要素210と第3発電要素230との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
図9は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
実施の形態2における電池製造装置2000においては、プレス部500は、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とをプレスしてもよい。
プレス部500は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に第1接着層110が形成された後であり、かつ、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に第2接着層120が形成された後に、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とをプレスしてもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法は、プレス工程S1203(=工程(f))をさらに包含してもよい。
プレス工程S1203は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に第1接着層110が形成された後であり、かつ、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に第2接着層120が形成された後に、プレス部500により、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とをプレスする工程である。
以上の製造装置または製造方法によれば、より広い範囲に第2接着層120を形成できる。これにより、第1発電要素210と第3発電要素230との間の機械的接合と電気的接合とを、より安定化できる。また、より広い範囲に形成された第2接着層120により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態を、より強固に維持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の導通状態を、より低抵抗化でき、かつ、より安定化できる。
なお、実施の形態2においては、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230としては、予め用意されたもの(作製済みのもの)を用いてもよい。
このとき、積層部300は、積層対象である発電要素を移動させる移動機構(例えば、ローラー)、など、を備えてもよい。
このとき、積層部300は、例えば、予め用意された第1発電要素210を移動させて、予め用意された第2発電要素220の上に、第1発電要素210を積層してもよい。さらに、積層部300は、例えば、予め用意された第3発電要素230を移動させて、第1発電要素210と第2発電要素220との積層体の上に、第3発電要素230を積層してもよい。
もしくは、第1発電要素210と第2発電要素220と第3発電要素230とは、実施の形態2における製造装置および製造方法により、作製されてもよい。
このとき、積層部300は、集電体上に、正極活物質層と固体電解質層と負極活物質層とを形成する発電要素作製部を備えてもよい。発電要素作製部は、塗工剤である活物質または固体電解質を塗工する塗工機構を備えてもよい。発電要素作製部は、例えば、塗工剤を吐出する吐出機構(例えば、吐出口)、吐出機構に塗工剤を供給する供給機構(例えば、タンクおよび供給管)、塗工対象である集電体などを移動させる移動機構(例えば、ローラー)、など、を備えてもよい。
このとき、積層部300は、例えば、予め用意された第2発電要素220の上に、発電要素作製部により、第1発電要素210を形成してもよい。さらに、積層部300は、例えば、第1発電要素210と第2発電要素220との積層体の上に、発電要素作製部により、第3発電要素230を形成してもよい。
また、実施の形態2においては、接着層形成部400は、塗工剤である接着剤を塗工する塗工機構を備えてもよい。接着層形成部400は、例えば、塗工剤を吐出する吐出機構(例えば、吐出口)、吐出機構に塗工剤を供給する供給機構(例えば、タンクおよび供給管)、塗工対象である発電要素を移動させる移動機構(例えば、ローラー)、など、を備えてもよい。
また、実施の形態2においては、接着層の形成方法(接着剤の付与方法)には、スクリーン印刷、ダイ塗工、インクジェット、ディスペンサー、などの一般に公知の方法を、接着剤の材質に応じて、適宜、用いることができる。
また、実施の形態2においては、接着剤の付与時の形状は、平面状、線状、点状のいずれであってもよい。いずれの形状で接着剤を付与しても、例えば加圧圧迫などによって、接着剤は層状に広がり、接着層となる。
また、実施の形態2においては、プレス部500は、発電要素を加圧圧迫するプレス機構(例えば、プレス台およびシリンダ)、プレス対象である発電要素を移動させる移動機構(例えば、ローラー)、など、を備えてもよい。
以上の積層部300と接着層形成部400とプレス部500とに含まれうる各機構については、一般に公知の装置および部材が、適宜、用いられうる。
また、実施の形態2における電池製造装置2000は、図5に示されるように、制御部600をさらに備えてもよい。
制御部600は、積層部300と接着層形成部400とプレス部500との動作を制御する。
制御部600は、例えば、プロセッサとメモリとにより、構成されてもよい。当該プロセッサは、例えば、CPU(Central Processing Unit)またはMPU(Micro-Processing Unit)などであってもよい。このとき、当該プロセッサは、メモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで、本開示で示される制御方法(電池製造方法)を実行してもよい。
図22は、実施の形態2における電池製造装置2100の概略構成を示す図である。
実施の形態2における電池製造装置2100は、上述の実施の形態2における電池製造装置2000の構成に加えて、下記の構成をさらに備える。
すなわち、実施の形態2における電池製造装置2100は、間隔保持体形成部800を備える。
間隔保持体形成部800は、第1間隔保持体710を形成する。間隔保持体形成部800は、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、第1接着層110が配置されていない位置に、第1間隔保持体710を形成する。
図23は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
図23に示される電池製造方法は、図7に示される電池製造方法に加えて、第1間隔保持体形成工程S1104(=工程(g))をさらに包含する。
第1間隔保持体形成工程S1104は、間隔保持体形成部800により、第1発電要素210と第2発電要素220との間の間隔を保持する第1間隔保持体710を形成する工程である。
第1間隔保持体形成工程S1104において、間隔保持体形成部800により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間に、第1接着層110が配置されていない位置に、第1間隔保持体710が形成される。
以上の製造方法により、例えば、上述の図20に示される電池1400が、作製されうる。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時において、第1間隔保持体710により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の間隔を保持できる。このため、第1正極集電体211と第2負極集電体222とが、第1接着層110が配置されていない位置において、変形する(例えば、互いに近接する、または、互いに離れる)ことを抑制できる。例えば、第1接着層110の厚みが大きい場合であっても、第1間隔保持体710により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との変形を抑制できる。これにより、第1正極集電体211または第2負極集電体222が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を低減できる。
なお、実施の形態2における電池製造装置2100においては、間隔保持体形成部800は、第1接着層110の周囲を囲んで、第1間隔保持体710を形成してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法においては、第1間隔保持体形成工程S1104において、間隔保持体形成部800により、第1接着層110の周囲を囲んで、第1間隔保持体710が形成されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時において、第1接着層110の周囲を囲む第1間隔保持体710により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間の間隔を、より強固に、保持できる。これにより、第1正極集電体211または第2負極集電体222が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を、より低減できる。
なお、実施の形態2における電池製造方法においては、第1間隔保持体形成工程S1104は、第1接着層形成工程S1101と第1および第2発電要素積層工程S1102とプレス工程S1103とのいずれよりも後に、実行される工程であってもよい。もしくは、第1間隔保持体形成工程S1104は、第1接着層形成工程S1101と第1および第2発電要素積層工程S1102とプレス工程S1103とのうちのいずれか2つの工程の間に、実行される工程であってもよい。
図24は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
図24に示されるように、実施の形態2における電池製造方法においては、第1間隔保持体形成工程S1104は、第1接着層形成工程S1101の後に実行されてもよい。このとき、第1および第2発電要素積層工程S1102は、第1間隔保持体形成工程S1104の後に実行されてもよい。
このとき、第1および第2発電要素積層工程S1102において、第1間隔保持体710は、第1正極集電体211と第2負極集電体222とに接触してもよい。例えば、第1間隔保持体710の一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第1正極集電体211と密着(例えば、接合)してもよい。このとき、第1間隔保持体710のもう一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第2負極集電体222と密着(例えば、接合)してもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時における、第1接着層110の広がりを、第1間隔保持体710により、堰き止めることができる。これにより、第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部において、第1接着層110の厚みが過剰となることを、より抑制できる。このため、第1接着層110による第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部の変形を、より回避できる。
なお、間隔保持体形成部800は、第2間隔保持体720を形成してもよい。間隔保持体形成部800は、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に、第2接着層120が配置されていない位置に、第2間隔保持体720を形成してもよい。
図25は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
図25に示される電池製造方法は、図9に示される電池製造方法に加えて、第1間隔保持体形成工程S1104(=工程(g))と、第2間隔保持体形成工程S1204(=工程(h))と、をさらに包含する。
第2間隔保持体形成工程S1204は、間隔保持体形成部800により、第1発電要素210と第3発電要素230との間の間隔を保持する第2間隔保持体720を形成する工程である。
第2間隔保持体形成工程S1204において、間隔保持体形成部800により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間に、第2接着層120が配置されていない位置に、第2間隔保持体720が形成される。
以上の製造方法により、例えば、上述の図21に示される電池1500が、作製されうる。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時において、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の間隔を保持できる。このため、第1負極集電体212と第3正極集電体231とが、第2接着層120が配置されていない位置において、変形する(例えば、互いに近接する、または、互いに離れる)ことを抑制できる。例えば、第2接着層120の厚みが大きい場合であっても、第2間隔保持体720により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との変形を抑制できる。これにより、第1負極集電体212または第3正極集電体231が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を低減できる。
なお、実施の形態2における電池製造装置2100においては、間隔保持体形成部800は、第2接着層120の周囲を囲んで、第2間隔保持体720を形成してもよい。
言い換えれば、実施の形態2における電池製造方法においては、第2間隔保持体形成工程S1204において、間隔保持体形成部800により、第2接着層120の周囲を囲んで、第2間隔保持体720が形成されてもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時において、第2接着層120の周囲を囲む第2間隔保持体720により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間の間隔を、より強固に、保持できる。これにより、第1負極集電体212または第3正極集電体231が変形することに起因する、活物質または固体電解質の脱落などの発生を、より低減できる。
なお、実施の形態2における電池製造方法においては、第2間隔保持体形成工程S1204は、第1接着層形成工程S1101と第1および第2発電要素積層工程S1102と第2接着層形成工程S1201と第1および第3発電要素積層工程S1202とプレス工程S1203と第1間隔保持体形成工程S1104とのいずれよりも後に、実行される工程であってもよい。もしくは、第2間隔保持体形成工程S1204は、第1接着層形成工程S1101と第1および第2発電要素積層工程S1102と第2接着層形成工程S1201と第1および第3発電要素積層工程S1202とプレス工程S1203と第1間隔保持体形成工程S1104とのうちのいずれか2つの工程の間に、実行される工程であってもよい。
図26は、実施の形態2における電池製造方法の変形例を示すフローチャートである。
図26に示されるように、実施の形態2における電池製造方法においては、第2間隔保持体形成工程S1204は、第2接着層形成工程S1201の後に実行されてもよい。このとき、第1および第3発電要素積層工程S1202は、第2間隔保持体形成工程S1204の後に実行されてもよい。
このとき、第1および第3発電要素積層工程S1202において、第2間隔保持体720は、第1負極集電体212と第3正極集電体231とに接触してもよい。例えば、第2間隔保持体720の一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第1負極集電体212と密着(例えば、接合)してもよい。このとき、第2間隔保持体720のもう一方の主面(例えば、主面の一部または全面)は、第3正極集電体231と密着(例えば、接合)してもよい。
以上の製造装置または製造方法によれば、電池の製造時における、第2接着層120の広がりを、第2間隔保持体720により、堰き止めることができる。これにより、第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部において、第2接着層120の厚みが過剰となることを、より抑制できる。このため、第2接着層120による第1負極集電体212の端部および第3正極集電体231の端部の変形を、より回避できる。
なお、実施の形態2における電池製造装置2100においては、制御部600は、積層部300と接着層形成部400とプレス部500と間隔保持体形成部800との動作を制御する。
なお、実施の形態2においては、間隔保持体形成部800は、塗工剤である間隔保持体材料を塗工する塗工機構を備えてもよい。間隔保持体形成部800は、例えば、塗工剤を吐出する吐出機構(例えば、吐出口)、吐出機構に塗工剤を供給する供給機構(例えば、タンクおよび供給管)、塗工対象である発電要素を移動させる移動機構(例えば、ローラー)、など、を備えてもよい。
以下に、実施の形態2における電池製造方法の具体的な一例が、説明される。
図10は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。
図10のように、第1正極集電体211の上に、第1正極活物質層213を形成する。すなわち、第1正極活物質層213の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、第1正極集電体211上に塗工乾燥して、第1正極活物質層213を作製する。第1正極活物質層213の密度を高めるために、乾燥後にプレスしておいてもよい。このようにして作製される第1正極活物質層213の厚みは、例えば、5~300μmである。
図11は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。
図11のように、第1負極集電体212の上に、第1負極活物質層214を形成する。すなわち、第1負極活物質層214の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、第1負極集電体212上に塗工乾燥して、第1負極活物質層214を作製する。第1負極活物質層214の密度を高めるために、負極板をプレスしておいてもよい。このようにして作製される第1負極活物質層214の厚みは、例えば、5~300μmである。
図12は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。
図12に示すように、第1正極活物質層213の上に、第1固体電解質層215を形成する。すなわち、第1固体電解質層215の含有材料を溶媒と共に練り込んだペースト状の塗料を、第1正極活物質層213上に塗工乾燥して、第1固体電解質層215を作製する。
図13は、第1発電要素210の概略構成を示す断面図である。
図13に示すように、第1正極活物質層213の上に第1固体電解質層215が形成された図12に示される正極板と、図11に示される負極板とを、第1固体電解質層215を介して第1正極活物質層213と第1負極活物質層214が対向するように重ねて、第1発電要素210とする。
もしくは、第1発電要素210は、以下の構成であってもよい。
図14は、製造過程における第1発電要素210の構成部材の概略構成を示す断面図である。
図14に示すように、第1負極活物質層214の上に、第1固体電解質層215を形成する。
図15は、第1発電要素210の概略構成を示す断面図である。
図15に示すように、図10に示される正極板と、第1負極活物質層214の上に第1固体電解質層215が形成された図14に示される負極板とを、第1固体電解質層215を介して第1正極活物質層213と第1負極活物質層214が対向するように重ねて、第1発電要素210とする。
以上の図13または図15に示される第1発電要素210を、加圧圧迫する。加圧圧迫により、各層が緻密で互いに良好な接合状態とすることができる。ここで、接合の際には、第1正極活物質層213の形成面内位置が、対向する第1負極活物質層214の形成面内位置内から、はみ出さないようにしてもよい。
なお、以上の製造工程における、第1発電要素210の各層の形成順は、特に限定されない。また、第1発電要素210の各層の形成には、例えば、順次積層、貼り合わせ、転写、ならびに、これらの組合せ工法が、適用されうる。
以上の第1発電要素210の作製方法と同様の方法にて、第2発電要素220と第3発電要素230とが、作製される。
図16は、製造過程における各発電要素と各接着層の概略構成を示す断面図である。
まず、第1接着層形成工程S1101が実施される。すなわち、接着層形成部400により、第1正極集電体211と第2負極集電体222との間となる第2負極集電体222の上に、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方(すなわち、第1正極活物質層213の形成範囲)の範囲内に、第1接着層110が形成(塗布)される。
次に、第1および第2発電要素積層工程S1102が実施される。すなわち、積層部300により、第1正極集電体211と第2負極集電体222とを第1接着層110を介して対向した状態で、かつ、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224とが対向する範囲内において第1正極集電体211と第2負極集電体222とが互いに接触しない状態で、第2発電要素220の上(すなわち、第1接着層110の上)に第1発電要素210が積層される。
次に、第2接着層形成工程S1201が実施される。すなわち、接着層形成部400により、第1負極集電体212と第3正極集電体231との間となる第1負極集電体212の上に、第1負極活物質層214の形成範囲および第3正極活物質層233の形成範囲のうちの小さい方(すなわち、第3正極活物質層233の形成範囲)の範囲内に、第2接着層120が形成(塗布)される。
次に、第1および第3発電要素積層工程S1202が実施される。すなわち、積層部300により、第1負極集電体212と第3正極集電体231とを第2接着層120を介して対向した状態で、かつ、第1負極活物質層214と第3正極活物質層233とが対向する範囲内において第1負極集電体212と第3正極集電体231とが互いに接触しない状態で、第1発電要素210の上(すなわち、第2接着層120の上)に第3発電要素230が積層される。
次に、プレス工程S1203が実施される。すなわち、プレス部500により、第2発電要素220と第1接着層110と第1発電要素210と第2接着層120と第3発電要素230とからなる積層体が、プレスされる。なお、プレス方向(加圧方向)は、図16における矢印が示す方向である。
以上の製造方法により、例えば、上述の図3に示される電池1200が、作製されうる。
なお、第1接着層110と第2接着層120とは、より広い範囲に、形成(塗布)されてもよい。これにより、例えば、上述の図4に示される電池1300が、作製されうる。
以上のように、単電池要素の正極集電体と別の単電池要素の負極集電体との間に、導電性接着剤を付与して、加圧圧迫する。ここで、図16に示される例においては、各発電要素を構成する、正極集電体と正極活物質層と固体電解質層と負極活物質層と負極集電体との中で、正極活物質層の形成範囲は最も狭い。すなわち、正極活物質層の形成範囲は、他の全ての構成層の形成範囲の中に含まれる。この際、導電性接着剤の付与範囲は、加圧圧迫後に接着層が正極活物質層の形成範囲からはみ出さない程度に、かつ、なるべく広範囲とする。すなわち、図16に示されるように、加圧圧迫時に正極活物質層体の範囲内にしか広がらない程度に付与した導電性接着剤を用いて加圧圧迫により接合する。この場合には、接着剤の付与範囲の全面において、導電性接着剤は最も強く圧迫され、薄い接着剤層となる。このため、接着層において、厚みが過剰となる部分が形成されない。
また、加圧圧迫後の接着層が、正極活物質層の形成範囲の少なくとも50%以上(もしくは、80%以上)の領域に形成されるように、導電性接着剤を付与してもよい。これにより、単電池要素の主要部分のうち形成領域が最も狭い正極活物質層の形成領域において、隣接する単電池要素の正負極の集電体が単に接触している部分をなくすことができる。
図17は、比較例1における電池910の製造過程における各発電要素と接着層の概略構成を示す断面図である。
比較例1の電池910の製造方法においては、図17に示されるように、第2負極集電体222の上に、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のうちの小さい方(すなわち、第1正極活物質層213の形成範囲)の範囲よりも外側に、接着層191が形成(塗布)されている。
すなわち、比較例1の電池910の製造方法においては、接着層191は、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲のいずれよりも大きい範囲(例えば、第2負極集電体222の全面となる範囲)に、形成(塗布)される。
図17に示される接着剤の塗布状態において加圧圧迫を行う。なお、プレス方向(加圧方向)は、図17における矢印が示す方向である。すると、第1正極活物質層213の形成範囲においては、接着剤は最も強く圧迫され、薄い接着層191となる。しかし、第1正極活物質層213の形成範囲外に位置する接着層191の厚みは、第1正極活物質層213の形成範囲に位置する接着層191の厚みと比べて、厚くなる。すなわち、比較例1では、図18に示されるように、第1正極活物質層213の形成範囲および第2負極活物質層224の形成範囲よりも外側において、接着層191の厚みが過剰となる。このため、接着層191による第1正極集電体211の端部および第2負極集電体222の端部に、変形が生じる。
これに対して、実施の形態2における製造装置または製造方法によれば、上述したように、第1接着層110の厚みが過剰となることがない。このため、第1発電要素210と第2発電要素220との間の強固な接着と電気的接続とを実現しながら、正極集電体と負極集電体とが接触する可能性を低減できる。また、第1正極活物質層213と第2負極活物質層224と固体電解質層の劣化(例えば、割れの発生、など)を、防止できる。
全固体電池では電解液の代わりに固体電解質を用いる。このため、複数の電池を直列接続した構造を構成するのに有利である。例えば、集電体の表裏面に正極活物質層と負極活物質層を形成したものを固体電解質層を介して繰り返し積層したもの(バイポーラ構造)を直列接続したバイポーラ全固体電池を構成することができる。また、バイポーラ全固体電池は、正極集電体、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、負極集電体を積層した単電池を複数個準備して、正極集電体と負極集電体を電気的に接合することで形成することもできる。このような接着型のバイポーラ全固体電池を構成する際には接着構造が特に重要となる。このため、以上の実施の形態1または実施の形態2の接着構造によれば、例えば、大電流使用にも適し、かつ、信頼性に優れたバイポーラ全固体電池を実現することが可能となる。
本開示は、取り扱い容易性、信頼性、大電流特性などが要求される各種電子機器、電気器具装置、電気車輌などの電池として、好適に利用されうる。
110 第1接着層
120 第2接着層
210 第1発電要素
211 第1正極集電体
212 第1負極集電体
213 第1正極活物質層
214 第1負極活物質層
215 第1固体電解質層
220 第2発電要素
221 第2正極集電体
222 第2負極集電体
223 第2正極活物質層
224 第2負極活物質層
225 第2固体電解質層
230 第3発電要素
231 第3正極集電体
232 第3負極集電体
233 第3正極活物質層
234 第3負極活物質層
235 第3固体電解質層
300 積層部
400 接着層形成部
500 プレス部
600 制御部
710 第1間隔保持体
720 第2間隔保持体
800 間隔保持体形成部
1000 電池
1100 電池
1200 電池
1300 電池
1400 電池
1500 電池
2000 電池製造装置
2100 電池製造装置
910 電池
920 電池

Claims (25)

  1. 第1発電要素と、
    前記第1発電要素と積層される第2発電要素と、
    前記第1発電要素と前記第2発電要素とを接着する第1接着層と、
    を備え、
    前記第1発電要素は、第1正極集電体と、第1負極集電体と、第1正極活物質層と、第1負極活物質層と、第1固体電解質層と、を備え、
    前記第1正極活物質層と前記第1負極活物質層とは、前記第1固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第1正極活物質層は、前記第1正極集電体と接して、前記第1正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第1負極活物質層は、前記第1負極集電体と接して、前記第1負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第2発電要素は、第2正極集電体と、第2負極集電体と、第2正極活物質層と、第2負極活物質層と、第2固体電解質層と、を備え、
    前記第2正極活物質層と前記第2負極活物質層とは、前記第2固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第2正極活物質層は、前記第2正極集電体と接して、前記第2正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第2負極活物質層は、前記第2負極集電体と接して、前記第2負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とは、前記第1接着層を介して、対向し、
    前記第1接着層は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、配置され、
    前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とは、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲内において、互いに接触せず、
    前記第1発電要素と前記第2発電要素との間の間隔を保持する第1間隔保持体をさらに備え、
    前記第1間隔保持体は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1接着層が配置されていない位置に、配置される、
    電池。
  2. 前記第1接着層は、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、配置される、
    請求項1に記載の電池。
  3. 前記第1接着層は、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲の全範囲に、配置される、
    請求項1または2に記載の電池。
  4. 前記第1発電要素および前記第2発電要素が積層された方向に沿って見たときの平面視において、前記第1間隔保持体は、前記第1接着層から間隔を空けて、前記第1接着層を囲んで、配置される、
    請求項1から3のいずれかに記載の電池。
  5. 前記第1間隔保持体は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とに接触する、
    請求項1から4のいずれかに記載の電池。
  6. 前記第1発電要素と積層される第3発電要素と、
    前記第1発電要素と前記第3発電要素とを接着する第2接着層と、
    をさらに備え、
    前記第3発電要素は、第3正極集電体と、第3負極集電体と、第3正極活物質層と、第3負極活物質層と、第3固体電解質層と、を備え、
    前記第3正極活物質層と前記第3負極活物質層とは、前記第3固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第3正極活物質層は、前記第3正極集電体と接して、前記第3正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第3負極活物質層は、前記第3負極集電体と接して、前記第3負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第1負極集電体と前記第3正極集電体とは、前記第2接着層を介して、対向し、
    前記第2接着層は、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体との間に、前記第1負極活物質層の形成範囲および前記第3正極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、配置され、
    前記第1負極集電体と前記第3正極集電体とは、前記第1負極活物質層と前記第3正極活物質層とが対向する範囲内において、互いに接触しない、
    請求項1から5のいずれかに記載の電池。
  7. 前記第2接着層は、前記第1負極活物質層の形成範囲および前記第3正極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、配置される、
    請求項6に記載の電池。
  8. 前記第2接着層は、前記第1負極活物質層と前記第3正極活物質層とが対向する範囲の全範囲に、配置される、
    請求項6または7に記載の電池。
  9. 前記第1発電要素と前記第3発電要素との間の間隔を保持する第2間隔保持体をさらに備え、
    前記第2間隔保持体は、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体との間に、前記第2接着層が配置されていない位置に、配置される、
    請求項6から8のいずれかに記載の電池。
  10. 前記第1発電要素および前記第3発電要素が積層された方向に沿って見たときの平面視において、前記第2間隔保持体は、前記第2接着層から間隔を空けて、前記第2接着層を囲んで、配置される、
    請求項9に記載の電池。
  11. 前記第2間隔保持体は、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体とに接触する、
    請求項9または10に記載の電池。
  12. 電池製造装置を用いた電池製造方法であって、
    前記電池製造装置は、積層部と、接着層形成部と、を備え、
    前記接着層形成部により、第1発電要素と第2発電要素とを接着する第1接着層を形成する工程(a)と、
    前記積層部により、前記第1発電要素と前記第2発電要素とを積層する工程(b)と、を包含し、
    前記第1発電要素は、第1正極集電体と、第1負極集電体と、第1正極活物質層と、第1負極活物質層と、第1固体電解質層と、を備え、
    前記第1正極活物質層と前記第1負極活物質層とは、前記第1固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第1正極活物質層は、前記第1正極集電体と接して、前記第1正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第1負極活物質層は、前記第1負極集電体と接して、前記第1負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第2発電要素は、第2正極集電体と、第2負極集電体と、第2正極活物質層と、第2負極活物質層と、第2固体電解質層と、を備え、
    前記第2正極活物質層と前記第2負極活物質層とは、前記第2固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第2正極活物質層は、前記第2正極集電体と接して、前記第2正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第2負極活物質層は、前記第2負極集電体と接して、前記第2負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記工程(a)において、前記接着層形成部により、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、前記第1接着層が形成され、
    前記工程(b)において、前記積層部により、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とを前記第1接着層を介して対向した状態で、かつ、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲内において前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とが互いに接触しない状態で、前記第1発電要素と前記第2発電要素とが積層され、
    前記電池製造装置は、間隔保持体形成部をさらに備え、
    前記間隔保持体形成部により、前記第1発電要素と前記第2発電要素との間の間隔を保持する第1間隔保持体を形成する工程(g)をさらに包含し、
    前記工程(g)において、前記間隔保持体形成部により、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1接着層が配置されていない位置に、前記第1間隔保持体が形成される、
    電池製造方法。
  13. 前記工程(a)において、前記接着層形成部により、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、前記第1接着層が形成される、
    請求項12に記載の電池製造方法。
  14. 前記工程(a)において、前記接着層形成部により、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲の全範囲に、前記第1接着層が形成される、
    請求項12または13に記載の電池製造方法。
  15. 前記電池製造装置は、プレス部をさらに備え、
    前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に前記第1接着層が形成された後に、前記プレス部により、前記第1発電要素と前記第2発電要素とをプレスする工程(c)をさらに包含する、
    請求項12から14のいずれかに記載の電池製造方法。
  16. 前記工程(g)において、前記間隔保持体形成部により、前記第1正極活物質層、前記第1固体電解質層および前記第1負極活物質層が積層された方向に沿って見たときの平面視において、または、前記第2正極活物質層、前記第2固体電解質層および前記第2負極活物質層が積層された方向に沿って見たときの平面視において、前記第1接着層から間隔を空けて、前記第1接着層を囲んで、前記第1間隔保持体が形成される、
    請求項12から15のいずれかに記載の電池製造方法。
  17. 前記工程(b)は、前記工程(g)の後に実行され、
    前記工程(b)において、前記第1間隔保持体は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とに接触する、
    請求項12から16のいずれかに記載の電池製造方法。
  18. 前記接着層形成部により、前記第1発電要素と第3発電要素とを接着する第2接着層を形成する工程(d)と、
    前記積層部により、前記第1発電要素と前記第3発電要素とを積層する工程(e)と、をさらに包含し、
    前記第3発電要素は、第3正極集電体と、第3負極集電体と、第3正極活物質層と、第3負極活物質層と、第3固体電解質層と、を備え、
    前記第3正極活物質層と前記第3負極活物質層とは、前記第3固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第3正極活物質層は、前記第3正極集電体と接して、前記第3正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第3負極活物質層は、前記第3負極集電体と接して、前記第3負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記工程(d)において、前記接着層形成部により、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体との間に、前記第1負極活物質層の形成範囲および前記第3正極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、前記第2接着層が形成され、
    前記工程(e)において、前記積層部により、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体とを前記第2接着層を介して対向した状態で、かつ、前記第1負極活物質層と前記第3正極活物質層とが対向する範囲内において前記第1負極集電体と前記第3正極集電体とが互いに接触しない状態で、前記第1発電要素と前記第3発電要素とが積層される、
    請求項12から17のいずれかに記載の電池製造方法。
  19. 前記工程(d)において、前記接着層形成部により、前記第1負極活物質層の形成範囲および前記第3正極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲の50%以上の範囲に、前記第2接着層が形成される、
    請求項18に記載の電池製造方法。
  20. 前記工程(d)において、前記接着層形成部により、前記第1負極活物質層と前記第3正極活物質層とが対向する範囲の全範囲に、前記第2接着層が形成される、
    請求項18または19に記載の電池製造方法。
  21. 前記電池製造装置は、プレス部をさらに備え、
    前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に前記第1接着層が形成された後であり、かつ、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体との間に前記第2接着層が形成された後に、前記プレス部により、前記第1発電要素と前記第2発電要素と前記第3発電要素とをプレスする工程(f)をさらに包含する、
    請求項18から20のいずれかに記載の電池製造方法。
  22. 前記電池製造装置は、間隔保持体形成部をさらに備え、
    前記間隔保持体形成部により、前記第1発電要素と前記第3発電要素との間の間隔を保持する第2間隔保持体を形成する工程(h)をさらに包含し、
    前記工程(h)において、前記間隔保持体形成部により、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体との間に、前記第2接着層が配置されていない位置に、前記第2間隔保持体が形成される、
    請求項18から21のいずれかに記載の電池製造方法。
  23. 前記工程(h)において、前記間隔保持体形成部により、前記第1正極活物質層、前記第1固体電解質層および前記第1負極活物質層が積層された方向に沿って見たときの平面視において、または、前記第3正極活物質層、前記第3固体電解質層および前記第3負極活物質層が積層された方向に沿って見たときの平面視において、前記第2接着層から間隔を空けて、前記第2接着層を囲んで、前記第2間隔保持体が形成される、
    請求項22に記載の電池製造方法。
  24. 前記工程(e)は、前記工程(h)の後に実行され、
    前記工程(e)において、前記第2間隔保持体は、前記第1負極集電体と前記第3正極集電体とに接触する、
    請求項22または23に記載の電池製造方法。
  25. 第1発電要素と第2発電要素とを接着する第1接着層を形成する接着層形成部と、
    前記第1発電要素と前記第2発電要素とを積層する積層部と、
    前記第1発電要素と前記第2発電要素との間の間隔を保持する第1間隔保持体を形成する間隔保持体形成部と、
    を備え、
    前記第1発電要素は、第1正極集電体と、第1負極集電体と、第1正極活物質層と、第1負極活物質層と、第1固体電解質層と、を備え、
    前記第1正極活物質層と前記第1負極活物質層とは、前記第1固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第1正極活物質層は、前記第1正極集電体と接して、前記第1正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第1負極活物質層は、前記第1負極集電体と接して、前記第1負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第2発電要素は、第2正極集電体と、第2負極集電体と、第2正極活物質層と、第2負極活物質層と、第2固体電解質層と、を備え、
    前記第2正極活物質層と前記第2負極活物質層とは、前記第2固体電解質層を介して、互いに積層され、
    前記第2正極活物質層は、前記第2正極集電体と接して、前記第2正極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記第2負極活物質層は、前記第2負極集電体と接して、前記第2負極集電体よりも狭い範囲に、配置され、
    前記接着層形成部は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1正極活物質層の形成範囲および前記第2負極活物質層の形成範囲のうちの小さい方の範囲内に、前記第1接着層を形成し、
    前記積層部は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とを前記第1接着層を介して対向した状態で、かつ、前記第1正極活物質層と前記第2負極活物質層とが対向する範囲内において前記第1正極集電体と前記第2負極集電体とが互いに接触しない状態で、前記第1発電要素と前記第2発電要素とを積層し、
    前記間隔保持体形成部は、前記第1正極集電体と前記第2負極集電体との間に、前記第1接着層が配置されていない位置に、前記第1間隔保持体を形成する、
    電池製造装置。
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