KR20210098347A - 전고체 전지 - Google Patents

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KR20210098347A
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도요타지도샤가부시키가이샤
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Abstract

본 개시는, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지 가능한 전고체 전지를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.
본 개시에 있어서는, 직렬 접속된 복수의 셀을 구비하는 전고체 전지이며, 셀 A 및 셀 B를 구비하고, 상기 셀 A에 있어서의 제1 집전체 A와, 상기 셀 B에 있어서의 제2 집전체 B가, 대향하도록 배치되고, 상기 제1 집전체 A는 태브 A를 갖고, 상기 제2 집전체 B는 태브 B를 갖고, 상기 태브 A 및 상기 태브 B는, 고정부에 의해 고정되어 있는, 전고체 전지를 제공함으로써, 상기 과제를 해결한다.

Description

전고체 전지{ALL SOLID STATE BATTERY}
본 개시는, 전고체 전지에 관한 것이다.
전고체 전지는, 정극 활물질층 및 부극 활물질층 사이에 고체 전해질층을 갖는 전지이며, 가연성의 유기 용매를 포함하는 전해액을 갖는 액계 전지에 비해, 안전 장치의 간소화를 도모하기 쉽다고 하는 이점을 갖는다.
또한, 집전체의 한쪽 면측에 정극 활물질층을 배치하고, 다른 쪽 면측에 부극 활물질층을 배치한 바이폴라 전극을 갖는 전지(바이폴라형 전지)가 알려져 있다. 예를 들어 특허문헌 1에는, 전극 주변부의 일부에, 절연 처리가 되어 있지 않고 집전체가 노출되어 있는 부분이 있는 바이폴라형 전지가 개시되어 있다.
특허문헌 2에는, 바이폴라형 전지의 적층 방향에 있어서, 바이폴라 전극 및 정극 사이에 제1 고체 전해질층이 배치되고, 바이폴라형 전지의 적층 방향에 있어서, 바이폴라 전극 및 부극 사이에 제2 고체 전해질층이 배치되고, 바이폴라형 전지의 면내 방향에 있어서, 제1 고체 전해질층 및 제2 고체 전해질층은, 정극 및 부극보다 큰 바이폴라형 전지가 개시되어 있다.
특허문헌 3에는, 비이온 전도성이고, 또한 전자 전도성을 갖는 층이 적어도 부극측에 피복된 금속박을 집전체에 사용한 바이폴라형 전지가 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2004-253155호 공보 일본 특허 공개 제2017-195076호 공보 일본 특허 공개 제2011-181520호 공보
집전체의 한쪽 면측에 정극 활물질층을 배치하고, 다른 쪽 면측에 부극 활물질층을 배치한 바이폴라 전극을 채용한 경우, 제조 시에 있어서 각 층을 치밀화하기 위한 프레스를 행할 때의 조건에 따라서는, 부극 활물질층과 정극 활물질층의 신축성의 차이에 의해, 집전체에 변형이 발생하여, 부극 활물질층 또는 정극 활물질층에 균열이 발생하는 경우가 있다. 특히, 무기 고체 전해질을 사용한 전고체 전지에서는, 제조 시에 매우 높은 압력으로 프레스를 행할 필요가 있으므로, 균열의 발생이 현저해진다.
이에 비해, 부극 집전체, 부극 활물질층, 고체 전해질층, 정극 활물질층 및 정극 집전체를 이 순서로 갖는 셀을 복수 준비하고, 그 복수의 셀을 두께 방향을 따라 배치함으로써, 복수의 셀이 직렬 접속된 전고체 전지를 얻을 수 있다. 이 경우, 집전체의 한쪽 면측에만 활물질층이 배치된 셀을 사용하기 때문에, 바이폴라 전극에 비해, 프레스에 의한 활물질층의 균열이 발생하기 어렵다.
한편, 복수의 셀을 두께 방향을 따라 배치한 전고체 전지에서는, 프레스 시(복수의 셀을 두께 방향을 따라 배치한 후의 프레스 시)에, 각각의 셀이 면내 방향(두께 방향과 직교하는 방향)으로 이동하여, 위치 어긋남이 발생하기 쉽다. 셀의 위치 어긋남은, 단락의 원인이 될 수 있다. 본 개시는, 상기 실정에 비추어 이루어진 것이며, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지 가능한 전고체 전지를 제공하는 것을 주 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 개시에 있어서는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀을 구비하는 전고체 전지이며,
상기 전고체 전지는, 상기 셀로서, 셀 A 및 셀 B를 구비하고,
상기 셀 A는, 제1 집전체 A, 제1 활물질층 A, 고체 전해질층 A, 제2 활물질층 A 및 제2 집전체 A를, 이 순서로 갖고,
상기 셀 B는, 제1 집전체 B, 제1 활물질층 B, 고체 전해질층 B, 제2 활물질층 B 및 제2 집전체 B를, 이 순서로 갖고,
상기 셀 A에 있어서의 상기 제1 집전체 A와, 상기 셀 B에 있어서의 상기 제2 집전체 B가, 대향하도록 배치되고,
상기 제1 집전체 A는, 평면으로 보아, 상기 제1 활물질층 A와 중복되지 않는 위치에 태브 A를 갖고,
상기 제2 집전체 B는, 평면으로 보아, 상기 제2 활물질층 B와 중복되지 않는 위치에 태브 B를 갖고,
상기 태브 A 및 상기 태브 B는, 고정부에 의해 고정되어 있는, 전고체 전지를 제공한다.
본 개시에 의하면, 셀 A 및 셀 B에 있어서, 태브 A 및 태브 B가 고정부에 의해 고정되어 있다는 점에서, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지 가능한 전고체 전지로 할 수 있다.
상기 개시에 있어서는, 상기 태브 B의 상기 태브 A와는 반대의 면측에, 제1 절연부가 배치되고, 상기 제1 절연부의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 A의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다.
상기 개시에 있어서는, 상기 태브 B의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 A의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다.
상기 개시에 있어서, 상기 태브 A 및 상기 태브 B는, 상기 제1 절연부가 외측이 되도록 굴곡되어 있고, 상기 고정부는, 굴곡 중심보다 내측에 위치하고 있어도 된다.
상기 개시에 있어서는, 상기 고정부의 적어도 한쪽 면측에, 절연성 접착부가 배치되어 있어도 된다.
상기 개시에 있어서는, 상기 고정부가 용접부여도 된다.
또한, 본 개시에 있어서는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀 유닛을 구비하는 전고체 전지이며,
상기 전고체 전지는, 상기 셀 유닛으로서, 셀 유닛 A 및 셀 유닛 B를 구비하고,
상기 셀 유닛 A는,
제1 집전체 A와,
상기 제1 집전체 A의 제1 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 AX, 고체 전해질층 AX, 제2 활물질층 AX 및 제2 집전체 AX와,
상기 제1 집전체 A의 상기 제1 면과는 반대의 제2 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 AY, 고체 전해질층 AY, 제2 활물질층 AY 및 제2 집전체 AY를 갖고,
상기 셀 유닛 B는,
제1 집전체 B와,
상기 제1 집전체 B의 제1 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 BX, 고체 전해질층 BX, 제2 활물질층 BX 및 제2 집전체 BX와,
상기 제1 집전체 B의 상기 제1 면과는 반대의 제2 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 BY, 고체 전해질층 BY, 제2 활물질층 BY 및 제2 집전체 BY를 갖고,
상기 셀 유닛 A에 있어서의 제2 집전체 AY와, 상기 셀 유닛 B에 있어서의 상기 제2 집전체 BX가, 제2 절연부를 개재하게 하여 대향하도록 배치되고,
상기 제2 집전체 AX는, 평면으로 보아, 상기 제2 활물질층 AX와 중복되지 않는 위치에 태브 AX를 갖고,
상기 제2 집전체 AY는, 평면으로 보아, 상기 제2 활물질층 AY와 중복되지 않는 위치에 태브 AY를 갖고,
상기 제1 집전체 B는, 평면으로 보아, 상기 제1 활물질층 BX 및 제1 활물질층 BY와 중복되지 않는 위치에 태브 B를 갖고,
상기 태브 AX, 상기 태브 AY 및 상기 태브 B는, 고정부에 의해 고정되어 있는, 전고체 전지를 제공한다.
본 개시에 의하면, 셀 유닛 A 및 셀 유닛 B에 있어서, 태브 AX, 태브 AY 및 태브 B가 고정부에 의해 고정되어 있다는 점에서, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지 가능한 전고체 전지로 할 수 있다.
상기 개시에 있어서는, 상기 태브 AX의 상기 태브 AY와는 반대의 면측에, 제1 절연부가 배치되고, 상기 제1 절연부의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 B의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다.
상기 개시에 있어서는, 상기 태브 AX의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 B의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다.
상기 개시에 있어서, 상기 태브 AX, 상기 태브 AY 및 상기 태브 B는, 상기 제1 절연부가 외측이 되도록 굴곡되어 있고, 상기 고정부는, 굴곡 중심보다 내측에 위치하고 있어도 된다.
상기 개시에 있어서는, 상기 고정부의 적어도 한쪽 면측에, 절연성 접착부가 배치되어 있어도 된다.
상기 개시에 있어서는, 상기 고정부가 용접부여도 된다.
본 개시에 있어서의 전고체 전지는, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지할 수 있다고 하는 효과를 발휘한다.
도 1은 제1 실시 양태에 있어서의 셀을 예시하는 개략 단면도이다.
도 2는 제1 실시 양태에 있어서의 태브를 예시하는 개략 평면도이다.
도 3은 제1 실시 양태의 전고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다.
도 4는 제1 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 모식도이다.
도 5는 제1 실시 양태의 전고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다.
도 6은 제1 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 모식도이다.
도 7은 제1 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 개략 단면도이다.
도 8은 제1 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 개략 단면도이다.
도 9는 제2 실시 양태에 있어서의 셀 유닛을 예시하는 개략 단면도이다.
도 10은 제2 실시 양태의 전고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다.
도 11은 제2 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 모식도이다.
도 12는 제2 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 개략 단면도이다.
도 13은 제2 실시 양태에 있어서의 태브 구조부를 예시하는 개략 단면도이다.
이하, 본 개시에 있어서의 전고체 전지에 대해 상세하게 설명한다. 본원 명세서에 있어서, 하나의 부재의 「면측」에 다른 부재를 배치한다고 표현하는 경우, 기술적으로 모순이 없는 범위에 있어서, 하나의 부재의 면에 직접, 다른 부재를 배치하는 경우, 하나의 부재의 면에, 별도의 부재를 통해 다른 부재를 배치하는 경우, 및 하나의 부재의 면으로부터 소정의 공간을 마련하고 다른 부재를 배치하는 경우 모두 포함될 수 있다. 또한, 이하에 나타내는 각 도면은, 이해를 용이하게 하기 위해, 각 부의 크기, 형상을 적절하게 과장하고 있다. 또한, 각 도면에 있어서, 해칭 또는 부호를 적절하게 생략하고 있다.
본 개시에 있어서의 전고체 전지는, 셀을 사용한 양태(제1 실시 양태)와, 셀 유닛을 사용한 양태(제2 실시 양태)로 크게 구별할 수 있다.
A. 제1 실시 양태
도 1은, 제1 실시 양태에 있어서의 셀을 예시하는 개략 단면도이다. 도 1에 도시하는 셀(10)은, 제1 집전체(1), 제1 활물질층(2), 고체 전해질층(3), 제2 활물질층(4) 및 제2 집전체(5)를, 이 순서로 갖는다. 제1 집전체(1)는, 평면으로 보아, 제1 활물질층(2)과 중복되지 않는 위치에 태브 1T를 갖고, 제2 집전체(5)는, 평면으로 보아, 제2 활물질층(4)과 중복되지 않는 위치에 태브 5T를 갖는다. 또한, 태브 5T의 한쪽 면측에, 제1 절연부(6)가 배치되어 있다. 도 2는, 제1 실시 양태에 있어서의 태브를 예시하는 개략 평면도이며, 도 2에 도시하는 제2 집전체(5)는, 직사각형의 태브 5T를 갖는다.
도 3은, 제1 실시 양태의 전고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다. 도 3에 도시하는 전고체 전지(100)는, 셀 A, 셀 B 및 셀 C를 구비한다. 셀 A에 있어서의 제1 집전체(1)(제1 집전체 A)와, 셀 B에 있어서의 제2 집전체(5)(제2 집전체 B)는, 대향하도록 배치되고, 전기적으로 접속되어 있다. 마찬가지로, 셀 B에 있어서의 제1 집전체(1)(제1 집전체 B)와, 셀 C에 있어서의 제2 집전체(5)(제2 집전체 C)는, 대향하도록 배치되고, 전기적으로 접속되어 있다. 이와 같이, 셀 A 내지 C는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속되어 있다.
도 3에 있어서, 셀 A에 있어서의 태브 1T(태브 A)와, 셀 B에 있어서의 태브 5T(태브 B)의 위치는, 고정부(7)에 의해 고정되어 있다. 마찬가지로, 셀 B에 있어서의 태브 1T(태브 B)와, 셀 C에 있어서의 태브 5T(태브 C)의 위치는, 고정부(7)에 의해 고정되어 있다.
제1 실시 양태에 의하면, 셀 A 및 셀 B에 있어서, 태브 A 및 태브 B가 고정부에 의해 고정되어 있다는 점에서, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지 가능한 전고체 전지로 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 집전체의 한쪽 면측에 정극 활물질층을 배치하고, 다른 쪽의 면측에 부극 활물질층을 배치한 바이폴라 전극을 채용한 경우, 프레스 조건에 따라서는, 부극 활물질층과 정극 활물질층의 신축성의 차이에 의해, 집전체에 변형이 발생하여, 부극 활물질층 또는 정극 활물질층에 균열이 발생하는 경우가 있다. 이에 비해, 제1 실시 양태에 있어서의 셀은, 집전체의 한쪽 면측에만 활물질층이 배치되어 있으므로, 바이폴라 전극에 비해, 프레스에 의한 활물질층의 균열이 발생하기 어렵다.
또한, 복수의 셀을 두께 방향을 따라 배치한 전고체 전지에서는, 프레스 시(복수의 셀을 두께 방향을 따라 배치한 후의 프레스 시)에, 각각의 셀이 면내 방향(두께 방향과 직교하는 방향)으로 이동하여, 위치 어긋남이 발생하기 쉽다. 셀의 위치 어긋남은, 단락의 원인이 될 수 있다. 특히, 무기 고체 전해질을 사용한 전고체 전지에서는, 양호한 이온 전도 경로를 형성하기 위해, 매우 높은 압력으로 프레스가 행해져, 위치 어긋남에 기인하는 단락이 발생하기 쉬운 것이 상정된다. 매우 높은 압력으로 프레스를 행할 필요가 있는 것, 및 그것에 수반하여 위치 어긋남에 기인하는 단락이 발생하기 쉬운 것은, 전고체 전지에 특유의 과제라고 할 수 있다.
이에 비해, 제1 실시 양태에 있어서는, 태브 A 및 태브 B가 고정부에 의해 고정되어 있다. 그 때문에, 매우 높은 압력으로 프레스를 행한 경우라도, 위치 어긋남을 방지할 수 있다. 그 결과, 단락의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 종래의 바이폴라 전극에서는, 집전체가 정극 집전체 및 부극 집전체를 겸하고 있어, 집전체에 집전 태브를 마련할 필요는 없다. 그 때문에, 셀 사이를 집전 태브로 고정한다고 하는 착상 자체도 발생하지 않는다.
1. 전고체 전지의 구성
제1 실시 양태의 전고체 전지는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀을 구비한다. 또한, 전고체 전지는, 상기 셀로서, 셀 A 및 셀 B를 적어도 구비한다.
셀 A에 있어서의 태브 A와, 셀 B에 있어서의 태브 B는, 평면으로 보아, 적어도 일부가 중복되어 있고, 고정부에 의해 고정되어 있다. 고정부는, 태브 A 및 태브 B의 상대 위치를 고정할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 용접부인 것이 바람직하다. 용접부는, 공지의 용접 방법에 의해 형성할 수 있다. 또한, 고정부는, 접착부여도 된다. 접착부는 도전성을 갖고 있어도 되고, 도전성을 갖고 있지 않아도 된다. 접착부는, 공지의 접착제를 사용함으로써 형성할 수 있다. 고정부는, 평면으로 보아, 태브 A 및 태브 B가 중복되는 영역의 일부에 형성되어 있어도 되고, 전부에 형성되어 있어도 된다.
또한, 태브 B의 태브 A와는 반대의 면측, 및 태브 A의 태브 B와는 반대의 면측 중 적어도 한쪽에, 제1 절연부가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 단락의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
여기서, 고정부에 의해 고정된 2개의 태브를 태브 구조부라고 칭한다. 예를 들어 도 3에는, 태브 A(셀 A에 있어서의 태브 1T) 및 태브 B(셀 B에 있어서의 태브 5T)가 고정부(7)에 의해 고정된 태브 구조부 P와, 태브 B(셀 B에 있어서의 태브 1T) 및 태브 C(셀 C에 있어서의 태브 5T)가 고정부(7)에 의해 고정된 태브 구조부 Q가 존재한다. 태브 구조부 P 및 태브 구조부 Q가 전기적으로 접속되면, 단락이 발생한다. 도 3에서는, 태브 구조부 P에 있어서, 태브 B(셀 B에 있어서의 태브 5T)의 태브 A(셀 A에 있어서의 태브 1T)와는 반대의 면측에, 제1 절연부(6)가 배치되어 있으므로, 태브 구조부 P가 태브 구조부 Q에 접촉한 경우라도, 양자를 절연할 수 있어, 단락의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 고정부(7)가, 제1 절연부(6)의 일부에도 형성되고, 또한 도전성을 갖는 경우, 후술하는 바와 같이, 굴곡 구조를 형성하여 고정부(7)를 내측에 수납하거나, 절연성 접착부로 고정부(7)의 노출면을 커버하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3에 있어서는, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5, 및 제1 절연부(6)의 단부 t6의 위치가 일치하고 있다. 태브 구조부의 단부는 단락 발생의 원인이 되기 쉽기 때문에, 도 4의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(6)의 단부 t6이, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1보다 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)에 있어서의 화살표 방향으로부터 관찰한 개략 평면도이며, 제1 절연부(6)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 A(태브 1T)의 외연보다 외측에 위치하고 있다. 도 4의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(6)의 단부 t6과, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1의 거리를 L1로 한 경우, L1은, 예를 들어 0.1㎜ 이상이고, 5㎜ 이상이어도 된다. 한편, L1은, 예를 들어 2㎝ 이하이다.
또한, 도 4의 (a)에 있어서, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5, 및 제1 절연부(6)의 단부 t6의 위치가 일치하고 있다. 이에 비해, 도 4의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(6)의 단부 t6이, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5보다 돌출되어 있어도 된다. 즉, 제1 절연부(6)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 B(태브 5T)의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다. 한편, 도 4의 (d)에 도시하는 바와 같이, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1이, 제1 절연부(6)의 단부 t6보다 돌출되어 있는 경우, 형상에 따라서는, 태브 구조부 P에 있어서의 단부 t1과, 태브 구조부 Q에 있어서의 단부 t1이 접촉하여, 단락이 발생할 가능성이 있다.
도 3 및 도 4에서는, 태브 B의 태브 A와는 반대의 면측에 제1 절연부가 배치되어 있는 경우를 예시하였지만, 도 5 및 도 6에 도시하는 바와 같이, 태브 A의 태브 B와는 반대의 면측에, 제1 절연부가 배치되어 있어도 된다.
도 5에서는, 태브 구조부 P에 있어서, 태브 A(셀 A에 있어서의 태브 1T)의 태브 B(셀 B에 있어서의 태브 5T)와는 반대의 면측에, 제1 절연부(6)가 배치되어 있으므로, 태브 구조부 P가, 셀 A에 있어서의 제2 집전체 A(제2 집전체(5))에 접촉한 경우라도, 양자를 절연할 수 있어, 단락의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 고정부(7)가 제1 절연부(6)의 일부에도 형성되고, 또한 도전성을 갖는 경우, 후술하는 바와 같이, 굴곡 구조를 형성하여 고정부(7)를 내측에 수납하거나, 절연성 접착부로 고정부(7)의 노출면을 커버하는 것이 바람직하다.
또한, 도 5에 있어서는, 제1 절연부(6)의 단부 t6, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1, 및 태브 B(태브 5T)의 단부 t5의 위치가 일치하고 있다. 태브 구조부의 단부는 단락 발생의 원인이 되기 쉽기 때문에, 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(6)의 단부 t6이, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5보다 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 도 6의 (b)는, 도 6의 (a)에 있어서의 화살표 방향으로부터 관찰한 개략 평면도(편의상, 셀 A에 있어서의 제2 집전체(5)의 기재는 생략함)이며, 제1 절연부(6)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 B(태브 5T)의 외연보다 외측에 위치하고 있다. 도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(6)의 단부 t6과, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5의 거리를 L2로 한 경우, L2의 바람직한 범위는, 상술한 L1의 바람직한 범위와 마찬가지이다.
또한, 도 6의 (a)에 있어서, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1, 및 제1 절연부(6)의 단부 t6의 위치가 일치하고 있다. 이에 비해, 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(6)의 단부 t6이, 태브 A(태브 1T)의 단부 t1보다 돌출되어 있어도 된다. 즉, 제1 절연부(6)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 A(태브 1T)의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다. 한편, 도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5가, 제1 절연부(6)의 단부 t6보다 돌출되어 있는 경우, 형상에 따라서는, 태브 B(태브 5T)의 단부 t5와, 셀 A에 있어서의 제2 집전체 A(제2 집전체(5))가 접촉하여, 단락이 발생할 가능성이 있다.
제1 절연부의 재료의 일례로서는, 수지를 들 수 있다. 수지로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리이미드를 들 수 있다. 제1 절연부의 재료의 다른 예로서는, 금속 산화물을 들 수 있다. 예를 들어, 집전체의 표면을 산화함으로써 금속 산화물의 피막을 형성하여, 제1 절연부로서 사용할 수 있다. 태브의 면적을 S1로 하고, 평면으로 보아, 태브와 중복되는 제1 절연부의 면적을 S2로 한 경우, S1에 대한 S2의 값은, 예를 들어 70％ 이상이고, 90％ 이상이어도 되고, 100％여도 된다.
또한, 도 7의 (a)에서는, 도 3과 마찬가지로, 태브 구조부 P 및 태브 구조부 Q를 도시하고 있다. 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 태브 구조부 P에 있어서의 태브 A(태브 1T) 및 태브 B(태브 5T)는, 제1 절연부(6)가 외측이 되도록 굴곡되어 있어도 된다. 또한, 고정부(7)는, 굴곡 중심 C보다 내측에 위치하고 있어도 된다. 이러한 굴곡 구조를 형성함으로써, 고정부(7)에 의한 단락의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 「내측」이란, 면내 방향에 있어서, 셀의 발전 요소(제1 활물질층, 고체 전해질층, 제2 활물질층)가 존재하는 방향을 말하며, 도 7의 (b)에서는, 지면 우측이 해당된다. 또한, 「내측」을 「발전 요소측」이라고 칭해도 된다. 또한, 도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 태브 구조부 P에 있어서의 태브 A(태브 1T) 및 태브 B(태브 5T)는, 태브 A(태브 1T)끼리가 대향하도록, 굴곡되어 있는 것이 바람직하다. 굴곡 구조를 형성하는 경우, 유연성의 관점에서는, 제1 절연부의 재료가, 폴리올레핀 또는 폴리우레탄인 것이 바람직하다. 특히, 제1 절연부는, 단층 구조를 갖고 있어도 되고, 복층 구조를 갖고 있어도 된다. 단층 구조의 제1 절연부의 구체예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 함유하는 제1 절연부를 들 수 있다. 복층 구조의 제1 절연부의 구체예로서는, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀을 함유하는 층과, PET 등의 폴리에스테르를 함유하는 층을 갖는 제1 절연부를 들 수 있다. 한편, 내열성의 관점에서는, 제1 절연부의 재료가, 폴리이미드 또는 폴리에스테르인 것이 바람직하다.
또한, 도 8의 (a)에 도시하는 바와 같이, 고정부(7)의 적어도 한쪽 면측에, 절연성 접착부(8)가 배치되어 있어도 된다. 고정부(7)를 커버함으로써, 고정부(7)에 의한 단락의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 도 8의 (b)에 도시하는 바와 같이, 태브 A(태브 1T) 및 태브 B(태브 5T)는, 제1 절연부(6)가 외측이 되도록 굴곡되어 있어도 된다. 또한, 고정부(7)는, 굴곡 중심 C보다 내측에 위치하고, 고정부(7)의 노출면측에, 절연성 접착부(8)가 배치되어 있어도 된다. 절연성 접착부(8)를 배치함으로써, 예를 들어 진동에 의해 굴곡 구조가 붕괴되는 것을 방지할 수 있다. 이 경우, 고정부(7)는 굴곡 중심 C보다 내측에 위치하므로, 절연성 접착부(8)의 절연성은 높을 필요는 없고, 절연성 접착부(8) 대신에 임의의 접착부를 사용해도 된다. 또한, 특별히 도시하지 않지만, 제1 절연부가 외측이 되도록 굴곡된 상태의 복수의 태브 구조부는, 서로 열융착에 의해 고정화되어 있어도 되고, 자외선 경화성 수지 등의 수지에 의한 매몰에 의해 고정화되어 있어도 된다.
제1 실시 양태의 전고체 전지는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀을 구비한다. 셀 수는, 적어도 2 이상이며, 3 이상이어도 되고, 10 이상이어도 되고, 20 이상이어도 된다. 한편, 셀 수는, 예를 들어 1000 이하이며, 500 이하여도 된다. 셀 수가 3 이상인 경우, 대향하는 2개의 셀이, 상술한 셀 A 및 셀 B의 관계와 마찬가지의 관계를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 전고체 전지는, 통상, 복수의 셀을 수납하는 외장체를 구비한다. 외장체는, 가요성을 갖고 있어도 되고, 갖고 있지 않아도 된다. 전자의 일례로서는, 알루미늄 적층 필름을 들 수 있다. 후자의 일례로서는, 셀 케이스를 들 수 있다. 또한, 전고체 전지는, 일차 전지여도 되고, 이차 전지여도 되지만, 후자가 바람직하다. 반복하여 충방전할 수 있어, 예를 들어 차량 탑재용 전지로서 유용하기 때문이다.
2. 셀의 구성
제1 실시 양태의 전고체 전지는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀을 구비한다.
셀은, 제1 집전체, 제1 활물질층, 고체 전해질층, 제2 활물질층 및 제2 집전체를, 두께 방향을 따라, 이 순서로 갖는다. 셀의 종류는 특별히 한정되지 않지만, 리튬 이온 전지인 것이 바람직하다.
제1 집전체는, 부극 집전체여도 되고, 정극 집전체여도 된다. 전자의 경우, 제2 집전체는 정극 집전체가 되고, 후자의 경우, 제2 집전체는 부극 집전체가 된다. 정극 집전체의 재료로서는, 예를 들어 알루미늄, SUS, 니켈, 카본을 들 수 있다. 부극 집전체의 재료로서는, 예를 들어 구리, SUS, 니켈, 카본을 들 수 있다. 집전체의 형상으로서는, 예를 들어 박상을 들 수 있다.
제1 집전체는, 제1 활물질층과 중복되지 않는 위치에 태브를 갖는다. 여기서, 제1 집전체가, 평면으로 보아, 제1 활물질층과 중복되는 부분을 중복부로 한 경우에, 태브의 재료는, 중복부의 재료와 동일한 것이 바람직하다. 또한, 중복부로부터 태브까지 연속적으로 제1 집전체가 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이들 점에 대해서는, 제2 집전체에 대해서도 마찬가지이다.
제1 활물질층은, 부극 활물질층이어도 되고, 정극 활물질층이어도 된다. 전자의 경우, 제2 활물질층은 정극 활물질층이 되고, 후자의 경우, 제2 집전체는 부극 활물질층이 된다. 또한, 부극 활물질층의 전극 면적은, 정극 활물질층의 전극 면적보다 큰 것이 바람직하다. 보다 안전성이 높은 전고체 전지가 얻어지기 때문이다. 활물질층은, 활물질을 적어도 함유하고, 고체 전해질, 도전재 및 바인더 중 적어도 하나를 함유하고 있어도 된다.
정극 활물질로서는, 예를 들어 산화물 활물질을 들 수 있다. 산화물 활물질로서는, 예를 들어 LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, LiVO2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 등의 암염 층상형 활물질, LiMn2O4, Li(Ni0.5Mn1.5)O4, Li4Ti5O12 등의 스피넬형 활물질, LiFePO4, LiMnPO4, LiNiPO4, LiCoPO4 등의 올리빈형 활물질을 들 수 있다. 정극 활물질의 형상으로서는, 예를 들어 입자상을 들 수 있다.
부극 활물질로서는, 예를 들어 금속 활물질, 카본 활물질 및 산화물 활물질을 들 수 있다. 금속 활물질로서는, 예를 들어 Li, In, Al, Si, Sn, 및 이들 중 적어도 1종을 포함하는 합금을 들 수 있다. 카본 활물질로서는, 예를 들어 그래파이트, 하드 카본, 소프트 카본을 들 수 있다. 산화물 활물질로서는, 예를 들어 Li4Ti5O12, SiO, Nb2O5를 들 수 있다. 부극 활물질의 형상으로서는, 예를 들어 입자상을 들 수 있다.
고체 전해질로서는, 예를 들어 황화물 고체 전해질, 산화물 고체 전해질, 질화물 고체 전해질, 할로겐화물 고체 전해질 등의 무기 고체 전해질을 들 수 있다. 황화물 고체 전해질은, 예를 들어 Li 원소, X 원소(X는, P, As, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In 중 적어도 1종임), 및 S 원소를 함유하는 것이 바람직하다. 또한, 황화물 고체 전해질은, O 원소 및 할로겐 원소 중 적어도 한쪽을 더 함유하고 있어도 된다. 고체 전해질의 형상으로서는, 예를 들어 입자상을 들 수 있다. 또한, 도전재로서는, 예를 들어 탄소 재료를 들 수 있다. 또한, 바인더로서는, 예를 들어 고무계 바인더, 불화물계 바인더를 들 수 있다.
고체 전해질층은, 고체 전해질을 적어도 함유하고, 필요에 따라서 바인더를 함유하고 있어도 된다. 고체 전해질 및 바인더에 대해서는, 상술한 바와 같다.
B. 제2 실시 양태
도 9는, 제2 실시 양태에 있어서의 셀 유닛을 예시하는 개략 단면도이다. 도 9에 도시하는 셀 유닛(20)은, 제1 집전체(11)와, 제1 집전체(11)의 제1 면 11X측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 12X, 고체 전해질층 13X, 제2 활물질층 14X 및 제2 집전체 15X와, 제1 집전체(11)의 제1 면 11X와는 반대의 제2 면 11Y측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 12Y, 고체 전해질층 13Y, 제2 활물질층 14Y 및 제2 집전체 15Y를 갖는다. 제2 집전체 15X는, 평면으로 보아, 제2 활물질층 14X와 중복되지 않는 위치에 태브 15TX를 갖는다. 제2 집전체 15Y는, 평면으로 보아, 제2 활물질층 14Y와 중복되지 않는 위치에 태브 15TY를 갖는다. 제1 집전체(11)는, 평면으로 보아, 제1 활물질층 12X 및 제1 활물질층 12Y와 중복되지 않는 위치에 태브 11T를 갖는다. 또한, 태브 15TX의 한쪽 면측에, 제1 절연부(16a)가 배치되어 있다.
도 10은, 제2 실시 양태의 전고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다. 도 10에 도시하는 전고체 전지(100)는, 셀 유닛 Z 및 셀 유닛 A 내지 C를 구비한다. 셀 유닛 A에 있어서의 제2 집전체 15Y(제2 집전체 AY)와, 셀 유닛 B에 있어서의 제2 집전체 15X(제2 집전체 BX)는, 제2 절연부(16b)를 개재하게 하여 대향하도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 셀 유닛 Z 및 셀 유닛 A 사이, 셀 유닛 B 및 셀 유닛 C 사이에도, 각각, 제2 절연부(16b)가 배치되어 있다.
도 10에 있어서, 셀 유닛 A에 있어서의 태브 15TX(태브 AX), 셀 유닛 A에 있어서의 태브 15TY(태브 AY), 및 셀 유닛 B에 있어서의 태브 11T(태브 B)의 위치는, 고정부(17)에 의해 고정되어 있다. 마찬가지로, 셀 유닛 Z에 있어서의 태브 15TX(태브 ZX), 셀 유닛 Z에 있어서의 태브 15TY(태브 ZY), 및 셀 유닛 A에 있어서의 태브 11T(태브 A)의 위치는, 고정부(17)에 의해 고정되어 있다. 마찬가지로, 셀 유닛 B에 있어서의 태브 15TX(태브 BX), 셀 유닛 B에 있어서의 태브 15TY(태브 BY), 및 셀 유닛 C에 있어서의 태브 11T(태브 C)의 위치는, 고정부(17)에 의해 고정되어 있다. 이와 같이, 셀 유닛 Z 및 셀 유닛 A 내지 C는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속되어 있다.
제2 실시 양태에 의하면, 셀 유닛 A 및 셀 유닛 B에 있어서, 태브 AX, 태브 AY 및 태브 B가 고정부에 의해 고정되어 있다는 점에서, 두께 방향을 따라 배치된 복수의 셀의 위치 어긋남을 방지 가능한 전고체 전지로 할 수 있다.
상술한 바와 같이, 집전체의 한쪽 면측에 정극 활물질층을 배치하고, 다른 쪽 면측에 부극 활물질층을 배치한 바이폴라 전극을 채용한 경우, 프레스 조건에 따라서는, 부극 활물질층과 정극 활물질층의 신축성의 차이에 의해, 집전체에 변형이 발생하여, 부극 활물질층 또는 정극 활물질층에 균열이 발생하는 경우가 있다. 이에 비해, 제2 실시 양태에 있어서의 셀 유닛에서는, 제1 집전체의 양면에, 동극의 제1 활물질층 X 및 제1 활물질층 Y가 배치된다는 점에서, 활물질층의 신축성의 차이에 의해 발생하는 변형의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시 양태에 있어서의 셀 유닛에서는, 제1 집전체의 양면에, 2개의 셀이 형성되어 있다는 점에서(제1 집전체가 2개의 셀의 집전체를 겸하고 있다는 점에서), 예를 들어 제1 실시 양태에 있어서의 셀을 2개 사용한 경우에 비해, 에너지 밀도를 높게 할 수 있다.
1. 전고체 전지의 구성
제2 실시 양태의 전고체 전지는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀 유닛을 구비한다. 또한, 전고체 전지는, 상기 셀 유닛으로서, 셀 유닛 A 및 셀 유닛 B를 적어도 구비한다.
셀 유닛 A에 있어서의 태브 AX, 셀 유닛 A에 있어서의 태브 AY, 및 셀 유닛 B에 있어서의 태브 B는, 평면으로 보아, 각각 적어도 일부가 중복되어 있고, 고정부에 의해 고정되어 있다. 고정부는, 태브 AX, 태브 AY 및 태브 B의 상대 위치를 고정할 수 있으면 특별히 한정되지 않지만, 상술한 용접부 또는 접착부인 것이 바람직하다. 고정부는, 평면으로 보아, 태브 AX, 태브 AY 및 태브 B가 중복되는 영역의 일부에 형성되어 있어도 되고, 전부에 형성되어 있어도 된다.
또한, 태브 AX의 태브 AY와는 반대의 면측에, 제1 절연부가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 단락의 발생을 억제할 수 있기 때문이다.
여기서, 고정부에 의해 고정된 3개의 태브를 태브 구조부라고 칭한다. 예를 들어 도 10에는, 태브 AX(셀 유닛 A에 있어서의 태브 15TX), 태브 AY(셀 유닛 A에 있어서의 태브 15TY) 및 태브 B(셀 유닛 B에 있어서의 태브 11T)가 고정부(17)에 의해 고정된 태브 구조부 R이 존재한다. 도 10에서는, 태브 구조부 R에 있어서, 태브 AX의 태브 AY와는 반대의 면측에, 제1 절연부(16a)가 배치되어 있으므로, 태브 구조부 R이, 셀 유닛 Z에 있어서의 제1 집전체 Z(제1 집전체(11))에 접촉한 경우라도, 양자를 절연할 수 있어, 단락의 발생을 억제할 수 있다. 또한, 도 10에 도시하는 바와 같이, 고정부(17)가, 제1 절연부(16a)의 일부에도 형성되고, 또한 도전성을 갖는 경우, 후술하는 바와 같이, 굴곡 구조를 형성하여 고정부(17)를 내측에 수납하거나, 절연성 접착부로 고정부(17)의 노출면을 커버하는 것이 바람직하다.
또한, 도 10에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(16a)와, 제2 절연부(16b)는, 제2 집전체(15X)의 제2 활물질층(14X)과는 반대의 면측에 있어서, 연속적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 도 10에 있어서는, 제2 집전체(15X)의 제2 활물질층(14X)과는 반대의 면측에, 절연층(16)이 배치되어 있고, 그 일부를, 제1 절연부(16a) 또는 제2 절연부(16b)로서 사용하고 있다. 예를 들어, 집전체의 한쪽 면측에 절연층이 배치된 적층체를 사용하여 셀 유닛을 제작함으로써, 제1 절연부(16a) 및 제2 절연부(16b)가 연속적으로 형성된 셀 유닛을 얻을 수 있다. 상기 적층체에 있어서, 절연층은, 평면으로 보아, 집전체의 전체면을 피복하고 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 10에 있어서는, 제1 절연부(16a)의 단부 t16a, 태브 AX(태브 15TX)의 단부 t15x, 태브 AY(태브 15TY)의 단부 t15y, 및 태브 B(태브 11T)의 단부 t11의 위치가 일치하고 있다. 태브 구조부의 단부는 단락 발생의 원인이 되기 쉽기 때문에, 도 11의 (a)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(16a)의 단부 t16a가, 태브 B(태브 11T)의 단부 t11보다 돌출되어 있는 것이 바람직하다. 도 11의 (b)는, 도 11의 (a)에 있어서의 화살표 방향으로부터 관찰한 개략 평면도(편의상, 셀 유닛 Z에 있어서의 제1 집전체(11)의 기재는 생략함)이며, 제1 절연부(16a)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 B(태브 11T)의 외연보다 외측에 위치하고 있다. 도 11의 (b)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(16a)의 단부 t16a와, 태브 B(태브 11T)의 단부 t11의 거리를 L3으로 한 경우, L3의 바람직한 범위는, 상술한 L1의 바람직한 범위와 마찬가지이다.
또한, 도 11의 (a)에 있어서, 태브 AX(태브 15TX)의 단부 t15x, 태브 AY(태브 15TY)의 단부 t15y, 및 제1 절연부(16a)의 단부 t16a의 위치가 일치하고 있다. 이에 비해, 도 11의 (c)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(16a)의 단부 t16a가, 태브 AY(태브 15TY)의 단부 t15y보다 돌출되어 있어도 된다. 즉, 제1 절연부(16a)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 AY(태브 15TY)의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다. 마찬가지로, 도 11의 (d)에 도시하는 바와 같이, 제1 절연부(16a)의 단부 t16a가, 태브 AX(태브 15TX)의 단부 t15x보다 돌출되어 있어도 된다. 즉, 제1 절연부(16a)의 외연이, 평면으로 보아, 태브 AX(태브 15TX)의 외연보다 외측에 위치하고 있어도 된다. 한편, 도 11의 (e)에 도시하는 바와 같이, 태브 B(태브 11T)의 단부 t11이, 제1 절연부(16a)의 단부 t16a보다 돌출되어 있는 경우, 형상에 따라서는, 태브 B(태브 11T)의 단부 t11과, 셀 유닛 Z에 있어서의 제1 집전체 Z(제1 집전체(11))가 접촉하여, 단락이 발생할 가능성이 있다.
또한, 도 12의 (a)에서는, 도 10과 마찬가지의 태브 구조부 R과, 태브 구조부 R과 인접하는 태브 구조부 S를 도시하고 있다. 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 태브 구조부 R에 있어서의 태브 AX(태브 15TX), 태브 AY(태브 15TY) 및 태브 B(태브 11T)는, 제1 절연부(16a)가 외측이 되도록 굴곡되어 있어도 된다. 또한, 고정부(17)는, 굴곡 중심 C보다 내측에 위치하고 있어도 된다. 이러한 굴곡 구조를 형성함으로써, 고정부(17)에 의한 단락의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 도 12의 (b)에 도시하는 바와 같이, 태브 구조부 R에 있어서의 태브 AX(태브 15TX), 태브 AY(태브 15TY) 및 태브 B(태브 11T)는, 태브 B(태브 11T)끼리가 대향하도록 굴곡되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 도 13의 (a)에 도시하는 바와 같이, 고정부(17)의 적어도 한쪽 면측에, 절연성 접착부(18)가 배치되어 있어도 된다. 고정부(17)를 커버함으로써, 고정부(17)에 의한 단락의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 도 13의 (b)에 도시하는 바와 같이, 태브 구조부 R에 있어서의 태브 AX(태브 15TX), 태브 AY(태브 15TY) 및 태브 B(태브 11T)는, 제1 절연부(16a)가 외측이 되도록 굴곡되어 있어도 된다. 또한, 고정부(17)는, 굴곡 중심 C보다 내측에 위치하고, 고정부(17)의 노출면측에, 절연성 접착부(18)가 배치되어 있어도 된다. 절연성 접착부(18)를 배치함으로써, 예를 들어 진동에 의해 굴곡 구조가 붕괴되는 것을 방지할 수 있다.
본 개시에 있어서는, 제1 활물질층 AX의 태브 AX측의 단부면, 및 제1 활물질층 AY의 태브 AY측의 단부면 중 적어도 한쪽에, 제3 절연부가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 단락의 발생을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 본 개시에 있어서는, 제2 활물질층 AX의 태브 A측의 단부면, 및 제2 활물질층 AY의 태브 A측의 단부면 중 적어도 한쪽에, 제4 절연부가 배치되어 있는 것이 바람직하다. 단락의 발생을 억제할 수 있기 때문이다. 또한, 제4 절연부는, 셀 유닛 A에 있어서의 제2 집전체(5X)의 단부면, 및 셀 유닛 A에 있어서의 제2 집전체(5Y)의 단부면을, 각각 덮고 있어도 된다. 또한, 본 개시에 있어서는, 평면으로 보아, 태브 구조부와 중복되는 위치에, 제5 절연부가 배치되어 있어도 된다.
제2 실시 양태의 전고체 전지의 바람직한 다른 구성에 대해서는, 상기 「A. 제1 실시 양태」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다. 그 때, 「A. 제1 실시 양태」에 기재한 「셀」을, 「셀 유닛」으로 바꾸어 읽을 수 있다. 예를 들어, 제1 실시 양태에 있어서의 「셀 수」를, 「셀 유닛 수」로 바꾸어 읽을 수 있다.
2. 셀 유닛의 구성
제2 실시 양태의 전고체 전지는, 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀 유닛을 구비한다.
셀 유닛은, 제1 집전체와, 제1 집전체의 제1 면측으로부터 차례로 두께 방향을 따라 배치된, 제1 활물질층 X, 고체 전해질층 X, 제2 활물질층 X 및 제2 집전체 X와, 제1 집전체의 제1 면과는 반대의 제2 면측으로부터 차례로 두께 방향을 따라 배치된, 제1 활물질층 Y, 고체 전해질층 Y, 제2 활물질층 Y 및 제2 집전체 Y를 갖는다. 셀 유닛을 구성하는 각 층에 대해서는, 상기 「A. 제1 실시 양태」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다.
본 개시는, 상기 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시 형태는, 예시이며, 본 개시에 있어서의 청구범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 갖고, 마찬가지의 작용 효과를 발휘하는 것은, 어떠한 것이라도 본 개시에 있어서의 기술적 범위에 포함된다.
1: 제1 집전체
2: 제1 활물질층
3: 고체 전해질층
4: 제2 활물질층
5: 제2 집전체
6: 제1 절연부
7: 고정부
8: 절연성 접착부
10: 셀
11: 제1 집전체
12: 제1 활물질층
13: 고체 전해질층
14: 제2 활물질층
15: 제2 집전체
16: 절연층
16a: 제1 절연부
16b: 제2 절연부
17: 고정부
18: 절연성 접착부
20: 셀 유닛
100: 전고체 전지

Claims (12)

  1. 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀을 구비하는 전고체 전지이며,
    상기 전고체 전지는, 상기 셀로서, 셀 A 및 셀 B를 구비하고,
    상기 셀 A는, 제1 집전체 A, 제1 활물질층 A, 고체 전해질층 A, 제2 활물질층 A 및 제2 집전체 A를, 이 순서로 갖고,
    상기 셀 B는, 제1 집전체 B, 제1 활물질층 B, 고체 전해질층 B, 제2 활물질층 B 및 제2 집전체 B를, 이 순서로 갖고,
    상기 셀 A에 있어서의 상기 제1 집전체 A와, 상기 셀 B에 있어서의 상기 제2 집전체 B가, 대향하도록 배치되고,
    상기 제1 집전체 A는, 평면으로 보아, 상기 제1 활물질층 A와 중복되지 않는 위치에 태브 A를 갖고,
    상기 제2 집전체 B는, 평면으로 보아, 상기 제2 활물질층 B와 중복되지 않는 위치에 태브 B를 갖고,
    상기 태브 A 및 상기 태브 B는, 고정부에 의해 고정되어 있는, 전고체 전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 태브 B의 상기 태브 A와는 반대의 면측에, 제1 절연부가 배치되고,
    상기 제1 절연부의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 A의 외연보다 외측에 위치하는, 전고체 전지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 태브 B의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 A의 외연보다 외측에 위치하는, 전고체 전지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 태브 A 및 상기 태브 B는, 상기 제1 절연부가 외측이 되도록 굴곡되어 있고,
    상기 고정부는, 굴곡 중심보다 내측에 위치하는, 전고체 전지.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부의 적어도 한쪽 면측에, 절연성 접착부가 배치되어 있는, 전고체 전지.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부가 용접부인, 전고체 전지.
  7. 두께 방향을 따라 배치되고, 또한 직렬 접속된 복수의 셀 유닛을 구비하는 전고체 전지이며,
    상기 전고체 전지는, 상기 셀 유닛으로서, 셀 유닛 A 및 셀 유닛 B를 구비하고,
    상기 셀 유닛 A는,
    제1 집전체 A와,
    상기 제1 집전체 A의 제1 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 AX, 고체 전해질층 AX, 제2 활물질층 AX 및 제2 집전체 AX와,
    상기 제1 집전체 A의 상기 제1 면과는 반대의 제2 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 AY, 고체 전해질층 AY, 제2 활물질층 AY 및 제2 집전체 AY를 갖고,
    상기 셀 유닛 B는,
    제1 집전체 B와,
    상기 제1 집전체 B의 제1 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 BX, 고체 전해질층 BX, 제2 활물질층 BX 및 제2 집전체 BX와,
    상기 제1 집전체 B의 상기 제1 면과는 반대의 제2 면측으로부터 차례로 배치된, 제1 활물질층 BY, 고체 전해질층 BY, 제2 활물질층 BY 및 제2 집전체 BY를 갖고,
    상기 셀 유닛 A에 있어서의 제2 집전체 AY와, 상기 셀 유닛 B에 있어서의 제2 집전체 BX가, 제2 절연부를 개재하게 하여 대향하도록 배치되고,
    상기 제2 집전체 AX는, 평면으로 보아, 상기 제2 활물질층 AX와 중복되지 않는 위치에 태브 AX를 갖고,
    상기 제2 집전체 AY는, 평면으로 보아, 상기 제2 활물질층 AY와 중복되지 않는 위치에 태브 AY를 갖고,
    상기 제1 집전체 B는, 평면으로 보아, 상기 제1 활물질층 BX 및 상기 제1 활물질층 BY와 중복되지 않는 위치에 태브 B를 갖고,
    상기 태브 AX, 상기 태브 AY 및 상기 태브 B는, 고정부에 의해 고정되어 있는, 전고체 전지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 태브 AX의 상기 태브 AY와는 반대의 면측에, 제1 절연부가 배치되고,
    상기 제1 절연부의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 B의 외연보다 외측에 위치하는, 전고체 전지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 태브 AX의 외연이, 평면으로 보아, 상기 태브 B의 외연보다 외측에 위치하는, 전고체 전지.
  10. 제8항 또는 제9항에 있어서,
    상기 태브 AX, 상기 태브 AY 및 상기 태브 B는, 상기 제1 절연부가 외측이 되도록 굴곡되어 있고,
    상기 고정부는, 굴곡 중심보다 내측에 위치하는, 전고체 전지.
  11. 제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부의 적어도 한쪽 면측에, 절연성 접착부가 배치되어 있는, 전고체 전지.
  12. 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고정부가 용접부인, 전고체 전지.
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