KR20210110714A - 전고체전지 및 전고체전지의 제조방법 - Google Patents

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KR20210110714A
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히데유키 후쿠이
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히다치 조센 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은, 전고체전지 및 그 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 전고체전지 및 그 제조방법에 관한 실시형태의 일례에 있어서는, 정극층(23) 상호간이 전기적으로 접속되도록 정극 집전체(30)가 접혀서(folded) 배치됨과 아울러, 부극층(24) 상호간이 전기적으로 접속되도록 부극 집전체(40)가 접혀서 배치된다.

Description

전고체전지 및 전고체전지의 제조방법
본 발명은, 전고체전지 및 그 제조방법에 관한 것으로서, 특히 전극 적층체가 복수 적층된 전고체전지와 그 제조방법에 관한 것이다.
전지구조의 하나의 형태로서, 정극측의 활물질과 부극측의 활물질 사이에 배치되는 전해질로서 고체 전해질을 사용한 전고체전지가 있다. 전고체전지는 전해질로서 전해액을 사용한 전지와 비교하여, 액누설의 우려가 없고 난연성(難撚性)이라는 점 등의 면에서 안전성이 높다. 또 전고체전지는 에너지 밀도가 높아, 전지의 부피치수가 작더라도 고용량의 것을 얻을 수 있다. 이러한 전고체전지는, 예를 들면 전동기나 전자기기의 전원으로서 이용할 수 있다.
일본국 공개특허 특개2013-120717호 공보에 기재되어 있는 전고체전지에 있어서는, 한 쌍의 전극과 그 전극 사이에 배치된 고체 전해질층으로 이루어지는 전극체가 복수 적층되어서 적층체가 된다. 그리고 적층체 내의 복수의 전극체의 부극 상호간 및 정극 상호간이 각각 병렬 집전체로 전기적으로 병렬로 접속된 것이, 전체로서 하나의 전고체전지가 된다.
이 일본국 공개특허 특개2013-120717호 공보에 있어서의 전고체전지는, 외부로 전기를 취출할 때에 사용되는 정극단자용 집전체와 부극단자용 집전체가 적층체의 측면에 배치되어 있어서, 병렬 집전체가 이 정극단자용 집전체와 부극단자용 집전체에 접속되어 있다. 따라서 정극단자용 집전체와 부극단자용 집전체로부터 전기가 취출될 때에는, 병렬 집전체 내에서 전자가 적층방향(상하방향)과 교차하는 방향(좌우방향)으로 이동하게 된다.
일본국 공개특허 특개2013-120717호 공보에 있어서의 전고체전지는, 병렬 집전체 내에서 좌우방향으로 이동하는 전자의 이동경로를 확보하기 쉽게 하기 위하여, 병렬 집전체의 두께가 두껍게 되어 있다.
일본국 공개특허 특개2013-120717호 공보
그러나 일본국 공개특허 특개2013-120717호 공보에 있어서의 전고체전지는, 두께치수가 큰 병렬 집전체가 전고체전지 내에 복수 존재하기 때문에, 전지 전체의 두께치수도 커진다. 또한 병렬 집전체가, 그와는 별개의 부재인 정극단자용 집전체와 부극단자용 집전체에 접속되기 때문에, 그 접속부분에서 전기저항이 증가하여, 전고체전지로부터의 전기의 취출효율이 저하된다.
또한 적층체 내에서 전극체의 각 전극과 면접촉하는 병렬 집전체는, 전극과 충분히 밀착되어 있지 않으면 접촉면의 계면저항이 커져, 전지성능을 손상시킨다. 한편 단순히 전극체와 병렬 집전체를 쌓아 올리는 것만으로는 충분한 밀착은 이루어지지 않는다. 전극체와 병렬 집전체를 미리 정리하여 성형하거나 소결(燒結)함으로써, 충분한 밀착이 이루어진다. 그러나 이러한 밀착도를 높이기 위한 가공을, 전극체와 병렬 집전체가 복수 적층되어서 적층체가 형성된 후에 하는 것은 곤란하다.
이와 같이 종래의 전고체전지에는 전지성능을 감소시키는 요소가 있었다. 이러한 문제점을 감안하여, 본 발명은 전고체전지 및 그 제조방법에 있어서 전지성능의 향상을 도모하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명에 관한 실시형태의 하나로서의 전고체전지는, 정극층과, 부극층과, 상기 정극층과 상기 부극층의 사이에 배치된 고체 전해질층을 포함하는 전극 적층체가, 두께방향으로 복수 적층된 전고체전지에 있어서, 정극 집전체와 부극 집전체를 구비하고, 상기 정극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 정극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 접혀서(folded) 배치되어 있고, 상기 부극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 부극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 접혀서 배치되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 정극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 정극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 지그재그 모양으로 접혀서(zigzag-folding) 배치되어 있고, 상기 부극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 부극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 지그재그 모양으로 접혀서 배치되어 있고, 상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체의 접는 방향(folding direction)이 서로 교차하고 있으면 좋다.
또한 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전고체전지에 있어서는, 정극 집전체의 가장자리의 일부는, 외부와의 전기적 접속을 하기 위한 정극 도출부로서 돌출되어 있고, 부극 집전체의 가장자리의 일부는, 외부와의 전기적 접속을 하기 위한 부극 도출부로서 돌출되어 있으면 좋다.
또한 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전고체전지에 있어서는, 정극 도출부 및 부극 도출부는, 각각 적어도 편면에 실란트(sealant film)가 부착되어 있으면 좋다.
또한 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전고체전지에 있어서는, 각 전극 적층체의 정극층 및 부극층의 적어도 일방의 표면에는, 각각 극층 밀착체(electrode layer 密着體)가 배치되어 있으면 좋다.
또한 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전고체전지에 있어서는, 전극 적층체 각각은, 정극층과, 부극층과, 상기 정극층과 상기 부극층의 사이에 배치된 고체 전해질층을 포함하는 전극 성형체가 직렬접속으로 복수 적층된 것이면 좋다.
또한 본 발명의 실시형태의 일례에 관한 전고체전지의 제조방법은, 상기한 실시형태를 제조하기 위한 전고체전지의 제조방법에 있어서, 정극 집전체/부극 집전체에 제1전극 적층체의 정극층/부극층이 접하도록 정극 집전체/부극 집전체 및 제1전극 적층체를 배치하는 제1공정과, 상기 제1전극 적층체의 부극층/정극층에 접하도록 부극 집전체/정극 집전체를 배치하는 제2공정과, 제2공정에 있어서의 부극 집전체/정극 집전체에 제2전극 적층체의 부극층/정극층이 접하도록 제2전극 적층체를 배치하는 제3공정과, 상기 제2전극 적층체의 정극층/부극층에 접하도록 상기 정극 집전체/부극 집전체를 접는 제4공정과, 제4공정에 있어서의 정극 집전체/부극 집전체에 제3전극 적층체의 정극층/부극층이 접하도록 제3전극 적층체를 배치하는 제5공정과, 제5공정에 있어서의 상기 제3전극 적층체의 부극층/정극층에 접하도록 상기 부극 집전체/정극 집전체를 접는 제6공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한 본 발명의 다른 실시형태에 관한 전고체전지의 제조방법에 있어서는, 상기한 제4공정에 있어서의 접는 방향과 제6공정에 있어서의 접는 방향이 서로 교차하고 있으면 좋다.
본 발명의 전고체전지에 의하면, 정극 집전체와 부극 집전체의 각각이, 정극층 상호간, 부극층 상호간을 전기적으로 접속하면서 지그재그 모양으로 접혀서 배치됨으로써, 두께가 얇은 집전체이어도 복수의 정극층, 부극층을 병렬로 접속할 수 있다. 그 때문에 전고체전지의 전체적인 두께치수가 작아진다.
도1은, 본 발명에 관한 실시형태의 일례에 있어서의 전고체전지의 적층구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도2는, 도1에 나타내는 적층구조의 전고체전지가 케이스로 덮인 상태를 나타내는 단면도이다.
도3은, 도2에 있어서의 부극 집전체 및 그 상하영역을 나타내는 확대 단면도이다.
도4는, 도2에 있어서의 정극 집전체 및 그 상하영역을 나타내는 확대 단면도이다.
도5는, 본 발명에 관한 실시형태의 일례에 있어서의 전고체전지의 제조방법의 제1공정을 나타내는 평면도이다.
도6은, 도5의 제1공정에 계속되는 제2공정을 나타내는 평면도이다.
도7은, 도6의 제2공정에 계속되는 제3공정을 나타내는 평면도이다.
도8은, 도7의 제3공정에 계속되는 제4공정을 나타내는 평면도이다.
도9는, 도8의 제4공정에 계속되는 제5공정을 나타내는 평면도이다.
도10은, 도9의 제5공정에 계속되는 제6공정을 나타내는 평면도이다.
도11은, 본 발명에 관한 실시형태의 다른 예에 있어서의 전고체전지의 적층구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도12는, 본 발명에 관한 실시형태의 또 다른 예에 있어서의 전고체전지의 적층구조를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도1은, 본 발명에 관한 실시형태의 일례에 있어서의 전고체전지(10)의 적층구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다. 도1에 나타내는 바와 같이 전고체전지(10)는, 전극 적층체(20)가 두께방향(Z)으로 복수(여기에서는 3개) 적층된 구조로 되어 있고, 이들 전극 적층체(20) 상호간의 사이에는 정극 집전체(30) 또는 부극 집전체(40)가 배치되어 있다.
각 전극 적층체(20)는, 정극층(23)과, 부극층(24)과, 이들 정극층(23)과 부극층(24) 사이에 배치된 고체 전해질층(29)을 포함하고 있다. 도1에 나타내는 바와 같이, 전극 적층체(20)는 그 표리(表裏)(정극층(23)과 부극층(24)의 어느 쪽이 도면 중의 상측이 될 것인가)가 교대로 교체되도록 적층되어 있다. 그리고 정극 집전체(30)는 복수의 전극 적층체(20)의 정극층(23)을 서로 전기적으로 접속하도록 배치되어 있다. 마찬가지로, 부극 집전체(40)는 복수의 전극 적층체(20)의 부극층(24)을 서로 전기적으로 접속하도록 배치되어 있다.
정극 집전체(30)는, 도면 중의 최하단에 위치하는 전극 적층체(20)의 정극층(23)의 하방에 배치되어, 정극층(23)과 전기적으로 접속되어 있다. 그리고 정극 집전체(30)는 지그재그 모양으로 접힘으로써, 벤딩부(36)를 경유하여 중앙단의 전극 적층체(20)의 정극층(23)과 최상단의 전극 적층체(20)의 정극층(23) 사이로 유도되고 있다. 이에 따라, 정극 집전체(30)는 최하단의 정극층(23)을, 최상단의 정극층(23)과 중앙단의 정극층(23)에 전기적으로 접속하고 있다.
부극 집전체(40)는, 중앙단의 전극 적층체(20)의 부극층(24)과 최하단의 전극 적층체(20)의 부극층(24) 사이에 배치되어서, 이들을 전기적으로 접속하고 있다. 그리고 부극 집전체(40)는 지그재그 모양으로 접힘으로써, 벤딩부(46)를 경유하여 최상단에 위치하는 전극 적층체(20)의 부극층(24)의 상방으로 유도되고 있다. 이에 따라, 부극 집전체(40)는 최상단의 부극층(24)을, 최하단의 부극층(24)과 중앙단의 부극층(24)에 전기적으로 접속하고 있다.
여기에서 정극 집전체(30)의 접는 방향(도면 중에서 X방향)과 부극 집전체(40)의 접는 방향(도면 중에서 Y방향)은 서로 교차하고 있다. 그 때문에, 정극 집전체(30)의 벤딩부(36)는 전극 적층체(20)로부터 X방향으로 돌출되는 한편, 부극 집전체(40)의 벤딩부(46)는 전극 적층체(20)로부터 Y방향으로 돌출된다. 따라서 정극 집전체(30)의 벤딩부(36)와 부극 집전체(40)의 벤딩부(46)가 접촉하지 않는다. 즉 전고체전지(10)의 정극과 부극이 내부에서 단락(短絡)되지 않는 구조로 되어 있다.
정극 집전체(30)의 두께방향(Z)에 있어서의 도면 중의 최하단의 부분은, 그 가장자리의 일부(여기에서는 Y방향에 있어서의 도면 중 우측 단부(端部)의 전방측)가 전극 적층체(20)의 외측(Y방향)으로 돌출되어, 탭(tap) 모양의 정극 도출부(正極 導出部)(32)가 된다. 부극 집전체(40)의 최상단의 부분은, 그 가장자리의 일부(여기에서는 Y방향에 있어서의 도면 중 좌측 단부의 후방측)가 전극 적층체(20)의 외측(Y방향)으로 돌출되어, 탭 모양의 부극 도출부(負極 導出部)(42)가 된다. 이들 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)로부터 전고체전지(10)의 전기가 외부로 취출된다.
도2에, 도1의 적층구조를 가지는 전고체전지(10)가 케이스(50)로 덮인 상태를 나타낸다. 도2에 있어서는, 도1에 나타내는 A-A선에 따른 단면(section)에서의 전고체전지(10)의 단면구조를 나타내고 있다. 도2에 나타내는 바와 같이, 각 전극 적층체(20)의 측방에는 절연재(62)가 배치되어 있어, 전극 적층체(20)를 구성하는 각 층(정극층(23), 부극층(24), 고체 전해질층(29))의 측면은 외부와 전기적으로 절연되어 있다. 절연재(62)의 각각은 접착부재(64)(예를 들면, 양면 테이프)에 의하여 정극 집전체(30) 또는 부극 집전체(40)의 표면에 접착되어도 좋다. 또 도1에 있어서는, 절연재(62) 및 접착부재(64) 중에서 전방측(도면 중의 좌하측)에 위치하는 부분을 가상선으로 나타내고 있다.
복수 적층된 전극 적층체(20)를 덮는 케이스(50)로서는, 예를 들면 알루미늄 라미네이트(aluminum-laminated package)를 사용할 수 있다. 그 경우에, 적층된 전극 적층체(20) 및 정극 집전체(30), 부극 집전체(40)의 전체를 알루미늄 라미네이트로 감싸고, 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)만이 외부에 노출되도록 진공밀봉이 이루어진다. 이에 따라 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)가, 전고체전지(10)의 전기를 외부로 취출하기 위한 리드로서 기능하게 된다.
여기에서, 상기한 바와 같이 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)는, 각각 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)의 가장자리의 일부가 돌출된 것이기 때문에, 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)를 리드로서 사용할 수 있다. 그 때문에 효율적으로 전기를 외부로 취출할 수 있다.
그런데 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)로서는 충분히 얇은(예를 들면, 두께가 10-20㎛인) 금속박을 사용하는 것이 바람직하지만, 그러한 금속박은 외부와의 접속용 단자로서 사용하기에는 강도가 부족하다. 왜냐하면, 이러한 금속박의 일부를 그대로 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)로서 케이스(50) 외부에 노출시키면, 간단히 찢어져 버리는 등의 우려가 있기 때문이다. 그래서 도2에 나타내는 바와 같이, 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)에 있어서의 케이스(50) 외부로 노출되는 부분의 편면(片面)(여기에서는 도2 중의 하면)에는, 노출되는 면 전체를 덮도록 보강 실란트(54)가 부착되어 있다. 보강 실란트(54)가, 예를 들면 열융착에 의하여 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)와 일체가 되도록 부착되어 있으면, 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 기계적 강도는 보강 실란트(54)(예를 들면, 합성수지)에 의하여 보강되어, 간단하게는 파손되지 않는다.
또한 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)에 있어서의 보강 실란트(54)와 반대측의 면(여기에서는 상면)에는, 도출부 실란트(52)가 부착되어 있다. 도출부 실란트(52)가 덮는 범위는 보강 실란트(54)보다도 작다. 또한 외부와의 전기적 접속을 위한 단자나 리드로서 사용할 수 있도록, 도출부 실란트(52)가 부착되는 면에 있어서는 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 상면의 일부가 노출되어 있다. 그리고 도출부 실란트(52)와 보강 실란트(54)는, 도2에 나타내는 바와 같이 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)가 케이스(50)의 외부로 돌출되는 부분에 있어서, 케이스(50)와 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 사이를 밀봉하고 있다. 구체적으로는, 도출부 실란트(52)가 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 상면과 케이스(50)의 천장측(상방부) 사이를 밀봉하고, 보강 실란트(54)가 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 하면과 케이스(50)의 바닥면측(하방부) 사이를 밀봉하고 있다.
도3은 도2 중의 영역(R1)의 확대 단면도로서, 부극 집전체(40)와, 이를 상하에서 샌드위치하는 2개의 전극 적층체(20)의 구조를 나타내고 있다. 상기한 바와 같이 부극 집전체(40)는, 상방측의 전극 적층체(20)의 부극층(24)과 하방측의 전극 적층체(20)의 부극층(24) 사이에 배치되어 있다. 여기에서 도3에 나타내는 바와 같이, 부극 집전체(40)와 그 상하의 부극층(24) 사이에는, 부극측의 극층 밀착체(electrode layer 密着體)(44)가 배치되어 있다. 따라서 부극 집전체(40)는, 이 극층 밀착체(44)를 사이에 두고 부극층(24)과 전기적으로 접속한다.
도4는 도2 중의 영역(R2)의 확대 단면도로서, 정극 집전체(30)와, 이를 상하에서 샌드위치하는 2개의 전극 적층체(20)의 구조를 나타내고 있다. 상기한 바와 같이 정극 집전체(30)는, 상방측의 전극 적층체(20)의 정극층(23)과 하방측의 전극 적층체(20)의 정극층(23) 사이에 배치되어 있다. 여기에서 도4에 나타내는 바와 같이, 정극 집전체(30)와 그 상하의 정극층(23) 사이에는, 정극측의 극층 밀착체(34)가 배치되어 있다. 따라서 정극 집전체(30)는, 이 극층 밀착체(34)를 사이에 두고 정극층(23)과 전기적으로 접속한다.
도3, 도4에 나타내는 정극측의 극층 밀착체(34) 및 부극측의 극층 밀착체(44)는, 전극 적층체(20)가 복수 적층되기 전에, 미리 전극 적층체(20)에 부착되어 있다. 즉 전극 적층체(20) 하나하나가 제조될 때에, 그 전극 적층체(20)의 정극층(23)의 표면에는 정극측의 극층 밀착체(34)가, 부극층(24)의 표면에는 부극측의 극층 밀착체(44)가, 각각 밀착하도록 부착된다. 전극 적층체(20)가 복수 적층된 후가 아니라 전극 적층체(20) 하나하나가 제조되는 때이면, 극층 밀착체(34, 44)와 전극 적층체(20)를 미리 정리하여 성형하거나 소결(燒結)함으로써, 정극층(23) 및 부극층(24)과 극층 밀착체(34, 44)의 사이를 충분하게 밀착시킬 수 있다. 이에 따라, 정극층(23) 및 부극층(24)과 극층 밀착체(34, 44) 사이의 계면저항을 작게 할 수 있다.
그리고 이들 정극측의 극층 밀착체(34) 및 부극측의 극층 밀착체(44)와, 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)가 모두 금속제이면, 극층 밀착체(34, 44)와, 정극 집전체(30), 부극 집전체(40) 사이의 접촉은 금속 상호간의 접촉이 되어, 접촉저항이 작아진다. 따라서 전극 적층체(20)에 정극측의 극층 밀착체(34) 및 부극측의 극층 밀착체(44)가 밀착하여 부착됨으로써, 정극층(23) 또는 부극층(24)으로부터 정극 집전체(30) 또는 부극 집전체(40)에 이르는 전기의 흐름에 있어서 큰 저항이 발생하지 않아, 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)를 통한 전기의 취출효율이 높아진다.
도5에서부터 도10에 걸쳐서, 본 발명에 관한 실시형태의 일례에 있어서의 전고체전지의 제조방법을 나타낸다. 이들 도면은, 각각 그 도면에 대하여 설명되어 있는 각 공정이 완료된 상태를 나타내고 있다. 먼저 제1공정으로서, 도5의 평면도에 나타내는 바와 같이 평면모양으로 펼친 정극 집전체(30) 상에, 최하단이 되는 첫번째 전극 적층체(20)가 배치된다. 정극 집전체(30)의 가장자리의 일부(여기에서는 도면 중에서 Y방향 단부)에 형성되어 있는 정극 도출부(32)는, 평면에서 볼 때에 있어서 전극 적층체(20)의 가장자리로부터 돌출된 상태가 된다. 이때에 전극 적층체(20)는, 그 정극층(23)이 정극 집전체(30)에 접하도록 배치된다. 그 때문에 도5에 나타내는 바와 같이, 전극 적층체(20)의 상면에는 부극층(24) 및 그 표면에 배치된 부극측의 극층 밀착체(44)가 나타난다. 상기한 바와 같이, 극층 밀착체(44)는 전극 적층체(20)가 제조될 때에 미리 부극층(24)의 표면에 부착되어 있다.
또한 도시의 간략화를 위하여 도5에 있어서는 정극 집전체(30)의 치수를, 평면 내의 일방향(一方向)(Y방향)에 있어서는 전극 적층체(20)와 같고, 다른 일방향(X방향, 이후의 제4공정에 있어서의 정극 집전체(30)의 접는 방향)에 있어서는 전극 적층체(20)의 2배의 크기로 나타내고 있다. 그러나 실제로는, 도1, 도2에 나타내는 벤딩부(36)를 확보하기 위하여, X방향의 치수는 전극 적층체(20)의 X방향의 치수의 2배보다 약간 큰 것이 바람직하다. 또 정극 집전체(30)는 실제로는 Y방향의 치수도 전극 적층체(20)보다 약간 크며, 정극 집전체(30)의 표면의 테두리부에는, 앞서 도2에 나타내는 절연재(62)가 접착부재(64)를 사이에 두고 전극 적층체(20)를 평면에서 볼 때의 치수에 상당하는 영역을 둘러싸도록 하여 접착되어 있다. 전극 적층체(20)는 평면 내에서 그 절연재(62)에 의하여 둘러싸인 부분에 배치되면 좋다. 정극 집전체(30)의 벤딩부(36) 및 부극 집전체(40)의 벤딩부(46)가 되는 부분의 잉여치수, 및 절연재(62)와 접착부재(64)의 묘사에 대하여는, 도시의 간략화를 위하여 도6에서부터 도10에 있어서도 생략한다.
다음에 제2공정으로서, 제1공정에서 배치된 전극 적층체(20)의 상면(上面)에 나타나 있는 부극층(24)(정확하게는 그 표면에 배치된 부극측의 극층 밀착체(44)) 상에, 도6에 나타내는 바와 같이 부극 집전체(40)가 배치되어, 부극층(24)에 부극 집전체(40)가 접촉된다. 도면 중에 있어서 이 부극 집전체(40)는, X방향의 치수가 전극 적층체(20)와 같고, Y방향(이후의 제6공정에 있어서의 부극 집전체(40)의 접는 방향)의 치수가 전극 적층체(20)의 2배이다(정확하게는 X방향, Y방향 모두 좀 더 큰 치수이다). 다만 상기의 정극 집전체(30)와 마찬가지로, 실제로는 부극 집전체(40)는 X방향으로도 Y방향으로도 도시한 치수보다 크다. 또한 이 부극 집전체(40)의 가장자리의 Y방향 단부에는 부극 도출부(42)가 형성되어 있다.
다음에 제3공정으로서, 제2공정에서 배치된 부극 집전체(40) 상에, 도7에 나타내는 바와 같이 두번째 전극 적층체(20)가 배치된다. 이때에 전극 적층체(20)는, 그 부극층(24)이 하면측이 되어서 부극 집전체(40)에 접하도록 배치된다. 그 때문에 도7에 나타내는 바와 같이, 전극 적층체(20)의 상면에는 정극층(23) 및 그 표면에 미리 부착되어 있는 정극측의 극층 밀착체(34)가 나타난다. 여기에서도 도시는 생략하고 있지만, 부극 집전체(40)의 표면에는 미리 전극 적층체(20)의 배치영역을 둘러싸도록 절연재(62)가 접착부재(64)를 통하여 접착되어 있고, 전극 적층체(20)는 그 절연재(62)로 둘러싸인 영역에 배치된다.
다음에 제4공정으로서, 제3공정에서 배치된 전극 적층체(20)의 상면에 나타나 있는 정극층(23)(정극측의 극층 밀착체(34)) 상에, 제1공정의 시점에서 배치되어 있던 정극 집전체(30) 중에서 전극 적층체(20)가 배치되어 있지 않은 부분이 덮이도록, 도7의 화살표로 나타내는 접는 방향(X방향)으로 정극 집전체(30)가 접힌다. 그 결과, 도8에 나타내는 바와 같이 평면에서 볼 때에 최상면에는 정극 집전체(30)가 나타나게 되고, 두번째 전극 적층체(20)의 상면의 정극층(23)에 정극 집전체(30)가 접촉한 상태가 된다.
다음에 제5공정으로서, 제4공정에서 접혀서 최상면에 나타난 정극 집전체(30) 상에, 도8에 나타내는 바와 같이, 최상단이 되는 세번째 전극 적층체(20)가 배치된다. 이때에 전극 적층체(20)는, 그 정극층(23)이 하면측이 되어서 정극 집전체(30)에 접하도록 배치된다. 그 때문에 도9에 나타내는 바와 같이, 전극 적층체(20)의 상면에는 부극층(24)과 부극측의 극층 밀착체(44)가 나타난다. 여기에서도 정극 집전체(30)의 표면 상에 미리 접착된 절연재(62)의 도시는 생략하였다.
다음에 제6공정으로서, 제5공정에서 배치된 전극 적층체(20)의 상면에 나타나 있는 부극층(24)(부극측의 극층 밀착체(44)) 상에, 제2공정에서 배치된 부극 집전체(40) 중에서 전극 적층체(20)가 배치되어 있지 않은 부분이 덮이도록, 도9의 화살표로 나타내는 접는 방향(Y방향)으로 부극 집전체(40)가 접힌다. 그 결과, 도10에 나타내는 바와 같이 평면에서 볼 때에 최상면에는 부극 집전체(40)가 나타나게 되고, 최상단의 전극 적층체(20)의 상면의 부극층(24)에 부극 집전체(40)가 접촉한 상태가 된다. 이때에, 부극 집전체(40)의 가장자리의 Y방향 단부에 형성되어 있던 부극 도출부(42)도 최상단에 나타난다.
이상의 공정에 의하여, 도1의 사시도에 나타내는 적층구조와 동일한 전고체전지(10)를 얻을 수 있다. 이것을 알루미늄 라미네이트 등의 케이스(50)로 덮음으로써, 도2에 나타내는 전고체전지(10)가 된다. 또 도5에서부터 도10에 있어서는 생략하였지만, 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)에는, 미리 도2에 나타내는 도출부 실란트(52) 및 보강 실란트(54)가 부착되어 있는 것이 바람직하다. 즉 제1공정에서 정극 집전체(30)가 배치되기 전에, 미리 정극 집전체(30)의 정극 도출부(32)의 편면(片面)에는 보강 실란트(54)가, 다른 편면에는 도출부 실란트(52)가 부착되어 있으면 좋다. 마찬가지로, 제2공정에서 부극 집전체(40)가 배치되기 전에, 미리 부극 집전체(40)의 부극 도출부(42)의 편면에는 보강 실란트(54)가, 다른 편면에는 도출부 실란트(52)가 부착되어 있으면 좋다.
또한 이상의 공정에 있어서는, 최하단에 정극 집전체(30)를 배치하고, 최종적으로 최상단에 부극 집전체(40)가 배치되는 것으로 하여 설명하였다. 반면에 상기한 설명에 있어서의 정극/부극을 교체함으로써, 최하단에 부극 집전체(40)를 배치하고, 최상단에 정극 집전체(30)가 배치되도록 하여 전고체전지(10)를 제조할 수도 있다.
이상의 공정을 거친 제조방법에 의하여 제조된 본 실시형태의 전고체전지(10)에 있어서는, 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40) 각각이, 정극층(23) 상호간, 부극층(24) 상호간을 전기적으로 접속하면서 지그재그 모양으로 접혀서 배치된다. 그 때문에, 예를 들면 10㎛ 정도의 얇은 금속박이 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)로서 복수의 정극층, 부극층을 병렬로 접속하는 것이 가능해져, 전고체전지(10)의 전체적인 두께치수가 작아진다. 또한 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)의 접는 방향이 서로 교차하고 있기 때문에, 전고체전지(10)의 내부에서 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)가 단락되지 않는다.
또한 전고체전지(10)의 제조자는, 전극 적층체(20)를 적층시키는 공정을 시작하기 전에 미리 하나하나의 전극 적층체(20)를 개별로 제조해 둘 수 있다. 그 때문에 전극 적층체(20)의 개별 완성도에 대하여 사전에 검사를 할 수 있으므로, 실제로 사용하는 전극 적층체(20)는 양품(良品)만으로 할 수 있어, 전고체전지(10)의 제조수율이 향상된다.
또한 본 실시형태의 전고체전지(10)에 있어서는, 정극 집전체(30)의 일부가 정극 도출부(32), 부극 집전체(40)의 일부가 부극 도출부(42)로 되어 있고, 이들 정극 도출부(32)와 부극 도출부(42)에 의하여 전고체전지(10)와 외부의 전기적 접속이 이루어진다. 이에 따라 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)는, 이들과는 별개의 부재를 경유하지 않고 직접 외부에 전기를 송출하게 되기 때문에, 전고체전지(10)와 외부의 전기적 접속에 있어서 불필요한 전기저항의 증가가 발생하지 않는다.
또 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42) 각각의 적어도 편면에 실란트(도출부 실란트(52)나 보강 실란트(54))가 부착됨으로써, 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)가 얇은 금속박이더라도 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 기계적 강도가 실란트에 의하여 보강된다.
또 정극층(23)이나 부극층(24)의 표면에 극층 밀착체(34, 44)가 배치되고, 이 극층 밀착체(34, 44)가 정극 집전체(30)나 부극 집전체(40)를 샌드위치하는 구조이므로, 정극층(23)과 부극층(24)에 대하여는 극층 밀착체(34, 44)가 밀착된다. 그리고 극층 밀착체(34, 44)와 정극 집전체(30) 또는 부극 집전체(40)의 접촉은 금속 등의 전도체 상호간의 접촉이 되므로, 전고체전지(10) 내에 있어서의 층간의 계면저항이 작아진다.
이상의 실시형태에 있어서는, 전극 적층체(20)가 정극층(23), 부극층(24), 및 고체 전해질층(29)을 각각 1층씩 구비하는 것으로 하여 설명하였지만, 하나의 전극 적층체(20)가 이들 층을 복수 포함하고 있어도 좋다. 예를 들면 도11에 나타내는 바와 같이 정극층(23)과, 부극층(24)과, 이들 정극층(23)과 부극층(24)의 사이에 배치된 고체 전해질층(29)을 포함하는 전극 성형체(26)가 직렬접속으로 복수(여기에서는 2개) 적층된 것이 하나의 전극 적층체(20)로 되어 있더라도 좋다. 이 경우에, 하나의 전극 적층체(20)에 정극층(23), 부극층(24), 및 고체 전해질층(29)이 각각 2층씩 포함되게 된다. 전극 적층체(20) 내에서 직렬접속되어 있는 전극 성형체(26) 상호간의 사이에는 직렬 집전체(25)가 배치되어 있다. 상세하게는, 2개의 전극 성형체(26) 상호간의 경계에 있어서, 일방(一方)의 전극 성형체(26)의 정극층(23)과, 타방(他方)의 전극 성형체(26)의 부극층(24)을 전기적으로 접속하도록 직렬 집전체(25)가 배치되어 있다. 또한 도11에서는 전극 성형체(26)가 2개 직렬접속된 것을 하나의 전극 적층체(20)로 하고 있지만, 3개 이상의 전극 성형체(26)가 직렬접속되어 있더라도 좋다.
이와 같이 전극 성형체(26)가 직렬접속으로 복수 적층된 것을 전극 적층체(20)로서 사용하면, 전고체전지(10)의 용량이나 출력전압을 더 넓은 범위로 할 수 있다.
또한 이상의 각 실시형태에 있어서는, 전극 적층체(20)가 3개 적층된 것으로 하고 있지만, 필요한 전지성능(치수, 에너지 밀도, 용량, 출력전압 등)에 대응하여, 3개보다 많은 전극 적층체(20)가 적층되더라도 좋다. 3개보다 많은 전극 적층체(20)가 적층되어 있는 경우에, 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)는 지그재그 모양으로 몇 번이나 접히게 된다. 구체적으로는 도5의 제1공정 및 도6의 제2공정에 있어서, 접는 방향(X방향 또는 Y방향)으로 치수를 크게 한 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)가 배치되고, 도7의 제3공정에서부터 도10의 제6공정까지가 몇 번이나 반복된다. 이때에, 정극 집전체(30)의 벤딩부(36) 및 부극 집전체(40)의 벤딩부(46)는, 각각의 접는 방향에 있어서 전방측·후방측이 교대로 배치된다.
도12에, 3개보다 많은 전극 적층체(20)가 적층되어 있는 경우의 적층구조의 일부를 단면도로 나타낸다. 도12에 있어서 부극 집전체(40)의 벤딩부(46)가 도면 중의 좌측과 우측에 교대로 나타나 있는 것으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 3개보다 많은 전극 적층체(20)가 적층되는 경우에, 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)는 지그재그 모양으로 접혀 배치된다. 여기에서 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)의 접는 방향이 서로 교차됨으로써, 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)의 양방을 지그재그 모양으로 접어도, 정극 집전체(30)와 부극 집전체(40)가 접촉(단락)하지 않는다. 또 도12에 있어서, 정극 집전체(30)는, 부극 집전체(40)의 접는 방향(도면 중의 좌우, Y방향)과 교차하는 방향(도면의 지면(紙面)에 수직인 방향, X방향)으로 접혀 있어, 그 벤딩부(36)는, 지면에 있어서 전방측(가상선)과 후방측(실선)이 교대로 나타난다.
또한 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)와, 정극층(23) 및 부극층(24)의 사이의 계면저항이 충분히 작으면, 반드시 도3, 도4에 나타내는 극층 밀착체(34, 44)는 없더라도 좋다. 다만 정극층(23)과 정극 집전체(30)의 계면, 또는 부극층(24)과 부극 집전체(40)의 계면 중에서 어느 하나의 계면저항이 큰 경우에, 적어도 그 전극측에는 극층 밀착체를 형성하는 것이 바람직하다.
또한 정극 집전체(30) 및 부극 집전체(40)의 두께가 두꺼워서 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)의 기계적 강도가 보강 실란트(54) 없이도 충분히 확보될 수 있는 경우나, 케이스(50)가 정극 도출부(32)나 부극 도출부(42)에 직접 용착되는 등 도출부 실란트(52) 없이도 밀봉할 수 있는 경우에는, 반드시 도출부 실란트(52)나 보강 실란트(54)가 정극 도출부(32) 및 부극 도출부(42)에 부착되어 있을 필요는 없다.
10 : 전고체전지
20 : 전극 적층체
23 : 정극층
24 : 부극층
29 : 고체 전해질층
30 : 정극 집전체
34 : 극층 밀착체
40 : 부극 집전체
44 : 극층 밀착체
54 : 보강 실란트
62 : 절연재

Claims (8)

  1. 정극층(正極層)과, 부극층(負極層)과, 상기 정극층과 상기 부극층의 사이에 배치된 고체 전해질층을 포함하는 전극 적층체가, 두께방향으로 복수 적층된 전고체전지에 있어서,
    정극 집전체(正極 集電體)와 부극 집전체(負極 集電體)를 구비하고,
    상기 정극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 정극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 접혀서(folded) 배치되어 있고,
    상기 부극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 부극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 접혀서 배치되어 있는
    것을 특징으로 하는 전고체전지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 정극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 정극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 지그재그 모양으로 접혀서(zigzag-folding) 배치되어 있고,
    상기 부극 집전체가, 상기 전극 적층체 각각의 상기 부극층 상호간을 전기적으로 접속하도록 지그재그 모양으로 접혀서 배치되어 있고,
    상기 정극 집전체 및 상기 부극 집전체의 접는 방향(folding direction)이 서로 교차하고 있는
    것을 특징으로 하는 전고체전지.
  3. 제1항에 있어서,
    정극 집전체의 가장자리의 일부는, 외부와의 전기적 접속을 하기 위한 정극 도출부(正極 導出部)로서 돌출되어 있고,
    부극 집전체의 가장자리의 일부는, 외부와의 전기적 접속을 하기 위한 부극 도출부(負極 導出部)로서 돌출되어 있는
    것을 특징으로 하는 전고체전지.
  4. 제3항에 있어서,
    정극 도출부 및 부극 도출부는, 각각 적어도 편면(片面)에 실란트(sealant film)가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 전고체전지.
  5. 제1항에 있어서,
    각 전극 적층체의 정극층 및 부극층의 적어도 일방(一方)의 표면에는, 각각 극층 밀착체(electrode layer 密着體)가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전고체전지.
  6. 제1항에 있어서,
    전극 적층체 각각은, 정극층과, 부극층과, 상기 정극층과 상기 부극층의 사이에 배치된 고체 전해질층을 포함하는 전극 성형체가 직렬접속으로 복수 적층된 것임을 특징으로 하는 전고체전지.
  7. 제1항의 전고체전지를 제조하기 위한 전고체전지의 제조방법에 있어서,
    정극 집전체/부극 집전체에 제1전극 적층체의 정극층/부극층이 접하도록, 정극 집전체/부극 집전체 및 제1전극 적층체를 배치하는 제1공정과,
    상기 제1전극 적층체의 부극층/정극층에 접하도록, 부극 집전체/정극 집전체를 배치하는 제2공정과,
    제2공정에 있어서의 부극 집전체/정극 집전체에 제2전극 적층체의 부극층/정극층이 접하도록, 제2전극 적층체를 배치하는 제3공정과,
    상기 제2전극 적층체의 정극층/부극층에 접하도록, 상기 정극 집전체/부극 집전체를 접는 제4공정과,
    제4공정에 있어서의 정극 집전체/부극 집전체에 제3전극 적층체의 정극층/부극층이 접하도록, 제3전극 적층체를 배치하는 제5공정과,
    제5공정에 있어서의 상기 제3전극 적층체의 부극층/정극층에 접하도록, 상기 부극 집전체/정극 집전체를 접는 제6공정을
    포함하는 것을 특징으로 하는 전고체전지의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    제4공정에 있어서의 접는 방향과 제6공정에 있어서의 접는 방향이 서로 교차하는 것을 특징으로 하는 전고체전지의 제조방법.
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7463930B2 (ja) * 2020-09-30 2024-04-09 トヨタ自動車株式会社 電池
US20220302463A1 (en) * 2021-03-18 2022-09-22 Prologium Technology Co., Ltd. Electrode assembly and its battery device thereof
GB2611335A (en) * 2021-09-30 2023-04-05 Dyson Technology Ltd Battery stack
DE102022102761A1 (de) 2022-02-07 2023-08-10 Volkswagen Aktiengesellschaft Feststoffzellenbatterie sowie Verfahren zur Herstellung einer solchen Feststoffbatterie

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013120717A (ja) 2011-12-08 2013-06-17 Toyota Motor Corp 全固体電池

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2522410B2 (ja) * 1989-09-29 1996-08-07 新神戸電機株式会社 固体電解質集合電池
JP3021485B2 (ja) 1989-10-09 2000-03-15 ブラザー工業株式会社 シート状蓄電池の製造方法
JP3982221B2 (ja) * 2001-02-01 2007-09-26 三菱マテリアル株式会社 リチウムイオンポリマー二次電池及び該電池の密着層に用いる結着剤の合成方法
US7351498B2 (en) 2001-04-10 2008-04-01 Mitsubishi Materials Corporation Lithium ion polymer secondary battery its electrode and method for synthesizing polymer compound in binder used in adhesion layer thereof
JP2003123743A (ja) 2001-10-12 2003-04-25 Sony Corp 固体電解質電池及びその製造方法
JP2010067443A (ja) 2008-09-10 2010-03-25 Sumitomo Electric Ind Ltd 電池およびその製造方法
JP5494338B2 (ja) 2010-08-03 2014-05-14 トヨタ自動車株式会社 電極体の製造方法及び電極体
JP5599366B2 (ja) * 2011-05-16 2014-10-01 日立造船株式会社 固体組電池の製造方法
JP6040000B2 (ja) 2012-11-01 2016-12-07 古河機械金属株式会社 全固体型リチウムイオン電池用電極、全固体型リチウムイオン電池および全固体型リチウムイオン電池用電極の製造方法
JP2014130754A (ja) * 2012-12-28 2014-07-10 Toyota Motor Corp 全固体電池
JP2015133292A (ja) * 2014-01-15 2015-07-23 シチズンホールディングス株式会社 扁平型二次電池
DE102015201281A1 (de) * 2015-01-26 2016-07-28 Robert Bosch Gmbh Design für Feststoffzellen
JP6986827B2 (ja) * 2015-02-12 2021-12-22 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置及び電子機器
JP6639347B2 (ja) * 2016-07-20 2020-02-05 株式会社日立ハイテクファインシステムズ 二次電池およびその製造方法
US10680273B2 (en) 2017-07-14 2020-06-09 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Battery

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013120717A (ja) 2011-12-08 2013-06-17 Toyota Motor Corp 全固体電池

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