WO2020137257A1 - 電池 - Google Patents

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WO2020137257A1
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positive electrode
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electrode current
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英一 古賀
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パナソニックIpマネジメント株式会社
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Definitions

  • the present disclosure relates to batteries.
  • Patent Document 1 discloses a bipolar battery having an electrode tab capable of taking out current from current collectors in a plurality of stacked unit cell layers. .. The electrode tab is connected to the current collector and is drawn out of the battery.
  • Patent Document 2 discloses an all-solid-state battery in which a current collector for terminals is attached to an end surface of a laminated body.
  • This disclosure is A positive electrode terminal and a negative electrode terminal, A positive electrode layer and a negative electrode layer, A positive electrode current collector electrically connected to each of the positive electrode layer and the positive electrode terminal, A negative electrode current collector electrically connected to each of the negative electrode layer and the negative electrode terminal, A bipolar current collector located between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, A solid electrolyte layer located between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, An insulating sealing member that is located between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and surrounds the solid electrolyte layer, Equipped with The positive electrode current collector and the negative electrode terminal are electrically separated from each other through a gap, The negative electrode current collector and the positive electrode terminal are electrically separated from each other through a gap, The bipolar current collector is electrically separated from each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal through a gap, Provide batteries.
  • a battery suitable for miniaturization and having high reliability can be realized.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and a top view for schematically explaining the configuration of the battery according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view and a top view for schematically explaining the configuration of the battery according to the second embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view and a top view for schematically explaining the configuration of the battery according to the third embodiment.
  • the battery according to the first aspect of the present disclosure is A positive electrode terminal and a negative electrode terminal, A positive electrode layer and a negative electrode layer, A positive electrode current collector electrically connected to each of the positive electrode layer and the positive electrode terminal, A negative electrode current collector electrically connected to each of the negative electrode layer and the negative electrode terminal, A bipolar current collector located between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, A solid electrolyte layer located between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, An insulating sealing member that is located between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and surrounds the solid electrolyte layer, Equipped with The positive electrode current collector and the negative electrode terminal are electrically separated from each other through a gap, The negative electrode current collector and the positive electrode terminal are electrically separated from each other through a gap, The bipolar current collector is electrically separated from each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal through a gap.
  • the first aspect it is not necessary to directly connect the wiring or the electrode tab for taking out the current from the current collector to the current collector and draw it out of the battery. Therefore, this battery is suitable for miniaturization. Thereby, a battery having a high energy density and a large capacity can be realized. Further, in each of the plurality of cells, the positive electrode current collector and the negative electrode terminal are electrically separated from each other through the gap, and the negative electrode current collector and the positive electrode terminal are electrically separated from each other through the gap. ing. Further, the bipolar current collector is electrically separated from each of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal via a gap. Therefore, this battery has high reliability.
  • the battery according to the first aspect is electrically connected to the positive electrode terminal and electrically separated from each of the negative electrode current collector and the bipolar current collector via a gap.
  • a second anchor portion connected to the negative electrode terminal and electrically separated from each of the positive electrode current collector and the bipolar current collector via a gap May be further provided.
  • the battery has the anchor portion. According to the anchor portion, even when external stress such as stress or cold heat is applied to the battery, it is difficult for the positive electrode terminal and the negative electrode terminal to come off from the battery. Therefore, the anchor portion can reduce the possibility of defective connection in the battery and improve the reliability of the battery.
  • a part of the first anchor part may be embedded in the positive electrode terminal, or a part of the second anchor part may be provided. It may be embedded in the negative electrode terminal. According to the third aspect, the reliability of connection between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be improved.
  • the fourth aspect of the present disclosure for example, in the battery according to the third aspect, even if a portion of the first anchor portion up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the first anchor portion is embedded in the positive electrode terminal. Or, a portion of the second anchor portion up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the second anchor portion may be embedded in the negative electrode terminal. According to the fourth aspect, it is possible to further improve the reliability of connection between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
  • the positive electrode terminal may cover the main surface of the positive electrode current collector, or the negative electrode.
  • the terminal may cover the main surface of the negative electrode current collector. According to the fifth aspect, the joint strength between the battery members can be improved.
  • a part of the positive electrode current collector may be embedded in the positive electrode terminal, or the negative electrode.
  • a part of the current collector may be embedded in the negative electrode terminal. According to the sixth aspect, it is possible to improve the reliability of connection between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
  • the seventh aspect of the present disclosure for example, in the battery according to the sixth aspect, even if a portion of the positive electrode current collector up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the positive electrode current collector is embedded in the positive electrode terminal. Or, a portion of the negative electrode current collector up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the negative electrode current collector may be embedded in the negative electrode terminal. According to the seventh aspect, it is possible to further improve the reliability of connection between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal.
  • the eighth aspect of the present disclosure for example, in the battery according to any one of the first to seventh aspects, even if the positive electrode current collector is electrically connected to the positive electrode terminal via a first alloy. Or, the negative electrode current collector may be electrically connected to the negative electrode terminal via a second alloy. According to the eighth aspect, reliability of electrical connection between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector and the positive electrode terminal and the negative electrode terminal can be improved.
  • FIG. 1 is a schematic diagram illustrating the configuration of the battery 100 according to the first embodiment.
  • the battery 100 is a laminated battery. Therefore, in the present specification, the “battery 100” may be referred to as the “laminated battery 100”.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the battery 100 according to this embodiment.
  • FIG. 1B is a top view of the battery 100.
  • the battery 100 includes a plurality of cells 30, a positive electrode terminal 17 and a negative electrode terminal 18.
  • “cell” may be referred to as “solid battery cell”.
  • the plurality of cells 30 are electrically connected in series.
  • each of the plurality of cells 30 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • Each of the plurality of cells 30 has two pairs of end faces facing each other.
  • a plurality of cells 30 are stacked.
  • the first direction x is a direction from one of the pair of end faces of the specific cell 30 to the other.
  • the second direction y is a direction from one of the other pair of end faces of the specific cell 30 toward the other, and is a direction orthogonal to the first direction x.
  • the third direction z is a stacking direction of the plurality of cells 30, and is a direction orthogonal to each of the first direction x and the second direction y.
  • the number of the plurality of cells 30 is not particularly limited, and may be 2 or more and 100 or less, or 2 or more and 10 or less. The number of the plurality of cells 30 may be 20 or more and 100 or less in some cases.
  • the battery 100 includes a plurality of cells 30a, 30b, 30c and 30d. A plurality of cells 30a, 30b, 30c and 30d are stacked in this order.
  • the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 are electrically connected to the stacked body of the plurality of cells 30, respectively.
  • the shape of each of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 is, for example, a plate shape.
  • the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 face each other.
  • the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 are arranged in the first direction x.
  • a plurality of cells 30 are located between the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18.
  • the surfaces of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 are not covered with an insulating layer, for example.
  • the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 may be simply referred to as “terminal”.
  • the battery 100 includes a positive electrode current collector 11, a positive electrode layer 12, a negative electrode current collector 13, a negative electrode layer 14, a solid electrolyte layer 15, and a bipolar current collector 16 as members constituting a plurality of cells 30.
  • the “bipolar current collector” means a current collector having both a function as a positive electrode current collector and a function as a negative electrode current collector.
  • the positive electrode current collector 11, the negative electrode current collector 13, and the bipolar current collector 16 may be simply referred to as “current collector”.
  • the positive electrode current collector 11 is located at the upper end of the battery 100, for example.
  • the positive electrode current collector 11 constitutes a part of the upper surface of the battery 100.
  • the positive electrode current collector 11 has, for example, a plate shape.
  • the positive electrode current collector 11 is electrically connected to each of the positive electrode layer 12 and the positive electrode terminal 17.
  • the positive electrode current collector 11 may be in direct contact with each of the positive electrode layer 12 and the positive electrode terminal 17.
  • the main surface of the positive electrode current collector 11 may be in direct contact with the positive electrode layer 12.
  • the “main surface” means the surface of the positive electrode current collector 11 having the largest area.
  • the end surface of the positive electrode current collector 11 may be in direct contact with the positive electrode terminal 17.
  • the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18 are electrically separated from each other through a gap.
  • the shortest distance between the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18 is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the shortest distance between the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18 may be 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less depending on the case.
  • the outermost cell 30 a of the plurality of cells 30 has the positive electrode current collector 11.
  • the vicinity of the end face of the cell 30 may be referred to as the “end region” of the cell 30.
  • the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18 are electrically separated from each other with a gap, for example, in an end region of the cell 30a.
  • the negative electrode current collector 13 is located at the lower end of the battery 100, for example.
  • the negative electrode current collector 13 constitutes a part of the lower surface of the battery 100.
  • the negative electrode current collector 13 has, for example, a plate shape.
  • the negative electrode current collector 13 is electrically connected to each of the negative electrode layer 14 and the negative electrode terminal 18.
  • the negative electrode current collector 13 may be in direct contact with each of the negative electrode layer 14 and the negative electrode terminal 18.
  • the main surface of the negative electrode current collector 13 may be in direct contact with the negative electrode layer 14.
  • the end surface of the negative electrode current collector 13 may be in direct contact with the negative electrode terminal 18.
  • the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 are electrically separated from each other through a gap.
  • the shortest distance between the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the shortest distance between the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 may be 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in some cases.
  • the outermost cell 30d among the plurality of cells 30 has the negative electrode current collector 13.
  • the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 are electrically separated from each other with a gap, for example, in the end region of the cell 30d.
  • the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 13 face each other.
  • the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 13 are arranged in the third direction z.
  • the position of the negative electrode current collector 13 is displaced from the position of the positive electrode current collector 11 in the first direction x, for example.
  • the gap between the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 does not overlap with the gap between the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18, for example.
  • the bipolar current collector 16 is located between the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 13.
  • the bipolar current collector 16 has, for example, a plate shape.
  • the bipolar current collector 16 is electrically connected to each of the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 14, for example. Thereby, the bipolar current collector 16 has both a function as a positive electrode current collector and a function as a negative electrode current collector.
  • the bipolar current collector 16 may be in direct contact with each of the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 14.
  • the first main surface of the bipolar current collector 16 may be in direct contact with the positive electrode layer 12.
  • the second main surface of the bipolar current collector 16 may be in direct contact with the negative electrode layer 14.
  • the first main surface and the second main surface face each other.
  • the bipolar current collector 16 is electrically separated from each of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 through a gap.
  • the shortest distance between the bipolar current collector 16 and the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less.
  • the shortest distance between the bipolar current collector 16 and the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 may be 20 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less in some cases.
  • the bipolar current collector 16 is electrically separated from each of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 via a gap in the end region of the cell 30, for example.
  • the battery 100 may include a plurality of bipolar current collectors 16.
  • the number of the bipolar current collectors 16 is not particularly limited, and may be 1 or more and 99 or less, or 1 or more and 9 or less.
  • the number of the bipolar current collectors 16 may be 19 or more and 99 or less in some cases.
  • the battery 100 includes a plurality of bipolar current collectors 16a, 16b and 16c.
  • the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c are arranged in this order in the direction opposite to the third direction z.
  • the bipolar current collector 16a is shared by the cells 30a and 30b.
  • the bipolar current collector 16b is shared by the cells 30b and 30c.
  • the bipolar current collector 16c is shared by the cells 30c and 30d.
  • the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c function as negative electrode current collectors in the cells 30a, 30b and 30c, respectively.
  • the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c function as positive electrode current collectors in the cells 30b, 30c and 30d, respectively.
  • the positive electrode layer 12 has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • the positive electrode layer 12 is disposed on the positive electrode current collector 11 or the bipolar current collector 16.
  • the positive electrode layer 12 partially covers the main surface of the positive electrode current collector 11 or the main surface of the bipolar current collector 16, for example.
  • the positive electrode layer 12 may cover a region including the center of gravity of the main surface of the positive electrode current collector 11 or a region including the center of gravity of the main surface of the bipolar current collector 16.
  • the positive electrode layer 12 is not formed in the end region of the cell 30, for example.
  • the cells 30a, 30b, 30c and 30d have positive electrode layers 12a, 12b, 12c and 12d, respectively.
  • the positive electrode layer 12 a is arranged on the positive electrode current collector 11.
  • the positive electrode layers 12b, 12c and 12d are arranged on the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c, respectively.
  • the negative electrode layer 14 has, for example, a rectangular shape in a plan view.
  • the negative electrode layer 14 is disposed on the negative electrode current collector 13 or the bipolar current collector 16.
  • the negative electrode layer 14 partially covers the main surface of the negative electrode current collector 13 or the main surface of the bipolar current collector 16, for example.
  • the negative electrode layer 14 may cover a region including the center of gravity of the main surface of the negative electrode current collector 13 or a region including the center of gravity of the main surface of the bipolar current collector 16.
  • the negative electrode layer 14 is not formed in the end region of the cell 30, for example.
  • the cells 30a, 30b, 30c and 30d have negative electrode layers 14a, 14b, 14c and 14d, respectively.
  • the negative electrode layers 14a, 14b and 14c are arranged on the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c, respectively.
  • the negative electrode layer 14d is arranged on the negative electrode current collector 13.
  • the solid electrolyte layer 15 has, for example, a rectangular shape in plan view.
  • the solid electrolyte layer 15 is located between the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 13.
  • the battery 100 has, for example, a plurality of solid electrolyte layers 15.
  • the number of the plurality of solid electrolyte layers 15 is, for example, the same as the number of the plurality of cells 30.
  • the cells 30a, 30b, 30c and 30d have solid electrolyte layers 15a, 15b, 15c and 15d, respectively.
  • the solid electrolyte layers 15a, 15b, 15c and 15d and the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c are alternately arranged in the third direction z.
  • the solid electrolyte layer 15a is located between the positive electrode layer 12a and the negative electrode layer 14a.
  • the solid electrolyte layer 15b is located between the positive electrode layer 12b and the negative electrode layer 14b.
  • the solid electrolyte layer 15c is located between the positive electrode layer 12c and the negative electrode layer 14c.
  • the solid electrolyte layer 15d is located between the positive electrode layer 12d and the negative electrode layer 14d.
  • the solid electrolyte layers 15a, 15b, 15c and 15d may be in contact with the positive electrode layers 12a, 12b, 12c and 12d, respectively.
  • the solid electrolyte layers 15a, 15b, 15c and 15d may be in contact with the negative electrode layers 14a, 14b, 14c and 14d, respectively.
  • the battery 100 further includes an insulating sealing member 21.
  • the sealing member 21 is located between the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 13.
  • the sealing member 21 surrounds the solid electrolyte layer 15. That is, the sealing member 21 is located outside the solid electrolyte layer 15 in plan view.
  • the sealing member 21 may be in contact with the solid electrolyte layer 15. In detail, the sealing member 21 may be in contact with the entire side surface of the solid electrolyte layer 15.
  • the sealing member 21 may be in contact with each of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18.
  • the battery 100 has, for example, a plurality of sealing members 21.
  • the number of the plurality of sealing members 21 is, for example, the same as the number of the plurality of cells 30.
  • the cells 30a, 30b, 30c and 30d have sealing members 21a, 21b, 21c and 21d, respectively.
  • the sealing member 21a may be in contact with the sealing member 21b in the gap between the bipolar current collector 16a and the positive electrode terminal 17 and in the gap between the bipolar current collector 16a and the negative electrode terminal 18.
  • the sealing member 21b may be in contact with the sealing member 21c in the gap between the bipolar current collector 16b and the positive electrode terminal 17 and in the gap between the bipolar current collector 16b and the negative electrode terminal 18.
  • the sealing member 21c may be in contact with the sealing member 21d in the gap between the bipolar current collector 16c and the positive electrode terminal 17 and the gap between the bipolar current collector 16c and the negative electrode terminal 18.
  • the sealing member 21a may be in contact with each of the positive electrode current collector 11 and the bipolar current collector 16a. A part of the bipolar current collector 16a may be embedded in the sealing member 21a.
  • the sealing member 21b may be in contact with each of the bipolar current collectors 16a and 16b. A part of the bipolar current collector 16a and a part of the bipolar current collector 16b may be embedded in the sealing member 21b.
  • the sealing member 21c may be in contact with each of the bipolar current collectors 16b and 16c. A part of the bipolar current collector 16b and a part of the bipolar current collector 16c may be embedded in the sealing member 21c.
  • the sealing member 21d may be in contact with each of the negative electrode current collector 13 and the bipolar current collector 16c. A part of the bipolar current collector 16c may be embedded in the sealing member 21d.
  • the sealing member 21 can shield the solid electrolyte layer 15 that is easily deteriorated by water or the like from the external environment. Thereby, it is possible to improve the environment resistance of the laminated battery 100 having a high energy density and a high reliability, and a high voltage and a high output.
  • the battery 100 further includes, for example, a first anchor portion 19 and a second anchor portion 20.
  • first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 may be simply referred to as “anchor portion”.
  • the first anchor portion 19 is connected to the positive electrode terminal 17, and is electrically separated from each of the negative electrode current collector 13 and the bipolar current collector 16 via a gap.
  • the first anchor portion 19 may be in direct contact with the positive electrode terminal 17.
  • the battery 100 has, for example, a plurality of first anchor portions 19.
  • the number of the plurality of first anchor portions 19 is, for example, the same as the number of the plurality of cells 30.
  • the battery 100 has the first anchor portions 19a, 19b, 19c and 19d.
  • the first anchor portion 19a is shared by the cells 30a and 30b.
  • the first anchor portion 19b is shared by the cells 30b and 30c.
  • the first anchor portion 19c is shared by the cells 30c and 30d.
  • the first anchor portion 19d is included in the cell 30d.
  • the first anchor portions 19a, 19b and 19c may be aligned with the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c in the first direction x, respectively.
  • the shortest distance between the first anchor portion 19a and the bipolar current collector 16a the shortest distance between the first anchor portion 19b and the bipolar current collector 16b, and the shortest distance between the first anchor portion 19c and the bipolar current collector 16c.
  • Each is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. These shortest distances may be 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less in some cases.
  • the first anchor portion 19d may be aligned with the negative electrode current collector 13 in the first direction x.
  • the shortest distance between the first anchor portion 19d and the negative electrode current collector 13 is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the shortest distance between the first anchor portion 19d and the negative electrode current collector 13 may be 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less depending on the case.
  • the first anchor portions 19a, 19b, 19c and 19d may be in contact with the sealing members 21a, 21b, 21c and 21d, respectively, or may be embedded in the sealing members 21a, 21b, 21c and 21d.
  • the second anchor portion 20 is connected to the negative electrode terminal 18, and is electrically separated from each of the positive electrode current collector 11 and the bipolar current collector 16 via a gap.
  • the second anchor portion 20 may be in direct contact with the negative electrode terminal 18.
  • the battery 100 has, for example, a plurality of second anchor portions 20.
  • the number of the plurality of second anchor units 20 is, for example, the same as the number of the plurality of cells 30.
  • the battery 100 has the second anchor portions 20a, 20b, 20c and 20d.
  • the second anchor portion 20a is included in the cell 30a.
  • the second anchor portion 20b is shared by the cells 30a and 30b.
  • the second anchor portion 20c is shared by the cells 30b and 30c.
  • the second anchor portion 20d is shared by the cells 30c and 30d.
  • the second anchor portion 20a may be aligned with the positive electrode current collector 11 in the first direction x.
  • the shortest distance between the second anchor portion 20a and the positive electrode current collector 11 is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less.
  • the shortest distance between the second anchor portion 20a and the positive electrode current collector 11 may be 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less depending on the case.
  • the second anchor portions 20b, 20c and 20d may be aligned with the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c in the first direction x, respectively.
  • the shortest distance between the second anchor portion 20b and the bipolar current collector 16a the shortest distance between the second anchor portion 20c and the bipolar current collector 16b, and the shortest distance between the second anchor portion 20d and the bipolar current collector 16c.
  • Each is not particularly limited, and may be 1 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less, or 1 ⁇ m or more and 5 ⁇ m or less. These shortest distances may be 10 ⁇ m or more and 20 ⁇ m or less in some cases.
  • the second anchor portions 20a, 20b, 20c and 20d may be in contact with the sealing members 21a, 21b, 21c and 21d, respectively, or may be embedded in the sealing members 21a, 21b, 21c and 21d.
  • the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 are basically located in a region that does not affect the power generation element of the battery 100.
  • the region that does not affect the power generation element of the battery 100 means, for example, the region of the battery 100 excluding the region surrounded by the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 14.
  • the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 are embedded inside the solid electrolyte layer 15, for example.
  • the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 can connect a plurality of cells 30 in series in an integrated structure without affecting the battery characteristics of the cells 30 and the volume of the cells 30.
  • the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 are firmly joined to the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 13, respectively. Therefore, the voltage and output of the battery 100 can be increased. That is, it has a small shape, has impact resistance, and can improve reliability against stress caused by the deflection of the current collectors 11 and 13, and also has high energy density and high reliability, and high voltage. Also, the laminated battery 100 having high output can be realized.
  • the sealing member 21 functions as a shock absorbing layer integrally with the terminal and the anchor portion.
  • the shock absorbing layer protects the power generation element inside the battery 100, and thus the shock resistance performance of the battery 100 is further improved.
  • the sealing member 21 may be located outside the power generation element.
  • the outside of the power generation element is a portion of the cell 30 that does not affect the electrical characteristics, and means, for example, the outside of the portion surrounded by the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 14.
  • the sealing member 21 may be located inside the power generation element.
  • the inside of the power generation element means, for example, the inside of the portion surrounded by the positive electrode layer 12 and the negative electrode layer 14.
  • the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 are located, for example, in a region of the cell 30 that does not affect the power generation element.
  • the anchor portions 19 and 20 may be located inside the power generation element in order to block the outside of the cell 30 and improve the protection performance as long as the change in the characteristics of the battery 100 is allowable.
  • the surface contacting the solid electrolyte layer 15 or the sealing member 21 may be subjected to a surface roughening treatment, if necessary, and has irregularities. Alternatively, a bent portion may be formed. Holes may be formed on the surfaces of the anchor portions 19 and 20. At this time, in the anchor parts 19 and 20, the grip property with respect to the solid electrolyte layer 15 or the sealing member 21 can be improved. Thereby, the impact resistance of the battery 100 can be further improved. As described above, by enhancing the anchor effect by the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20, it is possible to obtain the laminated battery 100 having higher reliability.
  • the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 have high thermal conductivity due to their electrical conductivity.
  • the anchor portions 19 and 20 also have an effect of radiating the heat generated inside the laminated battery 100 to the outside of the power generation element via the terminals 17 and 18. As a result, it is also possible to suppress the deterioration of the life due to the operation under the high temperature condition which may become apparent in a battery having a high voltage and a high output.
  • the positive electrode current collector 11 may be electrically connected to the positive electrode terminal 17 via the first alloy.
  • the first alloy includes, for example, the material of the positive electrode current collector 11 and the material of the positive electrode terminal 17.
  • the first alloy is formed, for example, by mixing the metal contained in the positive electrode current collector 11 and the metal contained in the positive electrode terminal 17 at the interface between the positive electrode current collector 11 and the positive electrode terminal 17.
  • the region where the first alloy is formed may be referred to as a "first alloy portion" or a "first diffusion layer".
  • the reliability of the electrical connection of the battery 100 with respect to is improved.
  • the first alloy portion improves the connection strength between the positive electrode current collector 11 and the positive electrode terminal 17. When the first alloy is diffused from the first alloy portion to surrounding members, the connection strength between the positive electrode current collector 11 and the positive electrode terminal 17 is further improved.
  • the negative electrode current collector 13 may be electrically connected to the negative electrode terminal 18 via the second alloy.
  • the second alloy includes, for example, the material of the negative electrode current collector 13 and the material of the negative electrode terminal 18.
  • the second alloy is formed, for example, by mixing the metal contained in the negative electrode current collector 13 and the metal contained in the negative electrode terminal 18 at the interface between the negative electrode current collector 13 and the negative electrode terminal 18.
  • the region where the second alloy is formed may be referred to as a "second alloy portion" or a "second diffusion layer".
  • the reliability of the electrical connection of the battery 100 with respect to is improved.
  • the second alloy portion improves the connection strength between the negative electrode current collector 13 and the negative electrode terminal 18. When the second alloy is diffused from the second alloy portion to the surrounding members, the connection strength between the negative electrode current collector 13 and the negative electrode terminal 18 is further improved.
  • the first anchor portion 19 may be connected to the positive electrode terminal 17 via the third alloy.
  • the third alloy includes, for example, the material of the first anchor portion 19 and the material of the positive electrode terminal 17.
  • the third alloy is formed, for example, by mixing the metal contained in the first anchor portion 19 and the metal contained in the positive electrode terminal 17 at the interface between the first anchor portion 19 and the positive electrode terminal 17.
  • the region where the third alloy is formed may be referred to as a “third alloy portion” or a “third diffusion layer”.
  • the third alloy part improves the connection strength between the first anchor part 19 and the positive electrode terminal 17.
  • the second anchor portion 20 may be connected to the negative electrode terminal 18 via the fourth alloy.
  • the fourth alloy includes, for example, the material of the second anchor portion 20 and the material of the negative electrode terminal 18.
  • the fourth alloy is formed, for example, by mixing the metal contained in the second anchor portion 20 and the metal contained in the negative electrode terminal 18 at the interface between the second anchor portion 20 and the negative electrode terminal 18.
  • the region where the fourth alloy is formed may be referred to as a “fourth alloy portion” or a “fourth diffusion layer”.
  • the fourth alloy portion improves the connection strength between the second anchor portion 20 and the negative electrode terminal 18.
  • the battery 100 having high voltage, high output, high energy density and high reliability can be provided by firmly integrating the plurality of cells 30 electrically connected in series in a small size.
  • the wiring or the electrode tab for taking out the current from the current collectors 11 and 13 is connected to the current collectors 11 and 13 and integrated without being drawn out of the battery 100. It is possible to obtain a laminated battery connected in series. Further, since the plurality of cells 30 connected in series can be firmly and compactly integrated by the anchor portions 19 and 20, the battery 100 having high voltage, high output and high energy density and high reliability can be realized.
  • the positive electrode layer 12 functions as a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material.
  • the positive electrode layer 12 may include a positive electrode active material as a main component.
  • the main component means a component contained in the positive electrode layer 12 in the most weight ratio.
  • the positive electrode active material is a material in which metal ions such as lithium (Li) ions and magnesium (Mg) ions are inserted or desorbed in the crystal structure at a potential higher than that of the negative electrode, and oxidation or reduction is performed with it.
  • the type of positive electrode active material can be appropriately selected according to the type of battery, and a known positive electrode active material can be used. Examples of the positive electrode active material include compounds containing lithium and a transition metal element.
  • this compound examples include an oxide containing lithium and a transition metal element, and a phosphoric acid compound containing lithium and a transition metal element.
  • the oxide containing lithium and a transition metal element for example, LiNi x M 1-x O 2 (M is, Co, Al, Mn, V , Cr, Mg, Ca, Ti, Zr, Nb, Mo and W Is at least one element selected from the group consisting of, x is a lithium nickel composite oxide such as 0 ⁇ x ⁇ 1, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), manganic acid Layered oxides such as lithium (LiMn 2 O 4 ) and lithium manganate (LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 , LiMnO 2 ) having a spinel structure are used.
  • lithium iron phosphate having an olivine structure LiFePO 4
  • a sulfide such as sulfur (S) or lithium sulfide (Li 2 S) can be used as the positive electrode active material. It is also possible to use, as the positive electrode active material, particles obtained by coating or adding lithium niobate (LiNbO 3 ) to particles containing sulfide.
  • the positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more.
  • the positive electrode layer 12 is not particularly limited as long as it contains a positive electrode active material.
  • the positive electrode layer 12 may be a mixture layer composed of a mixture of a positive electrode active material and another additive material.
  • Other additive materials that can be used include solid electrolytes such as inorganic solid electrolytes, conductive aids such as acetylene black, and binders such as polyethylene oxide and polyvinylidene fluoride.
  • the thickness of the positive electrode layer 12 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the negative electrode layer 14 functions as a negative electrode active material layer containing a negative electrode material such as a negative electrode active material.
  • the negative electrode layer 14 may include a negative electrode material as a main component.
  • the negative electrode active material is a material in which metal ions such as lithium (Li) ions and magnesium (Mg) ions are inserted or desorbed in the crystal structure at a potential lower than that of the positive electrode, and oxidation or reduction is performed with it.
  • the type of negative electrode active material can be appropriately selected according to the type of battery, and a known negative electrode active material can be used.
  • a carbon material such as natural graphite, artificial graphite, graphite carbon fiber, resin-fired carbon, or an alloy material to be mixed with the solid electrolyte may be used.
  • alloy-based materials include lithium alloys such as LiAl, LiZn, Li 3 Bi, Li 3 Cd, Li 3 Sb, Li 4 Si, Li 4.4 Pb, Li 4.4 Sn, Li 0.17 C and LiC 6 , lithium titanate (Li.
  • An oxide of lithium and a transition metal element such as 4 Ti 5 O 12
  • a metal oxide such as zinc oxide (ZnO) or silicon oxide (SiO x ) may be used.
  • the negative electrode active material may be used alone or in combination of two or more.
  • the negative electrode layer 14 is not particularly limited as long as it contains the negative electrode active material.
  • the negative electrode layer 14 may be a mixture layer composed of a mixture of a negative electrode active material and another additive material.
  • Other additive materials that can be used include solid electrolytes such as inorganic solid electrolytes, conductive aids such as acetylene black, and binders such as polyethylene oxide and polyvinylidene fluoride.
  • the thickness of the negative electrode layer 14 is, for example, 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte layer 15 contains a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte is not particularly limited as long as it has ionic conductivity, and known electrolytes for batteries can be used.
  • an electrolyte that conducts metal ions such as Li ions and Mg ions can be used.
  • the solid electrolyte can be appropriately selected according to the conductive ionic species.
  • an inorganic solid electrolyte such as a sulfide-based solid electrolyte or an oxide-based solid electrolyte can be used.
  • Examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 2 S-P 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-B 2 S 3 , Li 2 S-GeS 2 , Li 2 S-SiS 2 -LiI. , Li 2 S—SiS 2 —Li 3 PO 4 , Li 2 S—Ge 2 S 2 , Li 2 S—GeS 2 —P 2 S 5 , Li 2 S—GeS 2 —ZnS, and other lithium-containing sulfides are used. Can be done.
  • oxide-based solid electrolyte examples include lithium-containing metal oxides such as Li 2 O—SiO 2 and Li 2 O—SiO 2 —P 2 O 5, and lithium-containing metal nitrides such as Li x P y O 1 -z N z.
  • lithium-containing metal oxides such as Li 2 O—SiO 2 and Li 2 O—SiO 2 —P 2 O 5
  • lithium-containing metal nitrides such as Li x P y O 1 -z N z.
  • Compounds, lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), lithium-containing transition metal oxides such as lithium titanium oxide, and the like can be used.
  • As the solid electrolyte only one of these materials may be used, or two or more of these materials may be used in combination.
  • the solid electrolyte layer 15 may contain a binder for binding such as polyethylene oxide and polyvinylidene fluoride, in addition to the above solid electrolyte.
  • the thickness of the solid electrolyte layer 15 is, for example, 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte may have a particle shape.
  • the solid electrolyte may be a sintered body.
  • terminals 17 and 18 are made of, for example, low-resistance conductors.
  • the terminals 17 and 18 for example, hardened conductive resin containing conductive metal particles such as Ag is used.
  • a conductive resin paste described later can be used.
  • the terminals 17 and 18 may be a conductive metal plate such as a SUS plate coated with a conductive adhesive.
  • a thermosetting conductive paste described later can be used. With the conductive adhesive, the stacked body of the plurality of cells 30 can be sandwiched between the two metal plates.
  • the conductive adhesive is not particularly limited as long as it can maintain conductivity and bondability in the operating temperature range of the laminated battery 100 and in the manufacturing process of the laminated battery 100.
  • the composition, thickness, and material of the conductive adhesive are such that when the conductive adhesive is supplied with a current at the maximum rate required under the usage environment of the laminated battery 100, There is no particular limitation as long as it does not affect the life characteristics and the battery characteristics and can maintain the durability of the conductive adhesive.
  • the terminals 17 and 18 may be plated with Ni—Sn or the like.
  • the positive electrode current collector 11, the negative electrode current collector 13, and the bipolar current collector 16 are not particularly limited as long as they are made of a conductive material.
  • Examples of the material of the current collectors 11, 13 and 16 include stainless steel, nickel, aluminum, iron, titanium, copper, palladium, gold and platinum.
  • the materials of the current collectors 11, 13 and 16 may be used alone or as an alloy in which two or more kinds are combined.
  • the current collectors 11, 13 and 16 may be foil-shaped bodies, plate-shaped bodies, mesh-shaped bodies or the like.
  • the material of the current collectors 11, 13 and 16 is particularly limited as long as the current collectors 11, 13 and 16 do not melt and decompose due to the manufacturing process of the battery 100, the operating temperature of the battery 100, and the pressure inside the battery 100.
  • the operating potential of the battery 100 applied to the current collectors 11, 13 and 16 and the conductivity of the current collectors 11, 13 and 16 can be taken into consideration and can be appropriately selected.
  • the materials of the current collectors 11, 13 and 16 can be selected depending on the tensile strength and heat resistance required for the current collectors 11, 13 and 16. Examples of materials for the current collectors 11, 13 and 16 include copper, aluminum and alloys containing them as the main components.
  • the current collectors 11, 13 and 16 may be electrolytic copper foils having high strength, or clad materials in which different metal foils are laminated.
  • the thickness of the current collectors 11, 13 and 16 is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the material of the sealing member 21 is not particularly limited as long as it has an insulating property.
  • Examples of the material of the sealing member 21 include insulating resins such as polypropylene, polyethylene, and polyamide.
  • the materials of the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 are not particularly limited. Examples of the material of the anchor portions 19 and 20 include the materials exemplified as the material of the current collectors 11, 13 and 16.
  • the material of the first anchor portion 19d may be the same as the material of the negative electrode current collector 13.
  • the material of the second anchor portion 20a may be the same as the material of the positive electrode current collector 11.
  • the material of the first anchor portions 19a, 19b and 19c may be the same as the material of the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c, respectively.
  • the material of the second anchor portions 20b, 20c and 20d may be the same as the material of the bipolar current collectors 16a, 16b and 16c, respectively.
  • the thickness of the anchor portions 19 and 20 is, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the configuration of the battery 100 of this embodiment differs from the configurations of the batteries described in Patent Documents 1 and 2 in the following points.
  • Patent Document 1 discloses a bipolar battery having a structure in which electrode tabs for taking out current from current collectors in a plurality of stacked unit cell layers are connected to the current collectors and are drawn out of the batteries. It is disclosed. In the battery structure of Patent Document 1, the plurality of unit cell layers are not rigidly integrated.
  • Patent Document 2 discloses an all-solid-state battery in which a terminal current collector is attached to an end surface of a laminated body including a series current collector. However, in the all-solid-state battery of Patent Document 2, there is no gap between the terminal current collector and the series current collector. Furthermore, the all-solid-state battery of Patent Document 2 does not have an anchor portion.
  • the electrode tab is connected to the current collector and pulled out of the battery. It may be difficult to miniaturize such a battery and to maintain reliability such as connection strength of members included in the battery. Therefore, the battery of Patent Document 1 is not suitable for higher voltage, higher output and smaller size. When a shock is applied to the battery of Patent Document 1, the reliability of the electrical connection of the battery is low. As described above, in the configuration of the battery of Patent Document 1, it is difficult to miniaturize and increase the output of the battery, and there may be a problem in characteristics relating to the reliability of the battery such as impact resistance.
  • a terminal current collector is arranged on the end surface of the laminated body.
  • the terminal current collector is a member that brings out the characteristics of the battery. Therefore, the terminal current collector needs to have not only initial characteristics but also reliability of electrical connection under various conditions.
  • the laminated body is sandwiched by plate-shaped current collectors for terminals, and the battery cells are electrically connected to each other in a structure having no anchor portion. Therefore, the battery of Patent Document 2 may have a problem in mechanical strength and electrical connection strength against impact.
  • an insulating layer is formed on the terminal current collector. When the battery of Patent Document 2 is impacted and the series current collector is displaced, the end surface of the series current collector that was in contact with the insulating layer may contact the terminal current collector. This may cause a short circuit.
  • Patent Documents 1 and 2 in the battery 100 of this embodiment, a plurality of cells 30 are electrically connected in series and integrated.
  • the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18 are electrically separated from each other through the gap
  • the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 are electrically separated from each other through the gap.
  • the bipolar current collector 16 is electrically separated from each of the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 through a gap.
  • the anchor portions 19 and 20 are connected to the terminals 17 and 18. Therefore, the battery 100 of the present embodiment is unlikely to cause the above problems.
  • Patent Documents 1 and 2 do not disclose the above configuration of the battery 100 of the present embodiment.
  • the battery 100 according to this embodiment can be manufactured by, for example, a sheet manufacturing method.
  • the process of manufacturing the cell 30 may be referred to as a “sheet manufacturing process”.
  • sheet production process for example, a laminated body in which the precursors of the respective constituents of the cells 30 included in the battery 100 according to the present embodiment are laminated is produced.
  • this "laminate" may be referred to as "a precursor of the cell 30".
  • the precursor of the cell 30a for example, the precursor of the positive electrode current collector 11, the sheet of the positive electrode layer 12, the sheet of the solid electrolyte layer 15, the sheet of the negative electrode layer 14, and the precursor of the bipolar current collector 16 are laminated in this order. Has been done.
  • the precursor of the bipolar current collector 16 the sheet of the positive electrode layer 12, the sheet of the solid electrolyte layer 15, the sheet of the negative electrode layer 14, and the precursor of the bipolar current collector 16 are They are stacked in this order.
  • the precursor of the cell 30d for example, the precursor of the bipolar current collector 16, the sheet of the positive electrode layer 12, the sheet of the solid electrolyte layer 15, the sheet of the negative electrode layer 14, and the precursor of the negative electrode current collector 13 are laminated in this order. Has been done.
  • the sheet of the solid electrolyte layer 15 is surrounded by the sealing member 21.
  • a predetermined number of laminated bodies are produced in accordance with the number of cells 30 to be connected in series. The order of forming the members included in the laminated body is not particularly limited.
  • the sheet production step includes a step of producing a sheet that is a precursor of each component of the cell 30 and laminating the sheet.
  • the sheet of the positive electrode layer 12 can be produced by the following method, for example. First, a positive electrode active material, a solid electrolyte as a mixture, a conductive aid, a binder and a solvent are mixed to obtain a slurry for producing a sheet of the positive electrode layer 12.
  • the slurry for producing the sheet of the positive electrode layer 12 may be referred to as “positive electrode active material slurry”.
  • the positive electrode active material slurry is applied onto the precursor of the positive electrode current collector 11 and the precursor of the bipolar current collector 16 by using a printing method or the like.
  • the sheet of the positive electrode layer 12 is formed by drying the obtained coating film.
  • precursor of the positive electrode current collector 11 in which the sheets of the positive electrode layer 12 are stacked and the precursor of the bipolar current collector 16 in which the sheets of the positive electrode layer 12 are stacked are obtained.
  • precursor of the bipolar current collector 16 in which the sheets of the positive electrode layer 12 are stacked may be referred to as “precursor A”.
  • the precursor of the positive electrode current collector 11 and the precursor of the bipolar current collector 16 for example, a copper foil having a thickness of about 30 ⁇ m can be used.
  • the positive electrode active material it is possible to use, for example, a powder of Li.Ni.Co.Al composite oxide (LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) having an average particle size of about 5 ⁇ m and having a layered structure.
  • the solid electrolyte as the mixture for example, a glass powder of Li 2 SP 2 S 5 sulfide having an average particle diameter of about 10 ⁇ m and containing triclinic crystals as a main component can be used. ..
  • the solid electrolyte has a high ionic conductivity of, for example, 2 ⁇ 10 ⁇ 3 S/cm or more and 3 ⁇ 10 ⁇ 3 S/cm or less.
  • the positive electrode active material slurry can be applied to one surface of a copper foil, which is a precursor of the positive electrode current collector 11 and a precursor of the bipolar current collector 16, by a screen printing method, for example.
  • the obtained coating film has, for example, a predetermined shape and a thickness of about 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the coating film is dried to obtain a sheet of the positive electrode layer 12.
  • the coating film may be dried at a temperature of 80° C. or higher and 130° C. or lower.
  • the sheet of the positive electrode layer 12 has a thickness of, for example, 30 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the sheet of the negative electrode layer 14 can be produced, for example, by the following method. First, a negative electrode active material, a solid electrolyte, a conductive auxiliary agent, a binder and a solvent are mixed to obtain a slurry for producing a sheet of the negative electrode layer 14.
  • the slurry for producing the sheet of the negative electrode layer 14 may be referred to as “negative electrode active material slurry”.
  • the negative electrode active material slurry is applied onto the precursor of the negative electrode current collector 13 and the precursor of the bipolar current collector 16 using a printing method or the like.
  • the sheet of the negative electrode layer 14 is formed by drying the obtained coating film.
  • precursor B the precursor of the negative electrode current collector 13 in which the sheets of the negative electrode layer 14 are stacked and the precursor of the bipolar current collector 16 in which the sheets of the negative electrode layer 14 are stacked are obtained.
  • precursor B the precursor of the bipolar current collector 16 in which the sheets of the negative electrode layer 14 are laminated.
  • the precursor of the negative electrode current collector 13 for example, a copper foil having a thickness of about 30 ⁇ m can be used.
  • the negative electrode active material for example, natural graphite powder having an average particle diameter of about 10 ⁇ m can be used.
  • the solid electrolyte for example, those exemplified in the method for producing the sheet of the positive electrode layer 12 can be used.
  • the negative electrode active material slurry can be applied to one surface of a copper foil, which is a precursor of the negative electrode current collector 13 and a precursor of the bipolar current collector 16, by a screen printing method, for example.
  • the obtained coating film has, for example, a predetermined shape and a thickness of about 50 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the coating film is dried to obtain a sheet of the negative electrode layer 14.
  • the coating film may be dried at a temperature of 80° C. or higher and 130° C. or lower.
  • the sheet of the negative electrode layer 14 has a thickness of, for example, 30 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the sealing member 21 can be manufactured, for example, by the following method. First, a dispersion liquid of an insulating resin is prepared. The dispersion liquid is applied onto the precursor of the positive electrode current collector 11, the precursor of the negative electrode current collector 13, the precursor A and the precursor B to obtain a coating film. The coating film for forming the sealing member 21 surrounds the sheet of the positive electrode layer 11 or the sheet of the negative electrode layer 14, for example. The sealing member 21 is formed by drying these coating films.
  • the sheet of the solid electrolyte layer 15 is arranged so as to be surrounded by the sealing member 21 between the sheet of the positive electrode layer 12 and the sheet of the negative electrode layer 14.
  • the sheet of the solid electrolyte layer 15 can be produced, for example, by the following method. First, the solid electrolyte, the conductive additive, the binder and the solvent are mixed to obtain a slurry for producing a sheet of the solid electrolyte layer 15.
  • the slurry for producing the sheet of the solid electrolyte layer 15 may be referred to as “solid electrolyte slurry”.
  • the solid electrolyte slurry is applied onto the sheet of the positive electrode layer 12. Similarly, the solid electrolyte slurry is applied onto the sheet of the negative electrode layer 14.
  • the solid electrolyte slurry is applied by, for example, a printing method using a metal mask.
  • the obtained coating film has a thickness of, for example, about 100 ⁇ m.
  • the coating film is dried.
  • the coating film may be dried at a temperature of 80° C. or higher and 130° C. or lower. As a result, a sheet of the solid electrolyte layer 15 is formed on each of the sheet of the positive electrode layer 12 and the sheet of the negative electrode layer 14.
  • the method for producing the sheet of the solid electrolyte layer 15 is not limited to the above method.
  • the sheet of the solid electrolyte layer 15 may be manufactured by the following method. First, the solid electrolyte slurry is applied onto a base material by using a printing method or the like.
  • the base material is not particularly limited as long as the sheet of the solid electrolyte layer 15 can be formed thereon, and includes, for example, Teflon (registered trademark), polyethylene terephthalate (PET) and the like.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the shape of the base material is, for example, a film shape or a foil shape.
  • the sheet of the solid electrolyte layer 15 is obtained by drying the coating film formed on the base material. The sheet of the solid electrolyte layer 15 can be peeled off from the base material and used.
  • the solvent used for the positive electrode active material slurry, the negative electrode active material slurry, and the solid electrolyte slurry is not particularly limited as long as it can dissolve the binder and does not adversely affect the battery characteristics.
  • the solvent include alcohols such as ethanol, isopropanol, n-butanol, and benzyl alcohol, toluene, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethylene glycol ethyl ether, isophorone, butyl lactate, dioctyl phthalate,
  • An organic solvent such as dioctyl adipate, N,N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) and water can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the screen printing method is exemplified as the method of applying the positive electrode active material slurry, the negative electrode active material slurry, and the solid electrolyte slurry, but the application method is not limited to this.
  • a coating method a doctor blade method, a calendar method, a spin coating method, a dip coating method, an inkjet method, an offset method, a die coating method, a spray method or the like may be used.
  • an auxiliary agent such as a plasticizer as necessary. May be mixed.
  • the slurry mixing method is not particularly limited. Additives such as a thickener, a plasticizer, a defoaming agent, a leveling agent, and an adhesion-imparting agent may be added to the slurry as needed.
  • the sheet of the solid electrolyte layer 15 formed on the sheet of the positive electrode layer 12 and the sheet of the solid electrolyte layer 15 formed on the sheet of the negative electrode layer 14 are superposed. Specifically, by stacking the sheet of the solid electrolyte layer 15 laminated on the precursor of the positive electrode current collector 11 and the sheet of the solid electrolyte layer 15 laminated on the precursor B, the precursor of the cell 30a is can get. By stacking the sheet of the solid electrolyte layer 15 laminated on the precursor A and the sheet of the solid electrolyte layer 15 laminated on the precursor B, the precursor of the cell 30b and the precursor of the cell 30c are obtained.
  • the precursor of the cell 30d is obtained.
  • the end surface of the precursor of the positive electrode current collector 11 overlaps the end surface of the precursor B in a plan view, for example.
  • the end surface of the precursor A overlaps with the end surface of the precursor B in a plan view, for example.
  • the end surface of the precursor of the negative electrode current collector 13 overlaps with the end surface of the precursor A in plan view, for example.
  • the precursor of the positive electrode current collector 11 is cut so that the positive electrode current collector 11 is obtained.
  • the precursor of the positive electrode current collector 11 is cut so that the positive electrode current collector 11 and the negative electrode terminal 18 are electrically separated from each other through a gap.
  • the cut surface of the positive electrode current collector 11 extends straight in the second direction y, for example.
  • the cutting of the precursor of the positive electrode current collector 11 can be performed by, for example, a laser.
  • the second anchor portion 20 can be formed together with the positive electrode current collector 11.
  • the shortest distance between the positive electrode current collector 11 and the second anchor portion 20 is, for example, 10 ⁇ m.
  • the positive electrode current collector 11 and the second anchor portion 20 are electrically separated from each other by the gap between the positive electrode current collector 11 and the second anchor portion 20. That is, the gap between the positive electrode current collector 11 and the second anchor portion 20 is electrically insulated.
  • the precursor of the negative electrode current collector 13 is cut so that the negative electrode current collector 13 is obtained.
  • the precursor of the negative electrode current collector 13 is cut so that the negative electrode current collector 13 and the positive electrode terminal 17 are electrically separated from each other with a gap.
  • the cut surface of the negative electrode current collector 13 extends straight in the second direction y, for example.
  • the precursor of the negative electrode current collector 13 can be cut by, for example, a laser.
  • the first anchor portion 19 can be formed together with the negative electrode current collector 13.
  • the shortest distance between the negative electrode current collector 13 and the first anchor portion 19 is, for example, 10 ⁇ m.
  • the gap between the negative electrode current collector 13 and the first anchor portion 19 electrically separates the negative electrode current collector 13 and the first anchor portion 19 from each other. That is, the gap between the negative electrode current collector 13 and the first anchor portion 19 is electrically insulated.
  • the precursor of the bipolar current collector 16 is cut. Specifically, when the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 are arranged, the precursors A and B are so arranged that the bipolar current collector 16 is electrically separated from the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 through a gap. Disconnect.
  • Each of the cut precursors A and B has, for example, two cut surfaces. Each of the two cut surfaces extends straight in the second direction y, for example.
  • the cutting of the precursors A and B can be performed by, for example, a laser.
  • the first anchor portion 19 and the second anchor portion 20 can be formed by cutting the precursors A and B.
  • the shortest distance between the cut precursors A and B and the first anchor portion 19 and the shortest distance between the cut precursors A and B and the second anchor portion 20 are, for example, 10 ⁇ m. Due to the gap between the cut precursors A and B and the first anchor portion 19 and the gap between the cut precursors A and B and the second anchor portion 20, the cut precursors A and B B and the anchor portions 19 and 20 are electrically separated from each other. That is, the gap between the cut precursors A and B and the anchor portions 19 and 20 is electrically insulated.
  • the order of cutting the precursor of the positive electrode current collector 11, cutting the precursor of the negative electrode current collector 13, and cutting the precursor of the bipolar current collector 16 is not particularly limited.
  • the precursor of the negative electrode current collector 13 or the precursor of the bipolar current collector 16 may be cut after cutting the precursor of the positive electrode current collector 11, and after cutting the precursor of the negative electrode current collector 13.
  • the precursor of the positive electrode current collector 11 or the precursor of the bipolar current collector 16 may be cut, and the precursor of the negative electrode current collector 13 or the positive electrode current collector may be cut after cutting the precursor of the bipolar current collector 16. Eleven precursors may be cleaved.
  • the cutting of the precursor of the positive electrode current collector 11, the cutting of the precursor of the negative electrode current collector 13, and the cutting of the precursor of the bipolar current collector 16 are performed on the solid electrolyte layer formed on the sheet of the positive electrode layer 12. It may be performed before the sheet of No. 15 and the sheet of the solid electrolyte layer 15 formed on the sheet of the negative electrode layer 14 are superposed.
  • the cutting of the precursor of the positive electrode current collector 11, the cutting of the precursor of the negative electrode current collector 13, and the cutting of the precursor of the bipolar current collector 16 may be performed using a means such as dicing.
  • the insulating portion may be provided by cutting the precursor of the positive electrode current collector 11 and removing a part of the precursor.
  • the insulating portion may be provided by cutting the precursor of the negative electrode current collector 13 and removing a part of the precursor.
  • the insulating portion may be provided by cutting the precursor of the bipolar current collector 16 and removing a part of the precursor.
  • the cells 30a, 30b, 30c, and 30d are obtained by cutting the precursor of the positive electrode current collector 11, the precursor of the negative electrode current collector 13, and the precursor of the bipolar current collector 16.
  • the cut precursor B has a main surface exposed to the outside of the cell 30a.
  • the cleaved precursors A and B have a main surface exposed to the outside of the cells 30b and 30c.
  • the precursor A that has been cut has a main surface exposed to the outside of the cell 30d.
  • a conductive adhesive is applied to the main surfaces of the cut precursors A and B that are exposed to the outside of the cell 30.
  • the method of applying the conductive adhesive include a screen printing method.
  • the main surface coated with the adhesive material may be referred to as an “adhesive surface”.
  • the adhesive surface of the cut precursor B in the cell 30a is bonded to the adhesive surface of the cut precursor A in the cell 30b.
  • the bipolar current collector 16 is obtained.
  • the adhesive surface of the cut precursor B in the cell 30b is bonded to the adhesive surface of the cut precursor A in the cell 30c.
  • the adhesive surface of the cut precursor B in the cell 30c is bonded to the adhesive surface of the cut precursor A in the cell 30d.
  • the bonding surfaces can be bonded to each other by, for example, pressure bonding.
  • the temperature at which the bonding surfaces are bonded together is, for example, 50° C. or higher and 100° C. or lower.
  • the pressure applied to the cell 30 when the bonding surfaces are bonded together is, for example, 300 MPa or more and 400 MPa or less.
  • the time for applying pressure to the cell 30 is, for example, 90 seconds or more and 120 seconds or less.
  • a low-resistance conductive tape can be used for bonding.
  • paste-like silver powder or copper powder may be used instead of the conductive adhesive. If the bonding surface of the cell 30 coated with the paste-like silver powder or copper powder is pressure-bonded to the bonding surface of another cell 30, the metal particles and the current collector can be mechanically bonded by the anchor effect.
  • the method of stacking the plurality of cells 30 is not particularly limited as long as the method has adhesiveness and conductivity.
  • the stacked body of the plurality of cells 30 and the positive electrode terminal 17 and the negative electrode terminal 18 are electrically connected.
  • the stacked body of the plurality of cells 30 and the terminals 17 and 18 can be electrically connected by, for example, the following method.
  • a conductive resin paste is applied to the surface on which the terminals 17 and 18 are to be arranged.
  • the terminals 17 and 18 are formed by curing the conductive resin paste.
  • the temperature for curing the conductive resin paste is, for example, about 100° C. or higher and 300° C. or lower.
  • the time for curing the conductive resin paste is, for example, 60 minutes.
  • the conductive resin paste for example, high melting point high conductive metal particles containing Ag, Cu, Ni, Zn, Al, Pd, Au, Pt or alloys thereof, low melting point metal particles, and resin are used.
  • a thermosetting conductive paste containing the same can be used.
  • the melting point of the highly conductive metal particles is, for example, 400° C. or higher.
  • the melting point of the low melting point metal particles may be equal to or lower than the curing temperature of the conductive resin paste or may be equal to or lower than 300° C.
  • Examples of the material of the low melting point metal particles include Sn, SnZn, SnAg, SnCu, SnAl, SnPb, In, InAg, InZn, InSn, Bi, BiAg, BiNi, BiSn, BiZn and BiPb.
  • a conductive paste containing such a low-melting point metal powder at a thermosetting temperature lower than the melting point of the low-melting point metal particles, the conductive paste, the contact portion of the current collector or the anchor portion At, solid-phase and liquid-phase reactions proceed. Thereby, for example, an alloy containing the metal contained in the conductive paste and the metal contained in the current collector or the anchor portion is formed.
  • a diffusion layer containing an alloy is formed near the connection between the current collector or the anchor and the terminal.
  • Ag or Ag alloy is used as the conductive particles and Cu is used as the current collector, a highly conductive alloy containing AgCu is formed.
  • AgNi, AgPd, etc. can be formed by combining the material of the conductive particles and the material of the current collector.
  • the terminal and the current collector or anchor portion are integrally joined by the diffusion layer containing the alloy. According to the above configuration, the terminal and the current collector or the anchor portion are connected more firmly than the anchor effect. Therefore, the problem of disconnection of each member due to a difference in thermal expansion due to a thermal cycle or the like in each member of the battery 100 or an impact is unlikely to occur.
  • the shape of the high-conductivity metal particles and the low-melting metal particles is not particularly limited, and may be spherical, scale-like, needle-like or the like.
  • the resin used for the thermosetting conductive paste is not particularly limited as long as it functions as a binder for binding, and an appropriate one can be selected according to the manufacturing process to be adopted such as suitability for printing method and coatability.
  • the resin used for the thermosetting conductive paste includes, for example, a thermosetting resin.
  • the thermosetting resin include amino resins such as urea resin, melamine resin and guanamine resin, bisphenol A type, bisphenol F type, phenol novolac type, alicyclic type epoxy resin, oxetane resin, resol type and novolac type. And a silicone-modified organic resin such as silicone epoxy and silicone polyester. These resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the manufacturing method of the present embodiment shows an example in which the battery 100 is manufactured by the powder compacting process.
  • the firing process may be used to produce a laminate of sintered bodies, and the terminals 17 and 18 may be produced by a baking process.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating the configuration of the battery 200 according to the second embodiment.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view of the battery 200 according to this embodiment.
  • FIG. 2B is a top view of the battery 200.
  • the positive electrode terminal 23 covers the main surface of the positive electrode current collector 11 and the main surface of the first anchor portion 19d.
  • the negative electrode terminal 24 covers the main surface of the negative electrode current collector 13 and the main surface of the second anchor portion 20a.
  • the structure of the battery 200 is the same as the structure of the battery 100 of the first embodiment.
  • the elements common to the battery 100 of the first embodiment and the battery 200 of the present embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted. That is, the following description of each embodiment can be applied to each other as long as there is no technical contradiction. Further, the respective embodiments may be combined with each other as long as there is no technical contradiction.
  • the positive electrode terminal 23 may partially cover the main surface of the positive electrode current collector 11 or may entirely cover the main surface. In other words, the positive electrode terminal 23 covers at least a part of the upper surface of the positive electrode current collector 11 located at the upper end of the battery 200. Furthermore, in the battery 200, the positive electrode terminal 23 covers the main surface of the first anchor portion 19d included in the outermost cell 30d of the plurality of cells 30. In other words, the positive electrode terminal 23 covers the lower surface of the first anchor portion 19d located at the lower end of the battery 200.
  • the positive electrode terminal 23 has a main body portion 23a and fixing portions 23b and 23c.
  • the main body portion 23a extends in the third direction z.
  • the fixing portions 23b and 23c fix the plurality of cells 30.
  • a plurality of cells 30 are sandwiched between the fixed parts 23b and 23c.
  • the fixed portions 23b and 23c are respectively connected to the pair of end faces of the main body portion 23a.
  • Each of the fixed portions 23b and 23c extends in the first direction x.
  • the fixed portion 23b covers the main surface of the positive electrode current collector 11.
  • the fixed portion 23c covers the main surface of the first anchor portion 19d.
  • the negative electrode terminal 24 may partially cover the main surface of the negative electrode current collector 13 or may entirely cover the main surface. In other words, the negative electrode terminal 24 covers at least a part of the lower surface of the negative electrode current collector 13 located at the lower end of the battery 200. Further, in the battery 200, the negative electrode terminal 24 covers the main surface of the second anchor portion 20a included in the outermost cell 30a of the plurality of cells 30. In other words, the negative electrode terminal 24 covers the upper surface of the second anchor portion 20a located at the upper end of the battery 200.
  • the negative electrode terminal 24 has a main body portion 24a and fixing portions 24b and 24c.
  • the main body portion 24a extends in the third direction z.
  • the fixing portions 24b and 24c fix the plurality of cells 30.
  • a plurality of cells 30 are sandwiched between the fixed parts 24b and 24c.
  • the fixed portions 24b and 24c are respectively connected to the pair of end faces of the main body portion 24a.
  • Each of the fixing portions 24b and 24c extends in the direction opposite to the first direction x.
  • the fixed portion 24b covers the main surface of the second anchor portion 20a.
  • the fixing portion 24c covers the main surface of the negative electrode current collector 13.
  • the fixing portions 23b, 23c, 24b and 24c of the terminals 23 and 24 can be manufactured by the following method, for example.
  • the conductive resin paste is applied to the upper surface of the positive electrode current collector 11 located at the upper end of the stacked body of the plurality of cells 30 and the upper surface of the second anchor portion 20a. Further, the conductive resin paste is applied to the lower surface of the negative electrode current collector 13 located at the lower end of the stack of the plurality of cells 30 and the lower surface of the first anchor portion 19d.
  • the conductive resin paste can be applied by, for example, a screen printing method.
  • the fixing portions 23b, 23c, 24b and 24c are formed by thermosetting the conductive resin paste.
  • the fixing portions 23b and 24b should be formed so that the positive electrode current collector 11 and the second anchor portion 20a are not short-circuited.
  • the fixing portions 23c and 24c should be formed so that the negative electrode current collector 13 and the first anchor portion 19d are not short-circuited.
  • the laminated body of the plurality of cells 30 can be sandwiched by the fixing portions 23b, 23c, 24b and 24c. As a result, it is possible to realize the laminated battery 200 having improved durability against impacts from multiple directions.
  • thermosetting resin paste containing the above-mentioned high-conductivity metal particles, low-melting-point metal particles and resin as the conductive resin paste
  • the interface between the fixing portion 23b and the positive electrode current collector 11 the fixing portion 23c
  • a diffusion layer containing an alloy can be formed at the interface between the first anchor portion 19d and the first anchor portion 19d, at the interface between the fixed portion 24b and the second anchor portion 20a, and at the interface between the fixed portion 24c and the negative electrode current collector 13.
  • the terminals 23 and 24 and the stacked body of the plurality of cells 30 can be more firmly integrated. Therefore, it is possible to realize the laminated battery 200 that is further excellent in impact resistance.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration of the battery 300 according to the third embodiment.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the battery 300 according to this embodiment.
  • FIG. 3B is a top view of the battery 300.
  • the positive electrode current collector 25 and the first anchor portions 27 a, 27 b, 27 c and 27 d are partially embedded in the positive electrode terminal 17.
  • At least one of the positive electrode current collector 25 and the plurality of first anchor portions 27 in the battery 300 may be partially embedded in the positive electrode terminal 17.
  • the negative electrode current collector 26 and the second anchor portions 28 a, 28 b, 28 c and 28 d are partially embedded in the negative electrode terminal 18.
  • At least one of the negative electrode current collector 26 and the plurality of second anchor portions 28 in the battery 300 may be partially embedded in the negative electrode terminal 18. This further improves the reliability of the connection between the terminals 17 and 18 and the stacked body of the plurality of cells 30. With this configuration, the reliability of the thermal cycle of the battery 300 and the reliability against impact can be further improved.
  • the size of these portions is not particularly limited. Not done.
  • a portion of the positive electrode current collector 25 up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the positive electrode current collector 25 is embedded in the positive electrode terminal 17.
  • the portion of the first anchor portion 27 up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the first anchor portion 27 is embedded in the positive electrode terminal 17.
  • the size of these portions is It is not particularly limited.
  • a portion of the negative electrode current collector 26 up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the negative electrode current collector 26 is embedded in the negative electrode terminal 18.
  • the portion of the second anchor portion 28 up to a distance of 1 ⁇ m or more from the end portion of the second anchor portion 28 is embedded in the negative electrode terminal 18.
  • the current collectors 25 and 26 of the battery 300 and the anchor portions 27 and 28 can be manufactured by the following method, for example.
  • a solid electrolyte that is sintered during the thermosetting process for producing the terminals 17 and 18 is used as the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 15.
  • examples of such a solid electrolyte include Li 2 S—P 2 S 5 -based sulfide glass and the like.
  • the solid electrolyte contracts by sintering.
  • the third direction z and the third direction are set with respect to the current collectors 25 and 26 included in the plurality of cells 30 and the anchor portions 27 and 28. Pressure is applied in the opposite direction of direction z.
  • the positive electrode current collector 25 and the first anchor portion 27 project toward the positive electrode terminal 17. Further, the negative electrode current collector 26 and the second anchor portion 28 project toward the negative electrode terminal 18. Thereby, the laminated battery 300 in which the positive electrode current collector 25, the negative electrode current collector 26, the first anchor portion 27, and the second anchor portion 28 are partially embedded in the corresponding terminals 17 and 18, respectively, can be manufactured.
  • the current collectors 25 and 26 of the battery 300 and the anchor portions 27 and 28 can also be produced by subjecting a laminate of a plurality of cells 30 to pressure treatment. In the pressure treatment, the pressure is applied in the third direction z, for example.
  • the pressure of the pressure treatment is, for example, 20 kg/cm 2 or more and 100 kg/cm 2 or less.
  • the electrical connection and mechanical connection between the positive electrode current collector 25, the negative electrode current collector 26, the first anchor portion 27 and the second anchor portion 28, and the terminals 17 and 18 are stronger. Therefore, the connection failure due to thermal shock can be suppressed, and the highly reliable laminated battery 300 having excellent shock resistance can be obtained.
  • the battery according to the present disclosure can be used as a secondary battery such as an all-solid-state battery used in various electronic devices and automobiles.

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Abstract

電池は、正極端子及び負極端子と、正極層及び負極層と、前記正極層及び前記正極端子のそれぞれと電気的に接続された正極集電体と、前記負極層及び前記負極端子のそれぞれと電気的に接続された負極集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するバイポーラ集電体と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置する固体電解質層と、前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するとともに、前記固体電解質層を囲んでいる絶縁性の封止部材と、を備え、前記正極集電体と前記負極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、前記負極集電体と前記正極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、前記バイポーラ集電体は、前記正極端子及び前記負極端子のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。

Description

電池
 本開示は、電池に関する。
 電池を電気的に直列に接続することによって、電圧及び出力を増加させることができる。このような直列接続に関連する技術として、例えば、特許文献1には、積層された複数の単電池層内の集電体から電流を取り出すことができる電極タブを有するバイポーラ電池が開示されている。電極タブは、集電体に接続され、かつ電池の外部に引き出されている。特許文献2には、積層体の端面に端子用集電体が取り付けられた全固体電池が開示されている。
特開2005-310402号公報 特開2013-120717号公報
 従来技術においては、電池のさらなる小型化及び電池の信頼性の向上が求められている。
 本開示は、
 正極端子及び負極端子と、
 正極層及び負極層と、
 前記正極層及び前記正極端子のそれぞれと電気的に接続された正極集電体と、
 前記負極層及び前記負極端子のそれぞれと電気的に接続された負極集電体と、
 前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するバイポーラ集電体と、
 前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置する固体電解質層と、
 前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するとともに、前記固体電解質層を囲んでいる絶縁性の封止部材と、
を備え、
 前記正極集電体と前記負極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、
 前記負極集電体と前記正極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、
 前記バイポーラ集電体は、前記正極端子及び前記負極端子のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している、
電池を提供する。
 本開示によれば、小型化に適しており、かつ高い信頼性を有する電池を実現できる。
図1は、実施形態1に係る電池の構成を模式的に説明するための断面図及び上面図である。 図2は、実施形態2に係る電池の構成を模式的に説明するための断面図及び上面図である。 図3は、実施形態3に係る電池の構成を模式的に説明するための断面図及び上面図である。
 (本開示に係る一態様の概要)
 本開示の第1態様にかかる電池は、
 正極端子及び負極端子と、
 正極層及び負極層と、
 前記正極層及び前記正極端子のそれぞれと電気的に接続された正極集電体と、
 前記負極層及び前記負極端子のそれぞれと電気的に接続された負極集電体と、
 前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するバイポーラ集電体と、
 前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置する固体電解質層と、
 前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するとともに、前記固体電解質層を囲んでいる絶縁性の封止部材と、
を備え、
 前記正極集電体と前記負極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、
 前記負極集電体と前記正極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、
 前記バイポーラ集電体は、前記正極端子及び前記負極端子のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。
 第1態様によれば、集電体から電流を取り出すための配線又は電極タブを集電体に直接接続させて、電池の外部に引き出す必要がない。そのため、この電池は、小型化に適している。これにより、高いエネルギー密度を有し、大容量の電池を実現できる。さらに、複数のセルのそれぞれにおいて、正極集電体と負極端子とが間隙を介して互いに電気的に分離しており、負極集電体と正極端子とが間隙を介して互いに電気的に分離している。さらに、バイポーラ集電体が正極端子及び負極端子のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。そのため、この電池は、高い信頼性を有する。
 本開示の第2態様において、例えば、第1態様にかかる電池は、前記正極端子に接続されており、かつ前記負極集電体及び前記バイポーラ集電体のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している第1アンカー部と、前記負極端子に接続されており、かつ前記正極集電体及び前記バイポーラ集電体のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している第2アンカー部と、をさらに備えていてもよい。第2態様によれば、電池は、アンカー部を有している。アンカー部によれば、応力、冷熱などの外的なストレスが電池に印加された場合であっても、正極端子及び負極端子が電池から外れにくい。そのため、アンカー部によって、電池内での接続不良の可能性を低減することができ、電池の信頼性を向上できる。
 本開示の第3態様において、例えば、第2態様にかかる電池では、前記第1アンカー部の一部が前記正極端子に埋め込まれていてもよい、又は、前記第2アンカー部の一部が前記負極端子に埋め込まれていてもよい。第3態様によれば、正極集電体及び負極集電体と、正極端子及び負極端子との接続の信頼性を向上できる。
 本開示の第4態様において、例えば、第3態様にかかる電池では、前記第1アンカー部の端部から1μm以上の距離までの前記第1アンカー部の部分が前記正極端子に埋め込まれていてもよい、又は、前記第2アンカー部の端部から1μm以上の距離までの前記第2アンカー部の部分が前記負極端子に埋め込まれていてもよい。第4態様によれば、正極集電体及び負極集電体と、正極端子及び負極端子との接続の信頼性をより向上できる。
 本開示の第5態様において、例えば、第1から第4態様のいずれか1つにかかる電池では、前記正極端子が前記正極集電体の主面を被覆していてもよい、又は、前記負極端子が前記負極集電体の主面を被覆していてもよい。第5態様によれば、電池の部材同士の接合強度を向上できる。
 本開示の第6態様において、例えば、第1から第5態様のいずれか1つにかかる電池では、前記正極集電体の一部が前記正極端子に埋め込まれていてもよい、又は、前記負極集電体の一部が前記負極端子に埋め込まれていてもよい。第6態様によれば、正極集電体及び負極集電体と、正極端子及び負極端子との接続の信頼性を向上できる。
 本開示の第7態様において、例えば、第6態様にかかる電池では、前記正極集電体の端部から1μm以上の距離までの前記正極集電体の部分が前記正極端子に埋め込まれていてもよい、又は、前記負極集電体の端部から1μm以上の距離までの前記負極集電体の部分が前記負極端子に埋め込まれていてもよい。第7態様によれば、正極集電体及び負極集電体と、正極端子及び負極端子との接続の信頼性をより向上できる。
 本開示の第8態様において、例えば、第1から第7態様のいずれか1つにかかる電池では、前記正極集電体が第1合金を介して前記正極端子と電気的に接続されていてもよい、又は、前記負極集電体が第2合金を介して前記負極端子と電気的に接続されていてもよい。第8態様によれば、正極集電体及び負極集電体と、正極端子及び負極端子との電気的な接続の信頼性を向上できる。
 以下、実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
 なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的又は具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
 また、各図は、必ずしも厳密に図示したものではない。各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付し、重複する説明は省略又は簡略化する。
 (実施形態1)
 [積層電池の概要]
 まず、本実施形態に係る電池について説明する。
 図1は、本実施形態1に係る電池100の構成を説明する概略図である。本実施形態において、電池100は、積層電池である。そのため、本明細書では、「電池100」を「積層電池100」と呼ぶことがある。図1(a)は、本実施形態に係る電池100の断面図である。図1(b)は、電池100の上面図である。
 図1(a)に示すように、電池100は、複数のセル30、正極端子17及び負極端子18を備える。本明細書では、「セル」を「固体電池セル」と呼ぶことがある。複数のセル30は、電気的に直列に接続されている。図1(b)に示すように、複数のセル30のそれぞれは、例えば、平面視で矩形の形状を有する。複数のセル30のそれぞれは、互いに向かい合う1対の端面を2組有する。電池100において、複数のセル30が積層されている。本実施形態において、第1方向xは、特定のセル30の1対の端面の一方から他方に向かう方向である。第2方向yは、特定のセル30の他の1対の端面の一方から他方に向かう方向であり、第1方向xに直交する方向である。第3方向zは、複数のセル30の積層方向であり、第1方向x及び第2方向yのそれぞれに直交する方向である。
 複数のセル30の数は、特に限定されず、2以上100以下であってもよく、2以上10以下であってもよい。複数のセル30の数は、場合によっては、20以上100以下であってもよい。本実施形態では、電池100は、複数のセル30a,30b,30c及び30dを備えている。複数のセル30a,30b,30c及び30dがこの順番で積層されている。
 正極端子17及び負極端子18は、それぞれ、複数のセル30の積層体と電気的に接続されている。正極端子17及び負極端子18のそれぞれの形状は、例えば、板状である。正極端子17及び負極端子18は、互いに対向している。正極端子17及び負極端子18は、第1方向xに並んでいる。正極端子17と負極端子18との間に、複数のセル30が位置している。正極端子17及び負極端子18のそれぞれの表面は、例えば、絶縁層によって被覆されていない。本明細書では、正極端子17及び負極端子18を単に「端子」と呼ぶことがある。
 電池100は、複数のセル30を構成する部材として、正極集電体11、正極層12、負極集電体13、負極層14、固体電解質層15及びバイポーラ集電体16を備える。本明細書において、「バイポーラ集電体」は、正極集電体としての機能及び負極集電体としての機能の両方を有する集電体を意味する。本明細書では、正極集電体11、負極集電体13及びバイポーラ集電体16を単に「集電体」と呼ぶことがある。
 正極集電体11は、例えば、電池100の上端に位置する。正極集電体11は、電池100の上面の一部を構成している。正極集電体11は、例えば、板状の形状を有している。正極集電体11は、正極層12及び正極端子17のそれぞれと電気的に接続されている。正極集電体11は、正極層12及び正極端子17のそれぞれと直接接していてもよい。例えば、正極集電体11の主面が正極層12と直接接していてもよい。「主面」は、正極集電体11の最も広い面積を有する面を意味する。正極集電体11の端面が正極端子17と直接接していてもよい。正極集電体11と負極端子18とは、間隙を介して互いに電気的に分離している。正極集電体11と負極端子18との最短距離は、特に限定されず、1μm以上100μm以下であってもよく、1μm以上10μm以下であってもよい。正極集電体11と負極端子18との最短距離は、場合によっては、20μm以上100μm以下であってもよい。本実施形態では、複数のセル30のうち最も外側に位置するセル30aが正極集電体11を有している。本明細書では、セル30の端面の近傍をセル30の「端部領域」と呼ぶことがある。正極集電体11と負極端子18とは、例えば、セル30aの端部領域において、間隙を介して互いに電気的に分離している。
 負極集電体13は、例えば、電池100の下端に位置する。負極集電体13は、電池100の下面の一部を構成している。負極集電体13は、例えば、板状の形状を有している。負極集電体13は、負極層14及び負極端子18のそれぞれと電気的に接続されている。負極集電体13は、負極層14及び負極端子18のそれぞれと直接接していてもよい。例えば、負極集電体13の主面が負極層14と直接接していてもよい。負極集電体13の端面が負極端子18と直接接していてもよい。負極集電体13と正極端子17とは、間隙を介して互いに電気的に分離している。負極集電体13と正極端子17との最短距離は、特に限定されず、1μm以上100μm以下であってもよく、1μm以上10μm以下であってもよい。負極集電体13と正極端子17との最短距離は、場合によっては、20μm以上100μm以下であってもよい。本実施形態では、複数のセル30のうち最も外側に位置するセル30dが負極集電体13を有している。負極集電体13と正極端子17とは、例えば、セル30dの端部領域において、間隙を介して互いに電気的に分離している。
 正極集電体11及び負極集電体13は、互いに対向している。正極集電体11及び負極集電体13は、第3方向zに並んでいる。負極集電体13の位置は、例えば、正極集電体11の位置と第1方向xにずれている。平面視において、負極集電体13と正極端子17との間隙は、例えば、正極集電体11と負極端子18との間隙に重ならない。
 バイポーラ集電体16は、正極集電体11と負極集電体13との間に位置する。バイポーラ集電体16は、例えば、板状の形状を有している。バイポーラ集電体16は、例えば、正極層12及び負極層14のそれぞれと電気的に接続されている。これにより、バイポーラ集電体16は、正極集電体としての機能及び負極集電体としての機能の両方を有する。バイポーラ集電体16は、正極層12及び負極層14のそれぞれと直接接していてもよい。例えば、バイポーラ集電体16の第1主面が正極層12と直接接していてもよい。バイポーラ集電体16の第2主面が負極層14と直接接していてもよい。バイポーラ集電体16において、第1主面及び第2主面は、互いに対向している。バイポーラ集電体16は、正極端子17及び負極端子18のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。バイポーラ集電体16と、正極端子17及び負極端子18との最短距離は、特に限定されず、1μm以上100μm以下であってもよく、1μm以上10μm以下であってもよい。バイポーラ集電体16と、正極端子17及び負極端子18との最短距離は、場合によっては、20μm以上100μm以下であってもよい。バイポーラ集電体16は、例えば、セル30の端部領域において、正極端子17及び負極端子18のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。
 電池100は、複数のバイポーラ集電体16を備えていてもよい。バイポーラ集電体16の数は、特に限定されず、1以上99以下であってもよく、1以上9以下であってもよい。バイポーラ集電体16の数は、場合によっては、19以上99以下であってもよい。本実施形態では、電池100は、複数のバイポーラ集電体16a,16b及び16cを備えている。バイポーラ集電体16a,16b及び16cは、第3方向zの反対方向にこの順番で並んでいる。バイポーラ集電体16aは、セル30a及び30bに共用されている。バイポーラ集電体16bは、セル30b及び30cに共用されている。バイポーラ集電体16cは、セル30c及び30dに共用されている。バイポーラ集電体16a,16b及び16cは、それぞれ、セル30a,30b及び30cにおいて、負極集電体として機能する。バイポーラ集電体16a,16b及び16cは、それぞれ、セル30b,30c及び30dにおいて、正極集電体として機能する。
 正極層12は、例えば、平面視で矩形の形状を有する。正極層12は、正極集電体11又はバイポーラ集電体16の上に配置されている。正極層12は、例えば、正極集電体11の主面又はバイポーラ集電体16の主面を部分的に被覆している。正極層12は、正極集電体11の主面の重心を含む領域又はバイポーラ集電体16の主面の重心を含む領域を被覆していてもよい。正極層12は、例えば、セル30の端部領域に形成されていない。本実施形態では、セル30a,30b,30c及び30dは、それぞれ、正極層12a,12b,12c及び12dを有している。正極層12aは、正極集電体11の上に配置されている。正極層12b,12c及び12dは、それぞれ、バイポーラ集電体16a,16b及び16cの上に配置されている。
 負極層14は、例えば、平面視で矩形の形状を有する。負極層14は、負極集電体13又はバイポーラ集電体16の上に配置されている。負極層14は、例えば、負極集電体13の主面又はバイポーラ集電体16の主面を部分的に被覆している。負極層14は、負極集電体13の主面の重心を含む領域又はバイポーラ集電体16の主面の重心を含む領域を被覆していてもよい。負極層14は、例えば、セル30の端部領域に形成されていない。本実施形態では、セル30a,30b,30c及び30dは、それぞれ、負極層14a,14b,14c及び14dを有している。負極層14a,14b及び14cは、それぞれ、バイポーラ集電体16a,16b及び16cの上に配置されている。負極層14dは、負極集電体13の上に配置されている。
 固体電解質層15は、例えば、平面視で矩形の形状を有する。固体電解質層15は、正極集電体11と負極集電体13との間に位置する。電池100は、例えば、複数の固体電解質層15を有する。複数の固体電解質層15の数は、例えば、複数のセル30の数と同じである。本実施形態では、セル30a,30b,30c及び30dは、それぞれ、固体電解質層15a,15b,15c及び15dを有する。固体電解質層15a,15b,15c及び15dと、バイポーラ集電体16a,16b及び16cとは、第3方向zに交互に並んでいる。固体電解質層15aは、正極層12aと負極層14aとの間に位置する。固体電解質層15bは、正極層12bと負極層14bとの間に位置する。固体電解質層15cは、正極層12cと負極層14cとの間に位置する。固体電解質層15dは、正極層12dと負極層14dとの間に位置する。固体電解質層15a,15b,15c及び15dは、それぞれ、正極層12a,12b,12c及び12dに接していてもよい。固体電解質層15a,15b,15c及び15dは、それぞれ、負極層14a,14b,14c及び14dに接していてもよい。
 電池100は、絶縁性の封止部材21をさらに有している。封止部材21は、正極集電体11と負極集電体13との間に位置している。封止部材21は、固体電解質層15を囲んでいる。すなわち、封止部材21は、平面視で固体電解質層15よりも外側に位置している。封止部材21は、固体電解質層15に接していてもよい。詳細には、封止部材21は、固体電解質層15の側面全体に接していてもよい。封止部材21は、正極端子17及び負極端子18のそれぞれと接していてもよい。
 電池100は、例えば、複数の封止部材21を有する。複数の封止部材21の数は、例えば、複数のセル30の数と同じである。本実施形態では、セル30a,30b,30c及び30dは、それぞれ、封止部材21a,21b,21c及び21dを有する。バイポーラ集電体16aと正極端子17との間隙、及び、バイポーラ集電体16aと負極端子18との間隙において、封止部材21aは、封止部材21bと接していてもよい。バイポーラ集電体16bと正極端子17との間隙、及び、バイポーラ集電体16bと負極端子18との間隙において、封止部材21bは、封止部材21cに接していてもよい。バイポーラ集電体16cと正極端子17との間隙、及び、バイポーラ集電体16cと負極端子18との間隙において、封止部材21cは、封止部材21dと接していてもよい。
 封止部材21aは、正極集電体11及びバイポーラ集電体16aのそれぞれに接していてもよい。バイポーラ集電体16aの一部は、封止部材21aに埋め込まれていてもよい。封止部材21bは、バイポーラ集電体16a及び16bのそれぞれに接していてもよい。バイポーラ集電体16aの一部及びバイポーラ集電体16bの一部は、封止部材21bに埋め込まれていてもよい。封止部材21cは、バイポーラ集電体16b及び16cのそれぞれに接していてもよい。バイポーラ集電体16bの一部及びバイポーラ集電体16cの一部は、封止部材21cに埋め込まれていてもよい。封止部材21dは、負極集電体13及びバイポーラ集電体16cのそれぞれに接していてもよい。バイポーラ集電体16cの一部は、封止部材21dに埋め込まれていてもよい。
 以上の構成により、集電体11,13及び16のうち、互いに隣接している集電体同士が接触して短絡することを抑制できる。正極集電体11と負極端子18とが接触して短絡することを抑制できる。負極集電体13と正極端子17とが接触して短絡することを抑制できる。バイポーラ集電体16と正極端子17又は負極端子18とが接触して短絡することを抑制できる。封止部材21によれば、水などで劣化しやすい固体電解質層15を外部環境から遮断できる。これにより、高いエネルギー密度及び高い信頼性を有し、かつ高い電圧及び高い出力を有する積層電池100の耐環境性を向上させることができる。
 電池100は、例えば、第1アンカー部19及び第2アンカー部20をさらに備える。本明細書では、第1アンカー部19及び第2アンカー部20を単に「アンカー部」と呼ぶことがある。
 第1アンカー部19は、正極端子17に接続されており、かつ負極集電体13及びバイポーラ集電体16のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。第1アンカー部19は、正極端子17に直接接していてもよい。電池100は、例えば、複数の第1アンカー部19を有する。複数の第1アンカー部19の数は、例えば、複数のセル30の数と同じである。本実施形態では、電池100は、第1アンカー部19a,19b,19c及び19dを有する。第1アンカー部19aは、セル30a及び30bに共用されている。第1アンカー部19bは、セル30b及び30cに共用されている。第1アンカー部19cは、セル30c及び30dに共用されている。第1アンカー部19dは、セル30dに含まれる。第1アンカー部19a,19b及び19cは、それぞれ、バイポーラ集電体16a,16b及び16cと第1方向xに並んでいてもよい。第1アンカー部19aとバイポーラ集電体16aとの最短距離、第1アンカー部19bとバイポーラ集電体16bとの最短距離、及び、第1アンカー部19cとバイポーラ集電体16cとの最短距離のそれぞれは、特に限定されず、1μm以上20μm以下であってもよく、1μm以上5μm以下であってもよい。これらの最短距離は、場合によっては、10μm以上20μm以下であってもよい。第1アンカー部19dは、負極集電体13と第1方向xに並んでいてもよい。第1アンカー部19dと負極集電体13との最短距離は、特に限定されず、1μm以上20μm以下であってもよく、1μm以上5μm以下であってもよい。第1アンカー部19dと負極集電体13との最短距離は、場合によっては、10μm以上20μm以下であってもよい。第1アンカー部19a,19b,19c及び19dは、それぞれ、封止部材21a,21b,21c及び21dに接していてもよく、封止部材21a,21b,21c及び21dに埋め込まれていてもよい。
 第2アンカー部20は、負極端子18に接続されており、かつ正極集電体11及びバイポーラ集電体16のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。第2アンカー部20は、負極端子18に直接接していてもよい。電池100は、例えば、複数の第2アンカー部20を有する。複数の第2アンカー部20の数は、例えば、複数のセル30の数と同じである。本実施形態では、電池100は、第2アンカー部20a,20b,20c及び20dを有する。第2アンカー部20aは、セル30aに含まれる。第2アンカー部20bは、セル30a及び30bに共用されている。第2アンカー部20cは、セル30b及び30cに共用されている。第2アンカー部20dは、セル30c及び30dに共用されている。第2アンカー部20aは、正極集電体11と第1方向xに並んでいてもよい。第2アンカー部20aと正極集電体11との最短距離は、特に限定されず、1μm以上20μm以下であってもよく、1μm以上5μm以下であってもよい。第2アンカー部20aと正極集電体11との最短距離は、場合によっては、10μm以上20μm以下であってもよい。第2アンカー部20b,20c及び20dは、それぞれ、バイポーラ集電体16a,16b及び16cと第1方向xに並んでいてもよい。第2アンカー部20bとバイポーラ集電体16aとの最短距離、第2アンカー部20cとバイポーラ集電体16bとの最短距離、及び、第2アンカー部20dとバイポーラ集電体16cとの最短距離のそれぞれは、特に限定されず、1μm以上20μm以下であってもよく、1μm以上5μm以下であってもよい。これらの最短距離は、場合によっては、10μm以上20μm以下であってもよい。第2アンカー部20a,20b,20c及び20dは、それぞれ、封止部材21a,21b,21c及び21dに接していてもよく、封止部材21a,21b,21c及び21dに埋め込まれていてもよい。
 第1アンカー部19及び第2アンカー部20は、基本的には、電池100の発電要素に影響しない領域に位置している。電池100の発電要素に影響しない領域は、例えば、正極層12及び負極層14によって囲まれた領域を除く電池100の領域を意味する。第1アンカー部19及び第2アンカー部20は、例えば、固体電解質層15の内部に埋め込まれている。
 以上の構成によれば、正極端子17及び負極端子18は、セル30の電池特性及びセル30の体積に影響を与えることなく、複数のセル30を一体構造で直列接続することができる。これにより、積層電池100の内部において、正極端子17及び負極端子18は、それぞれ、正極集電体11及び負極集電体13と強固に接合される。そのため、電池100の電圧及び出力を増加することができる。すなわち、小型形状で、かつ耐衝撃性を有し、さらに、集電体11及び13のたわみに起因する応力に対する信頼性を向上できるとともに、高いエネルギー密度及び高い信頼性を有し、かつ高い電圧及び高い出力を有する積層電池100を実現できる。
 さらに、封止部材21は、端子及びアンカー部と一体化して衝撃緩衝層として機能する。衝撃緩衝層は、電池100の内部の発電要素を保護するため、電池100の耐衝撃性能がより向上する。封止部材21は、発電要素の外側に位置していてもよい。発電要素の外側とは、電気特性に影響を与えないセル30の部分であり、例えば、正極層12及び負極層14によって囲まれた部分の外側を意味する。ただし、セル30における短絡を防止し、耐衝撃性を向上させるために、封止部材21は、発電要素の内側に位置していてもよい。発電要素の内側とは、例えば、正極層12及び負極層14によって囲まれた部分の内側を意味する。
 第1アンカー部19及び第2アンカー部20は、例えば、セル30において、発電要素に影響しない領域に位置している。ただし、電池100の特性変化が許容できる範囲であれば、セル30の外部を遮断し、保護性能を向上させるために、アンカー部19及び20は、発電要素の内側に位置していてもよい。
 第1アンカー部19及び第2アンカー部20において、固体電解質層15又は封止部材21と接する面には、必要に応じて、粗面化処理が施されていてもよく、凹凸が形成されていてもよく、屈曲部が形成されていてもよい。アンカー部19及び20の表面には、孔が形成されていてもよい。このとき、アンカー部19及び20において、固体電解質層15又は封止部材21に対するグリップ性を向上できる。これにより、電池100の耐衝撃性をより向上できる。このように、第1アンカー部19及び第2アンカー部20によるアンカー効果を高めることによって、さらに高い信頼性を有する積層電池100を得ることができる。第1アンカー部19及び第2アンカー部20は、その導電性により高い熱伝導性を有する。そのため、アンカー部19及び20によれば、端子17及び18を介して、積層電池100の内部に発生する熱を発電要素の外部に放出する効果も得られる。これにより、高電圧化及び高出力化した電池で顕在化することがある高温条件下での動作に起因した寿命の劣化を抑制することもできる。
 電池100において、正極集電体11は、第1合金を介して正極端子17と電気的に接続されていてもよい。第1合金は、例えば、正極集電体11の材料と正極端子17の材料とを含む。第1合金は、例えば、正極集電体11と正極端子17との界面において、正極集電体11に含まれる金属と正極端子17に含まれる金属とが混合されることによって形成される。本明細書では、第1合金が形成されている領域を「第1合金部」又は「第1拡散層」と呼ぶことがある。正極集電体11及び正極端子17が第1拡散層を介して一体化している場合、アンカー効果を利用して正極集電体11及び正極端子17を接合する場合に比べて、熱衝撃及び振動に対する電池100の電気的接続の信頼性が向上する。第1合金部によれば、正極集電体11及び正極端子17の接続強度が向上する。第1合金部から周囲の部材に第1合金が拡散していると、正極集電体11及び正極端子17の接続強度がより向上する。
 電池100において、負極集電体13は、第2合金を介して負極端子18と電気的に接続されていてもよい。第2合金は、例えば、負極集電体13の材料と負極端子18の材料とを含む。第2合金は、例えば、負極集電体13と負極端子18との界面において、負極集電体13に含まれる金属と負極端子18に含まれる金属とが混合されることによって形成される。本明細書では、第2合金が形成されている領域を「第2合金部」又は「第2拡散層」と呼ぶことがある。負極集電体13及び負極端子18が第2拡散層を介して一体化している場合、アンカー効果を利用して負極集電体13及び負極端子18を接合する場合に比べて、熱衝撃及び振動に対する電池100の電気的接続の信頼性が向上する。第2合金部によれば、負極集電体13及び負極端子18の接続強度が向上する。第2合金部から周囲の部材に第2合金が拡散していると、負極集電体13及び負極端子18の接続強度がより向上する。
 電池100において、第1アンカー部19は、第3合金を介して正極端子17と接続されていてもよい。第3合金は、例えば、第1アンカー部19の材料と正極端子17の材料とを含む。第3合金は、例えば、第1アンカー部19と正極端子17との界面において、第1アンカー部19に含まれる金属と正極端子17に含まれる金属とが混合されることによって形成される。本明細書では、第3合金が形成されている領域を「第3合金部」又は「第3拡散層」と呼ぶことがある。第3合金部によれば、第1アンカー部19及び正極端子17の接続強度が向上する。
 電池100において、第2アンカー部20は、第4合金を介して負極端子18と接続されていてもよい。第4合金は、例えば、第2アンカー部20の材料と負極端子18の材料とを含む。第4合金は、例えば、第2アンカー部20と負極端子18との界面において、第2アンカー部20に含まれる金属と負極端子18に含まれる金属とが混合されることによって形成される。本明細書では、第4合金が形成されている領域を「第4合金部」又は「第4拡散層」と呼ぶことがある。第4合金部によれば、第2アンカー部20及び負極端子18の接続強度が向上する。
 以上の構成によれば、電気的に直列に接続された複数のセル30を強固に小型一体化することによって、高い電圧、高い出力、高いエネルギー密度及び高い信頼性を有する電池100を提供できる。
 すなわち、以上の構成によれば、集電体11及び13から電流を取り出すための配線又は電極タブを集電体11及び13に接続させて、電池100の外部に引き出すことなく、一体化された直列接続の積層電池を得ることができる。さらに、アンカー部19及び20によって、直列接続された複数のセル30を強固に小型一体化できるため、高い電圧、高い出力及び高いエネルギー密度で、高い信頼性を有する電池100を実現できる。
 [積層電池の具体的な構成]
 以下、電池100の各構成についてより具体的に説明する。
 まず、本発明の一実施形態の積層電池100の各構成について説明する。
 正極層12は、正極活物質を含む正極活物質層として機能する。正極層12は、正極活物質を主成分として含んでいてもよい。主成分とは、正極層12に重量比で最も多く含まれた成分を意味する。正極活物質は、負極よりも高い電位において、その結晶構造内にリチウム(Li)イオン、マグネシウム(Mg)イオンなどの金属イオンが挿入又は脱離され、それに伴って酸化又は還元が行われる物質をいう。正極活物質の種類は、電池の種類に応じて適宜選択することができ、公知の正極活物質が用いられうる。正極活物質としては、リチウムと遷移金属元素とを含む化合物が挙げられる。この化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物、及び、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物が挙げられる。リチウムと遷移金属元素とを含む酸化物としては、例えば、LiNix1-x2(Mは、Co、Al、Mn、V、Cr、Mg、Ca、Ti、Zr、Nb、Mo及びWからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素であり、xは、0<x≦1を満たす)などのリチウムニッケル複合酸化物、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn24)などの層状酸化物、スピネル構造を有するマンガン酸リチウム(LiMn24、Li2MnO3、LiMnO2)などが用いられる。リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、オリビン構造を有するリン酸鉄リチウム(LiFePO4)などが用いられる。正極活物質には、硫黄(S)、硫化リチウム(Li2S)などの硫化物を用いることもできる。硫化物を含む粒子に、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)などをコーティング又は添加したものを正極活物質として用いることもできる。正極活物質は、1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 上述のとおり、正極層12は、正極活物質を含んでいれば特に限定されない。正極層12は、正極活物質と他の添加材料との合剤から構成される合剤層であってもよい。他の添加材料としては、無機系固体電解質などの固体電解質、アセチレンブラックなどの導電助剤、ポリエチレンオキシド、ポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられうる。正極層12において、正極活物質と他の添加材料とを所定の割合で混合することによって、正極層12内でのリチウムイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性も向上させることができる。
 正極層12の厚さは、例えば、5μm以上300μm以下である。
 負極層14は、負極活物質などの負極材料を含む負極活物質層として機能する。負極層14は、負極材料を主成分として含んでいてもよい。負極活物質は、正極よりも低い電位において、その結晶構造内にリチウム(Li)イオン、マグネシウム(Mg)イオンなどの金属イオンが挿入又は脱離され、それに伴って酸化又は還元が行われる物質をいう。負極活物質の種類は、電池の種類に応じて適宜選択することができ、公知の負極活物質が用いられうる。負極活物質としては、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、樹脂焼成炭素などの炭素材料、固体電解質と合剤化されるべき合金系材料などが用いられうる。合金系材料としては、LiAl、LiZn、Li3Bi、Li3Cd、Li3Sb、Li4Si、Li4.4Pb、Li4.4Sn、Li0.17C、LiC6などのリチウム合金、チタン酸リチウム(Li4Ti512)などのリチウムと遷移金属元素との酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、酸化ケイ素(SiOx)などの金属酸化物などが用いられうる。負極活物質は、1種又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 上述のとおり、負極層14は、負極活物質を含んでいれば特に限定されない。負極層14は、負極活物質と他の添加材料との合剤から構成される合剤層であってもよい。他の添加材料としては、無機系固体電解質などの固体電解質、アセチレンブラックなどの導電助剤、ポリエチレンオキシド、ポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどが用いられうる。負極層14において、負極活物質と他の添加材料とを所定の割合で混合することによって、負極層14内でのリチウムイオン導電性を向上させることができるとともに、電子伝導性も向上させることができる。
 負極層14の厚さは、例えば、5μm以上300μm以下である。
 固体電解質層15は、固体電解質を含む。固体電解質は、イオン導電性を有していれば特に限定されず、公知の電池用の電解質を用いることができる。固体電解質としては、例えば、Liイオン、Mgイオンなどの金属イオンを伝導する電解質が用いられうる。固体電解質は、伝導イオン種に応じて適宜選択できる。固体電解質としては、例えば、硫化物系固体電解質、酸化物系固体電解質などの無機系固体電解質が用いられうる。硫化物系固体電解質としては、例えば、Li2S-P25、Li2S-SiS2、Li2S-B23、Li2S-GeS2、Li2S-SiS2-LiI、Li2S-SiS2-Li3PO4、Li2S-Ge22、Li2S-GeS2-P25、Li2S-GeS2-ZnSなどのリチウム含有硫化物が用いられうる。酸化物系固体電解質としては、Li2O-SiO2、Li2O-SiO2-P25などのリチウム含有金属酸化物、Lixy1-zzなどのリチウム含有金属窒化物、リン酸リチウム(Li3PO4)、リチウムチタン酸化物などのリチウム含有遷移金属酸化物などが用いられうる。固体電解質として、これらの材料の1種のみが用いられてもよく、これらの材料のうちの2種以上が組み合わされて用いられてもよい。
 固体電解質層15は、上記の固体電解質に加えて、ポリエチレンオキシド、ポリフッ化ビニリデンなどの結着用バインダーなどを含有しうる。
 固体電解質層15の厚さは、例えば、5μm以上150μm以下である。
 固体電解質は、粒子の形状を有していてもよい。固体電解質は、焼結体であってもよい。
 次に、正極端子17及び負極端子18について説明する。これらの端子17及び18は、例えば、低抵抗の導体で構成されている。端子17及び18としては、例えば、Agなどの導電性金属粒子を含む導電性樹脂を硬化したものが用いられる。導電性樹脂としては、例えば、後述する導電性樹脂ペーストを用いることができる。端子17及び18は、SUS板などの導電性の金属板に導電性接着剤を塗布したものであってもよい。導電性接着剤としては、例えば、後述する熱硬化性導電ペーストを用いることができる。導電性接着剤によれば、2つの金属板によって複数のセル30の積層体を挟持することができる。導電性接着剤は、積層電池100の使用温度の範囲及び積層電池100の製造プロセスにおいて、導電性及び接合性を維持できるものであれば特に限定されない。導電性接着剤の構成、厚さ及び材料は、積層電池100の使用環境下で要求される最大レートでの電流が導電性接着剤に通電されたときに、導電性接着剤が積層電池100の寿命特性及び電池特性に影響を与えず、導電性接着剤の耐久性を維持できる限り特に限定されない。端子17及び18は、Ni-Snなどによってめっき処理されていてもよい。
 正極集電体11、負極集電体13及びバイポーラ集電体16は、導電性を有する材料で構成されていれば特に限定されない。集電体11,13及び16の材料としては、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銅、パラジウム、金及び白金が挙げられる。これらの集電体11,13及び16の材料は、単独で使用してもよいし、2種以上を組み合わせた合金として使用してもよい。集電体11,13及び16は、箔状体、板状体、網目状体などであってもよい。集電体11,13及び16の材料は、電池100の製造プロセス、電池100の使用温度、及び、電池100内の圧力によって、集電体11,13及び16が溶融及び分解しなければ特に限定されず、集電体11,13及び16に印加される電池100の動作電位と、集電体11,13及び16の導電性を考慮して適宜選択できる。さらに、集電体11,13及び16の材料は、集電体11,13及び16に要求される引張強度及び耐熱性に応じても選択されうる。集電体11,13及び16の材料の例としては、銅、アルミ及びそれらを主成分として含む合金が挙げられる。集電体11,13及び16は、高い強度を有する電解銅箔、又は、異種金属箔を積層したクラッド材であってもよい。集電体11,13及び16の厚さは、例えば、10μm以上100μm以下である。
 封止部材21の材料は、絶縁性を有していれば特に限定されない。封止部材21の材料としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミドなどの絶縁性樹脂が挙げられる。
 第1アンカー部19及び第2アンカー部20の材料は、特に限定されない。アンカー部19及び20の材料としては、例えば、集電体11,13及び16の材料として例示した材料が挙げられる。第1アンカー部19dの材料は、負極集電体13の材料と同じであってもよい。第2アンカー部20aの材料は、正極集電体11の材料と同じであってもよい。第1アンカー部19a,19b及び19cの材料は、それぞれ、バイポーラ集電体16a,16b及び16cの材料と同じであってもよい。第2アンカー部20b,20c及び20dの材料は、それぞれ、バイポーラ集電体16a,16b及び16cの材料と同じであってもよい。アンカー部19及び20の厚さは、例えば、10μm以上100μm以下である。
 上述の積層電池100の構成は、適宜、互いに組み合わされてもよい。
 本実施形態の電池100の構成は、特許文献1及び特許文献2に記載された電池の構成と比べて下記の点で相違している。
 特許文献1には、積層された複数の単電池層内の集電体から電流を取り出すための電極タブを当該集電体に接続させて、電池の外部に引き出している構造を有するバイポーラ電池が開示されている。特許文献1の電池の構造において、複数の単電池層は、リジッドに一体化されていない。
 特許文献2には、直列集電体を含む積層体の端面に、端子用集電体を取り付けた全固体電池が開示されている。しかし、特許文献2の全固体電池において、端子用集電体と直列集電体との間には間隙が存在しない。さらに、特許文献2の全固体電池は、アンカー部を有していない。
 特許文献1及び特許文献2に記載の電池の構成では、集電体から電流を取り出すための電極の配置、集電体の構成、及び、アンカー部の有無が本実施形態の電池100の構成と異なるため、下記の問題が生じることがある。
 特許文献1の電池の構成では、電極タブを集電体と接続させ、電池の外部に引き出す。このような電池を小型化すること、及び、電池に含まれる部材の接続強度などの信頼性を維持することは難しいことがある。そのため、特許文献1の電池は、高電圧化、高出力化及び小型化に適していない。特許文献1の電池に衝撃が加わった場合、電池の電気的な接続の信頼性も低い。このように、特許文献1の電池の構成では、電池を小型化及び高出力化しづらく、耐衝撃性などの電池の信頼性に関する特性に問題があることがある。
 特許文献2の電池では、積層体の端面に端子用集電体が配置されている。端子用集電体は、電池の特性を引き出す部材である。そのため、端子用集電体は、初期特性のみならず、様々な条件における電気的な接続の信頼性を有している必要がある。しかし、特許文献2の電池では、板状の端子用集電体で積層体を挟持し、かつアンカー部を有さない構造で電池セル同士の間を電気的に接続している。そのため、特許文献2の電池は、衝撃に対する機械的強度及び電気的な接続強度に問題があることがある。さらに、特許文献2では、端子用集電体に絶縁層が形成されている。特許文献2の電池に衝撃が加わり、直列集電体にずれが生じた場合、絶縁層に接していた直列集電体の端面が端子用集電体に接触することがある。これにより、短絡が生じることがある。
 特許文献1及び2に対して、本実施形態の電池100では、複数のセル30が電気的に直列に接続されており、かつ一体化されている。電池100では、正極集電体11と負極端子18とが間隙を介して互いに電気的に分離しており、かつ、負極集電体13と正極端子17とが間隙を介して互いに電気的に分離している。さらに、バイポーラ集電体16は、正極端子17及び負極端子18のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している。本実施形態の電池100において、例えば、アンカー部19及び20が端子17及び18に接続されている。そのため、本実施形態の電池100では、上述のような問題が生じにくい。特許文献1及び2は、本実施形態の電池100における上記の構成を開示していない。
 [電池の製造方法]
 次に、本実施形態に係る電池100の製造方法の一例を説明する。本実施形態に係る電池100は、例えば、シート作製法によって作製することができる。
 本明細書では、セル30を作製する工程を「シート作製工程」と呼ぶことがある。シート作製工程では、例えば、本実施形態に係る電池100に含まれるセル30の各構成の前駆体が積層された積層体を作製する。本明細書では、この「積層体」を「セル30の前駆体」と呼ぶことがある。セル30aの前駆体において、例えば、正極集電体11の前駆体、正極層12のシート、固体電解質層15のシート、負極層14のシート及びバイポーラ集電体16の前駆体がこの順番で積層されている。セル30b及び30cのそれぞれの前駆体において、例えば、バイポーラ集電体16の前駆体、正極層12のシート、固体電解質層15のシート、負極層14のシート及びバイポーラ集電体16の前駆体がこの順番で積層されている。セル30dの前駆体において、例えば、バイポーラ集電体16の前駆体、正極層12のシート、固体電解質層15のシート、負極層14のシート及び負極集電体13の前駆体がこの順番で積層されている。セル30a,30b,30c及び30dのそれぞれの前駆体において、固体電解質層15のシートは、封止部材21に囲まれている。直列接続されるべきセル30の数に併せて、所定の数の積層体を作製する。積層体に含まれる部材を形成する順番は、特に限定されない。
 まず、シート作製工程について説明する。シート作製工程は、セル30の各構成の前駆体であるシートを作製し、そのシートを積層する工程を含む。
 正極層12のシートは、例えば、次の方法で作製できる。まず、正極活物質、合剤としての固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒を混合し、正極層12のシートを作製するためのスラリーを得る。本明細書では、正極層12のシートを作製するためのスラリーを「正極活物質スラリー」と呼ぶことがある。次に、正極活物質スラリーを正極集電体11の前駆体及びバイポーラ集電体16の前駆体の上に、印刷法などを利用して塗布する。得られた塗布膜を乾燥させることによって、正極層12のシートが形成される。これにより、正極層12のシートが積層された正極集電体11の前駆体、及び、正極層12のシートが積層されたバイポーラ集電体16の前駆体が得られる。本明細書では、正極層12のシートが積層されたバイポーラ集電体16の前駆体を「前駆体A」と呼ぶことがある。
 正極集電体11の前駆体及びバイポーラ集電体16の前駆体としては、例えば、約30μmの厚さを有する銅箔を用いることができる。正極活物質としては、例えば、約5μmの平均粒子径を有するとともに、層状構造を有するLi・Ni・Co・Al複合酸化物(LiNi0.8Co0.15Al0.052)の粉末を用いることができる。合剤としての固体電解質としては、例えば、約10μmの平均粒子径を有するとともに、三斜晶系結晶を主成分として含むLi2S-P25系硫化物のガラス粉末を用いることができる。固体電解質は、例えば、2×10-3S/cm以上3×10-3S/cm以下の高いイオン導電性を有する。
 正極活物質スラリーは、例えば、スクリーン印刷法によって、正極集電体11の前駆体及びバイポーラ集電体16の前駆体である銅箔の片方の表面上に塗布することができる。得られた塗布膜は、例えば、所定形状を有するとともに、約50μm以上100μm以下の厚さを有する。次に、塗布膜を乾燥させることによって、正極層12のシートが得られる。塗布膜の乾燥は、80℃以上130℃以下の温度で行ってもよい。正極層12のシートの厚さは、例えば、30μm以上60μm以下である。
 負極層14のシートは、例えば、次の方法で作製できる。まず、負極活物質、固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒を混合し、負極層14のシートを作製するためのスラリーを得る。本明細書では、負極層14のシートを作製するためのスラリーを「負極活物質スラリー」と呼ぶことがある。負極活物質スラリーを負極集電体13の前駆体及びバイポーラ集電体16の前駆体の上に、印刷法などを利用して塗布する。得られた塗布膜を乾燥させることによって、負極層14のシートが形成される。これにより、負極層14のシートが積層された負極集電体13の前駆体、及び、負極層14のシートが積層されたバイポーラ集電体16の前駆体が得られる。本明細書では、負極層14のシートが積層されたバイポーラ集電体16の前駆体を「前駆体B」と呼ぶことがある。
 負極集電体13の前駆体としては、例えば、約30μmの厚さを有する銅箔を用いることができる。負極活物質としては、例えば、約10μmの平均粒子径を有する天然黒鉛の粉末を用いることができる。固体電解質としては、例えば、正極層12のシートの作製方法で例示したものを用いることができる。
 負極活物質スラリーは、例えば、スクリーン印刷法によって、負極集電体13の前駆体及びバイポーラ集電体16の前駆体である銅箔の片方の表面上に塗布することができる。得られた塗布膜は、例えば、所定形状を有するとともに、約50μm以上100μm以下の厚さを有する。次に、塗布膜を乾燥させることによって、負極層14のシートが得られる。塗布膜の乾燥は、80℃以上130℃以下の温度で行ってもよい。負極層14のシートの厚さは、例えば、30μm以上60μm以下である。
 封止部材21は、例えば、次の方法によって作製できる。まず、絶縁性樹脂の分散液を調製する。分散液を正極集電体11の前駆体、負極集電体13の前駆体、前駆体A及び前駆体Bの上に塗布し、塗布膜を得る。封止部材21を形成するための塗布膜は、例えば、正極層11のシート又は負極層14のシートを囲んでいる。これらの塗布膜を乾燥させることによって封止部材21が形成される。
 固体電解質層15のシートは、正極層12のシートと負極層14のシートとの間において、封止部材21に囲まれるように配置される。固体電解質層15のシートは、例えば、次の方法で作製できる。まず、固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒を混合し、固体電解質層15のシートを作製するためのスラリーを得る。本明細書では、固体電解質層15のシートを作製するためのスラリーを「固体電解質スラリー」と呼ぶことがある。固体電解質スラリーを正極層12のシートの上に塗布する。同様に、固体電解質スラリーを負極層14のシートの上に塗布する。固体電解質スラリーの塗布は、例えば、メタルマスクを用いた印刷法によって行う。得られた塗布膜は、例えば、約100μmの厚さを有する。次に、塗布膜を乾燥させる。塗布膜の乾燥は、80℃以上130℃以下の温度で行ってもよい。これにより、正極層12のシートの上、及び、負極層14のシートの上のそれぞれに固体電解質層15のシートが形成される。
 固体電解質層15のシートの作製方法は、上述の方法に限定されない。固体電解質層15のシートは、次の方法によって作製されてもよい。まず、固体電解質スラリーを基材上に、印刷法などを利用して塗布する。基材としては、その上に固体電解質層15のシートを形成できるものであれば特に限定されず、例えば、テフロン(登録商標)、ポリエチレンテレフタレート(PET)などを含む。基材の形状は、例えば、フィルム状又は箔状である。次に、基材上に形成された塗布膜を乾燥させることによって固体電解質層15のシートが得られる。固体電解質層15のシートは、基材から剥がして用いることができる。
 正極活物質スラリー、負極活物質スラリー及び固体電解質スラリーに用いられる溶媒は、バインダーを溶解可能であり、かつ電池特性へ悪影響を及ぼさないものであれば、特に限定されない。溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロパノール、n-ブタノール、ベンジルアルコールなどのアルコール類、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチレングリコールエチルエーテル、イソホロン、乳酸ブチル、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)などの有機溶剤及び水を用いることができる。これらの溶媒は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 本実施形態では、正極活物質スラリー、負極活物質スラリー及び固体電解質スラリーを塗布する方法として、スクリーン印刷法を例示したが、塗布方法は、これに限られない。塗布方法として、ドクターブレード法、カレンダー法、スピンコート法、ディップコート法、インクジェット法、オフセット法、ダイコート法、スプレー法などを用いてもよい。
 正極活物質スラリー、負極活物質スラリー及び固体電解質スラリーには、上述した正極活物質、負極活物質、固体電解質、導電助剤、バインダー及び溶媒の他に、必要に応じて可塑剤などの助剤が混合されていてもよい。スラリーの混合方法は、特に限定されない。スラリーには、必要に応じて、増粘剤、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤などの添加剤が添加されていてもよい。
 次に、正極層12のシートの上に形成された固体電解質層15のシートと、負極層14のシートの上に形成された固体電解質層15のシートとを重ね合わせる。詳細には、正極集電体11の前駆体に積層された固体電解質層15のシートと、前駆体Bに積層された固体電解質層15のシートとを重ね合わせることによって、セル30aの前駆体が得られる。前駆体Aに積層された固体電解質層15のシートと前駆体Bに積層された固体電解質層15のシートとを重ね合わせることによって、セル30bの前駆体及びセル30cの前駆体が得られる。前駆体Aに積層された固体電解質層15のシートと、負極集電体13の前駆体に積層された固体電解質層15のシートとを重ね合わせることによって、セル30dの前駆体が得られる。セル30aの前駆体において、正極集電体11の前駆体の端面は、例えば、平面視で前駆体Bの端面と重なっている。セル30b及び30cのそれぞれの前駆体において、前駆体Aの端面は、例えば、平面視で前駆体Bの端面と重なっている。セル30dの前駆体において、負極集電体13の前駆体の端面は、例えば、平面視で前駆体Aの端面と重なっている。
 次に、セル30aの前駆体において、正極集電体11が得られるように正極集電体11の前駆体を切断する。詳細には、負極端子18を配置したときに、正極集電体11と負極端子18とが間隙を介して互いに電気的に分離するように、正極集電体11の前駆体を切断する。正極集電体11の切断面は、例えば、第2方向yにまっすぐ延びている。正極集電体11の前駆体の切断は、例えば、レーザーによって行うことができる。正極集電体11の前駆体を切断することによって、正極集電体11とともに第2アンカー部20を形成することができる。正極集電体11と第2アンカー部20との最短距離は、例えば、10μmである。正極集電体11と第2アンカー部20との間の間隙によって、正極集電体11と第2アンカー部20とが互いに電気的に分離している。すなわち、正極集電体11と第2アンカー部20との間の間隙は、電気的に絶縁している。
 次に、セル30dの前駆体において、負極集電体13が得られるように負極集電体13の前駆体を切断する。詳細には、正極端子17を配置したときに、負極集電体13と正極端子17とが間隙を介して互いに電気的に分離するように、負極集電体13の前駆体を切断する。負極集電体13の切断面は、例えば、第2方向yにまっすぐ延びている。負極集電体13の前駆体の切断は、例えば、レーザーによって行うことができる。負極集電体13の前駆体を切断することによって、負極集電体13とともに第1アンカー部19を形成することができる。負極集電体13と第1アンカー部19との最短距離は、例えば、10μmである。負極集電体13と第1アンカー部19との間の間隙によって、負極集電体13と第1アンカー部19とが互いに電気的に分離している。すなわち、負極集電体13と第1アンカー部19との間の間隙は、電気的に絶縁している。
 次に、セル30a,30b,30c及び30dのそれぞれの前駆体において、バイポーラ集電体16の前駆体を切断する。詳細には、正極端子17及び負極端子18を配置したときに、バイポーラ集電体16が正極端子17及び負極端子18のそれぞれと間隙を介して電気的に分離するように、前駆体A及びBを切断する。切断された前駆体A及びBのそれぞれは、例えば、2つの切断面を有する。2つの切断面のそれぞれは、例えば、第2方向yにまっすぐ延びている。前駆体A及びBの切断は、例えば、レーザーによって行うことができる。前駆体A及びBを切断することによって、第1アンカー部19及び第2アンカー部20を形成することができる。切断された前駆体A及びBと第1アンカー部19との最短距離、並びに、切断された前駆体A及びBと第2アンカー部20との最短距離は、例えば、10μmである。切断された前駆体A及びBと第1アンカー部19との間の間隙、並びに、切断された前駆体A及びBと第2アンカー部20との間の間隙によって、切断された前駆体A及びBとアンカー部19及び20とが互いに電気的に分離している。すなわち、切断された前駆体A及びBとアンカー部19及び20との間の間隙は、電気的に絶縁している。
 正極集電体11の前駆体の切断、負極集電体13の前駆体の切断、及び、バイポーラ集電体16の前駆体の切断の順番は、特に限定されない。正極集電体11の前駆体を切断したあとに負極集電体13の前駆体又はバイポーラ集電体16の前駆体を切断してもよく、負極集電体13の前駆体を切断したあとに正極集電体11の前駆体又はバイポーラ集電体16の前駆体を切断してもよく、バイポーラ集電体16の前駆体を切断したあとに負極集電体13の前駆体又は正極集電体11の前駆体を切断してもよい。正極集電体11の前駆体の切断、負極集電体13の前駆体の切断、及び、バイポーラ集電体16の前駆体の切断は、正極層12のシートの上に形成された固体電解質層15のシートと、負極層14のシートの上に形成された固体電解質層15のシートとを重ね合わせる前に行ってもよい。正極集電体11の前駆体の切断、負極集電体13の前駆体の切断、及び、バイポーラ集電体16の前駆体の切断は、ダイシングなどの手段を用いて行ってもよい。正極集電体11の前駆体を切断するとともに、その前駆体の一部を除去することによって絶縁部を設けてもよい。負極集電体13の前駆体を切断するとともに、その前駆体の一部を除去することによって絶縁部を設けてもよい。バイポーラ集電体16の前駆体を切断するとともに、その前駆体の一部を除去することによって絶縁部を設けてもよい。
 以上のとおり、正極集電体11の前駆体、負極集電体13の前駆体及びバイポーラ集電体16の前駆体を切断することによってセル30a,30b,30c及び30dが得られる。セル30aにおいて、切断された前駆体Bは、セル30aの外部に露出した主面を有している。セル30b及び30cのそれぞれにおいて、切断された前駆体A及びBは、セル30b及び30cの外部に露出した主面を有している。セル30dにおいて、切断された前駆体Aは、セル30dの外部に露出した主面を有している。
 次に、切断された前駆体A及びBのそれぞれにおけるセル30の外部に露出した主面に、例えば導電性接着剤を塗布する。導電性接着剤を塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷法が挙げられる。本明細書では、切断された前駆体A及びBにおいて、接着性材料が塗布された主面を「接着面」と呼ぶことがある。次に、セル30aにおける切断された前駆体Bの接着面をセル30bにおける切断された前駆体Aの接着面と接着させる。前駆体Aの接着面と前駆体Bの接着面とを接着させることによって、バイポーラ集電体16が得られる。セル30bにおける切断された前駆体Bの接着面をセル30cにおける切断された前駆体Aの接着面と接着させる。セル30cにおける切断された前駆体Bの接着面をセル30dにおける切断された前駆体Aの接着面と接着させる。これにより、複数のセル30が積層された積層体が得られる。接着面同士は、例えば、加圧接着によって互いに接着させることができる。接着面同士を接着させるときの温度は、例えば、50℃以上100℃以下である。接着面同士を接着させるときに、セル30に印加する圧力は、例えば、300MPa以上400MPa以下である。セル30に圧力を印加する時間は、例えば、90秒以上120秒以下である。接着には、導電性接着剤に代えて、低抵抗の導電性テープを用いることもできる。導電性接着剤に代えて、ペースト状の銀粉又は銅粉を用いることもできる。ペースト状の銀粉又は銅粉が塗布されたセル30の接着面を他のセル30の接着面に加圧圧着すれば、金属粒子と集電体とをアンカー効果によって機械的に接合できる。接着性及び導電性が得られる方法である限り、複数のセル30を積層する方法は、特に限定されない。
 次に、複数のセル30の積層体と、正極端子17及び負極端子18とを電気的に接続させる。複数のセル30の積層体と端子17及び18とは、例えば、次の方法によって電気的に接続させることができる。まず、複数のセル30の積層体において、端子17及び18が配置されるべき面に、導電性樹脂ペーストを塗布する。導電性樹脂ペーストを硬化させることによって、端子17及び18が形成される。これにより、本実施形態に係る電池100が得られる。導電性樹脂ペーストを硬化させるときの温度は、例えば、約100℃以上300℃以下である。導電性樹脂ペーストを硬化させる時間は、例えば、60分である。
 導電性樹脂ペーストとしては、例えば、Ag、Cu、Ni、Zn、Al、Pd、Au、Pt又はこれらの合金を含む高融点の高導電性金属粒子と、低融点の金属粒子と、樹脂とを含む熱硬化性導電ペーストを用いることができる。高導電性金属粒子の融点は、例えば、400℃以上である。低融点の金属粒子の融点は、導電性樹脂ペーストの硬化温度以下であってもよく、300℃以下であってもよい。低融点の金属粒子の材料としては、例えば、Sn、SnZn、SnAg、SnCu、SnAl、SnPb、In、InAg、InZn、InSn、Bi、BiAg、BiNi、BiSn、BiZn及びBiPbが挙げられる。このような低融点の金属粉末を含有する導電性ペーストを使用することによって、低融点の金属粒子の融点よりも低い熱硬化温度で、導電性ペーストと、集電体又はアンカー部との接触部位において、固相及び液相反応が進行する。これにより、例えば、導電性ペーストに含まれる金属と、集電体又はアンカー部に含まれる金属とを含む合金が形成される。集電体又はアンカー部と端子との接続部近傍に、合金を含む拡散層が形成される。導電性粒子としてAg又はAg合金を使用し、集電体にCuを使用した場合には、AgCuを含む高導電性合金が形成される。さらに、導電性粒子の材料と集電体の材料との組み合わせによって、AgNi、AgPdなども形成されうる。このようにして、端子と集電体又はアンカー部とは、合金を含む拡散層によって一体的に接合される。以上の構成によれば、端子と集電体又はアンカー部とは、アンカー効果よりも強固に接続される。そのため、電池100の各部材での熱サイクルなどによる熱膨張の差、又は、衝撃に起因して、各部材の接続が外れるという問題が生じにくい。
 高導電性金属粒子及び低融点の金属粒子の形状は、特に限定されず、球状、鱗片状、針状などであってもよい。これらの金属粒子の粒子サイズは、小さければ小さいほど、低温度で合金化反応及び合金の拡散が進行する。そのため、これらの金属粒子の粒子サイズ及び形状は、プロセス設計及び電池特性への熱履歴の影響を考慮して、適宜調節されうる。
 熱硬化性導電ペーストに用いられる樹脂は、結着用バインダーとして機能するものであれば特に限定されず、印刷法に対する適性、塗布性など、採用するべき製造プロセスによって適切なものを選択できる。熱硬化性導電ペーストに用いられる樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂を含む。熱硬化性樹脂としては、例えば、尿素樹脂、メラミン樹脂、グアナミン樹脂などのアミノ樹脂、ビスフェノールA型、ビスフェノールF型、フェノールノボラック型、脂環式などのエポキシ樹脂、オキセタン樹脂、レゾール型、ノボラック型などのフェノール樹脂、シリコーンエポキシ、シリコーンポリエステルなどのシリコーン変性有機樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
 本実施形態の製造方法では、圧粉プロセスで電池100を作製する例を示している。ただし、焼成プロセスを使用して焼結体の積層体を作製し、さらに、焼け付けプロセスによって端子17及び18を作製してもよい。
 (実施形態2)
 図2は、本実施形態2に係る電池200の構成を説明する概略図である。図2(a)は、本実施形態に係る電池200の断面図である。図2(b)は、電池200の上面図である。図2に示すように、電池200において、正極端子23は、正極集電体11の主面及び第1アンカー部19dの主面を被覆している。負極端子24が負極集電体13の主面及び第2アンカー部20aの主面を被覆している。以上を除き、電池200の構造は、実施形態1の電池100の構造と同じである。したがって、実施形態1の電池100と本実施形態の電池200とで共通する要素には同じ参照符号を付し、それらの説明を省略することがある。すなわち、以下の各実施形態に関する説明は、技術的に矛盾しない限り、相互に適用されうる。さらに、技術的に矛盾しない限り、各実施形態は、相互に組み合わされてもよい。
 正極端子23は、正極集電体11の主面を部分的に被覆していてもよく、全体的に被覆していてもよい。言い換えると、正極端子23は、電池200の上端に位置する正極集電体11の上面の少なくとも一部を被覆している。さらに、電池200において、正極端子23は、複数のセル30のうち最も外側に位置するセル30dに含まれる第1アンカー部19dの主面を被覆している。言い換えると、正極端子23は、電池200の下端に位置する第1アンカー部19dの下面を被覆している。
 詳細には、正極端子23は、本体部23aと固定部23b及び23cとを有する。本体部23aは、第3方向zに延びている。固定部23b及び23cは、複数のセル30を固定している。複数のセル30が固定部23b及び23cに挟持されている。固定部23b及び23cは、それぞれ、本体部23aの一対の端面に接続されている。固定部23b及び23cのそれぞれは、第1方向xに延びている。固定部23bが正極集電体11の主面を被覆している。固定部23cが第1アンカー部19dの主面を被覆している。
 負極端子24は、負極集電体13の主面を部分的に被覆していてもよく、全体的に被覆していてもよい。言い換えると、負極端子24は、電池200の下端に位置する負極集電体13の下面の少なくとも一部を被覆している。さらに、電池200において、負極端子24は、複数のセル30のうち最も外側に位置するセル30aに含まれる第2アンカー部20aの主面を被覆している。言い換えると、負極端子24は、電池200の上端に位置する第2アンカー部20aの上面を被覆している。
 詳細には、負極端子24は、本体部24aと固定部24b及び24cとを有する。本体部24aは、第3方向zに延びている。固定部24b及び24cは、複数のセル30を固定している。複数のセル30が固定部24b及び24cに挟持されている。固定部24b及び24cは、それぞれ、本体部24aの一対の端面に接続されている。固定部24b及び24cのそれぞれは、第1方向xと反対方向に延びている。固定部24bが第2アンカー部20aの主面を被覆している。固定部24cが負極集電体13の主面を被覆している。
 以上の構成によって、より高い接合強度により一体化された積層電池200を実現することができる。特に、この構成により、端子23及び24周辺に集中して発生する、集電体11及び13のたわみに起因する応力に対する電池200の信頼性を向上させることができる。
 端子23及び24の固定部23b,23c,24b及び24cは、例えば、次の方法で作製できる。まず、複数のセル30の積層体の上端に位置する正極集電体11の上面、及び、第2アンカー部20aの上面に導電性樹脂ペーストを塗布する。さらに、複数のセル30の積層体の下端に位置する負極集電体13の下面、及び、第1アンカー部19dの下面に導電性樹脂ペーストを塗布する。導電性樹脂ペーストの塗布は、例えば、スクリーン印刷法によって行うことができる。導電性樹脂ペーストを熱硬化することによって、固定部23b,23c,24b及び24cが形成される。
 このとき、正極集電体11と第2アンカー部20aとが短絡しないように、固定部23b及び24bを形成するべきである。同様に、負極集電体13と第1アンカー部19dとが短絡しないように、固定部23c及び24cを形成するべきである。
 この端子23及び24の構成により、固定部23b,23c,24b及び24cによって、複数のセル30の積層体を挟持できる。これにより、多方向からの衝撃への耐久性が向上した積層電池200を実現できる。
 導電性樹脂ペーストとして、上述した高導電性金属粒子、低融点の金属粒子及び樹脂を含有する熱硬化性樹脂ペーストを用いることにより、固定部23bと正極集電体11との界面、固定部23cと第1アンカー部19dとの界面、固定部24bと第2アンカー部20aとの界面、及び、固定部24cと負極集電体13との界面に合金を含む拡散層を形成することができる。これにより、端子23及び24と複数のセル30の積層体とをより強固に一体化することができる。そのため、耐衝撃性に一層優れた積層電池200を実現できる。
 (実施の形態3)
 図3は、本実施形態3に係る電池300の構成を説明する概略図である。図3(a)は、本実施形態に係る電池300の断面図である。図3(b)は、電池300の上面図である。図3に示すように、正極集電体25、並びに、第1アンカー部27a、27b,27c及び27dは、正極端子17に部分的に埋め込まれている。電池300における正極集電体25及び複数の第1アンカー部27のうちの少なくとも1つが正極端子17に部分的に埋め込まれていてもよい。同様に、負極集電体26、並びに、第2アンカー部28a,28b,28c及び28dは、負極端子18に部分的に埋め込まれている。電池300における負極集電体26及び複数の第2アンカー部28のうちの少なくとも1つが負極端子18に部分的に埋め込まれていてもよい。これにより、端子17及び18と、複数のセル30の積層体との接続の信頼性がより向上する。この構成により、電池300の冷熱サイクルの信頼性及び衝撃に対する信頼性をさらに向上できる。
 正極端子17に埋め込まれている正極集電体25の部分及び第1アンカー部27の部分が正極端子17の厚さ方向に正極端子17を貫通しない限り、これらの部分の大きさは、特に限定されない。例えば、正極集電体25の端部から1μm以上の距離までの正極集電体25の部分が正極端子17に埋め込まれている。例えば、第1アンカー部27の端部から1μm以上の距離までの第1アンカー部27の部分が正極端子17に埋め込まれている。
 同様に、負極端子18に埋め込まれている負極集電体26の部分及び第2アンカー部28の部分が負極端子18の厚さ方向に負極端子18を貫通しない限り、これらの部分の大きさは、特に限定されない。例えば、負極集電体26の端部から1μm以上の距離までの負極集電体26の部分が負極端子18に埋め込まれている。例えば、第2アンカー部28の端部から1μm以上の距離までの第2アンカー部28の部分が負極端子18に埋め込まれている。
 電池300の集電体25及び26、並びに、アンカー部27及び28は、例えば、次の方法で作製することができる。まず、固体電解質層15に含まれる固体電解質として、端子17及び18を作製するときの熱硬化処理中に焼結する固体電解質を用いる。このような固体電解質としては、Li2S-P25系硫化物のガラスなどが挙げられる。固体電解質は、焼結することによって収縮する。このような固体電解質によれば、端子17及び18を作製するときに、複数のセル30に含まれる集電体25及び26、並びに、アンカー部27及び28に対して第3方向z及び第3方向zの反対方向に圧力が印加される。これらの圧力の作用効果により、正極端子17に向かって正極集電体25及び第1アンカー部27が突出する。さらに、負極端子18に向かって負極集電体26及び第2アンカー部28が突出する。これにより、正極集電体25、負極集電体26、第1アンカー部27及び第2アンカー部28が、それぞれ、対応する端子17及び18に部分的に埋め込まれた積層電池300を作製できる。電池300の集電体25及び26、並びに、アンカー部27及び28は、複数のセル30の積層体を加圧処理することによっても作製できる。加圧処理において、圧力は、例えば、第3方向zに印加される。加圧処理の圧力は、例えば、20kg/cm2以上100kg/cm2以下である。
 電池300の構成によれば、正極集電体25、負極集電体26、第1アンカー部27及び第2アンカー部28と、端子17及び18との電気的接続及び機械的接続がより強固であるため、熱衝撃による接続不良を抑制でき、さらに耐衝撃性に優れた、高信頼性の積層電池300が得られる。
 以上、本開示に係る電池について、実施の形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施の形態に限定されるものではない。本開示の主旨を逸脱しない限り、当業者が思いつく各種変形を実施の形態に施したものや、実施の形態における一部の構成要素を組み合わせて構築される別の形態も、本開示の範囲に含まれる。
 本開示に係る電池は、各種の電子機器、自動車などに用いられる全固体電池などの二次電池として利用されうる。
 11,25 正極集電体
 12 正極層
 13,26 負極集電体
 14 負極層
 15 固体電解質層
 16 バイポーラ集電体
 17,23 正極端子
 18,24 負極端子
 19,27 第1アンカー部
 20,28 第2アンカー部
 21 封止部材
 30 セル
 100,200,300 電池

Claims (8)

  1.  正極端子及び負極端子と、
     正極層及び負極層と、
     前記正極層及び前記正極端子のそれぞれと電気的に接続された正極集電体と、
     前記負極層及び前記負極端子のそれぞれと電気的に接続された負極集電体と、
     前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するバイポーラ集電体と、
     前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置する固体電解質層と、
     前記正極集電体と前記負極集電体との間に位置するとともに、前記固体電解質層を囲んでいる絶縁性の封止部材と、
    を備え、
     前記正極集電体と前記負極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、
     前記負極集電体と前記正極端子とは、間隙を介して互いに電気的に分離しており、
     前記バイポーラ集電体は、前記正極端子及び前記負極端子のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している、
    電池。
  2.  前記正極端子に接続されており、かつ前記負極集電体及び前記バイポーラ集電体のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している第1アンカー部と、
     前記負極端子に接続されており、かつ前記正極集電体及び前記バイポーラ集電体のそれぞれと間隙を介して電気的に分離している第2アンカー部と、
    をさらに備える、請求項1に記載の電池。
  3.  前記第1アンカー部の一部が前記正極端子に埋め込まれている、又は、前記第2アンカー部の一部が前記負極端子に埋め込まれている、請求項2に記載の電池。
  4.  前記第1アンカー部の端部から1μm以上の距離までの前記第1アンカー部の部分が前記正極端子に埋め込まれている、又は、前記第2アンカー部の端部から1μm以上の距離までの前記第2アンカー部の部分が前記負極端子に埋め込まれている、請求項3に記載の電池。
  5.  前記正極端子が前記正極集電体の主面を被覆している、又は、前記負極端子が前記負極集電体の主面を被覆している、請求項1から4のいずれか1項に記載の電池。
  6.  前記正極集電体の一部が前記正極端子に埋め込まれている、又は、前記負極集電体の一部が前記負極端子に埋め込まれている、請求項1から5のいずれか1項に記載の電池。
  7.  前記正極集電体の端部から1μm以上の距離までの前記正極集電体の部分が前記正極端子に埋め込まれている、又は、前記負極集電体の端部から1μm以上の距離までの前記負極集電体の部分が前記負極端子に埋め込まれている、請求項6に記載の電池。
  8.  前記正極集電体が第1合金を介して前記正極端子と電気的に接続されている、又は、前記負極集電体が第2合金を介して前記負極端子と電気的に接続されている、請求項1から7のいずれか1項に記載の電池。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11154502A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Sanyo Electric Co Ltd リチウム電池及びその製造方法
JP2012049067A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Nissan Motor Co Ltd 双極型二次電池
WO2013001908A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 株式会社村田製作所 蓄電デバイス用素子および蓄電デバイス
JP2016091634A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 三菱マテリアル株式会社 蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4352016B2 (ja) * 2005-03-18 2009-10-28 株式会社東芝 無機固体電解質電池及び無機固体電解質電池の製造方法
JP4656102B2 (ja) * 2007-07-27 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 固体型電池
JP2013120717A (ja) * 2011-12-08 2013-06-17 Toyota Motor Corp 全固体電池
JP6772855B2 (ja) * 2017-01-20 2020-10-21 トヨタ自動車株式会社 全固体電池
JP7172127B2 (ja) * 2018-05-14 2022-11-16 トヨタ自動車株式会社 全固体電池及びその製造方法
KR20220151475A (ko) * 2021-05-06 2022-11-15 삼성에스디아이 주식회사 전극 구조체 및 이를 포함하는 전고체 이차전지

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11154502A (ja) * 1997-11-21 1999-06-08 Sanyo Electric Co Ltd リチウム電池及びその製造方法
JP2012049067A (ja) * 2010-08-30 2012-03-08 Nissan Motor Co Ltd 双極型二次電池
WO2013001908A1 (ja) * 2011-06-28 2013-01-03 株式会社村田製作所 蓄電デバイス用素子および蓄電デバイス
JP2016091634A (ja) * 2014-10-30 2016-05-23 三菱マテリアル株式会社 蓄電デバイス及び蓄電デバイスの製造方法

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