WO2023013233A1 - 電池 - Google Patents

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WO2023013233A1
WO2023013233A1 PCT/JP2022/022900 JP2022022900W WO2023013233A1 WO 2023013233 A1 WO2023013233 A1 WO 2023013233A1 JP 2022022900 W JP2022022900 W JP 2022022900W WO 2023013233 A1 WO2023013233 A1 WO 2023013233A1
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battery
lead terminal
battery element
embossed
embossed shape
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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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    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Definitions

  • This disclosure relates to batteries.
  • Patent Document 1 discloses a battery in which a voltage detection terminal is connected to a current collector.
  • Patent Document 2 discloses an electricity storage device that includes a current collector in which a plurality of grooves are formed.
  • An object of the present disclosure is to provide a battery with improved reliability.
  • the battery of the present disclosure is a first battery element; a second battery element stacked on the first battery element and electrically connected in parallel with the first battery element; a first lead terminal disposed between the first battery element and the second battery element and electrically connected to the first battery element and the second battery element; with The first lead terminal is in contact with at least one selected from the group consisting of the first battery element and the second battery element, and is in contact with neither the first battery element nor the second battery element. and a non-contact portion, The non-contact portion has a first embossed shape on at least part of its surface.
  • the present disclosure provides a battery with improved reliability.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1000 according to the first embodiment.
  • 2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of the embossed pattern of the battery 1000 according to the first embodiment.
  • 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1100 according to the second embodiment.
  • 4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1200 according to the third embodiment.
  • FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the outer edge and embossed pattern of the battery 1200 according to the third embodiment.
  • FIG. 6A and 6B are a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1300 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1400 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of a battery 1500 according to the sixth embodiment.
  • the x-axis, y-axis and z-axis indicate three axes of a three-dimensional orthogonal coordinate system.
  • the z-axis direction is the thickness direction of the battery.
  • the term "thickness direction" refers to the direction perpendicular to the surface on which the layers of the battery and battery element are laminated.
  • planar view means the case where the battery is viewed along the stacking direction of the battery elements.
  • the “thickness” is the length of the battery, the battery element, and each layer in the stacking direction.
  • the "side surface” means a surface along the stacking direction of the battery element, and the “main surface” means a surface other than the side surface.
  • the terms “inner” and “outer” in terms of “inner” and “outer” mean that the center side of the battery is “inner” when the battery is viewed along the stacking direction of the battery elements.
  • the peripheral side is "outside”.
  • top and bottom in the battery configuration do not refer to the upward (vertical upward) and downward (vertically downward) directions in terms of absolute spatial perception, but the stacking order in the stacking configuration. It is used as a term defined by relative positional relationship based on. Also, the terms “above” and “below” are used only when two components are spaced apart from each other and there is another component between the two components, as well as when two components are spaced apart from each other. It also applies when two components are in contact with each other and are placed in close contact with each other.
  • a battery according to the first embodiment includes a first battery element, a second battery element, and a first lead terminal.
  • the second battery element is stacked on the first battery element and electrically connected in parallel with the first battery element.
  • the first lead terminal is arranged between the first battery element and the second battery element and electrically connected to the first battery element and the second battery element.
  • the first lead terminal has a contact portion that contacts at least one selected from the group consisting of the first battery element and the second battery element, and a non-contact portion that contacts neither the first battery element nor the second battery element. have.
  • the non-contact portion of the first lead terminal has a first embossed shape on at least part of the surface.
  • the non-contact portion of the first lead terminal can be said to be an exposed portion that protrudes outward from the side surface of the stack of the first battery element and the second battery element.
  • the side surface of the stack of the first battery element and the second battery element may be referred to as “battery element side surface”.
  • the first embossed shape provided on at least part of the surface of the first lead terminal means a shape formed by at least one of a convex shape from the surface of the first lead terminal and a concave shape from the surface.
  • the first embossed shape may be formed by a convex shape formed on the surface of the first lead terminal, may be formed by a concave shape, or may be formed by both a convex shape and a concave shape (i.e. uneven shape).
  • embossing includes both single-sided embossing and double-sided embossing, the embossed shape of the present disclosure may be either.
  • the first embossed shape absorbs the action of the stress on the lead-around portion (that is, the non-contact portion) of the first lead terminal. and dispersible.
  • the lead-around portion that is, the non-contact portion
  • dispersible it is possible to suppress breakage of the first lead terminal due to occurrence of a starting point of breakage at the outer edge of the routing portion of the first lead terminal, for example. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of disconnection of the circuit due to breakage of the lead terminal (that is, open failure). Therefore, according to the configuration of the battery according to the first embodiment, even a multi-layer battery in which a plurality of thin and large battery cells are stacked can have high reliability and large capacity.
  • Patent Document 1 discloses a battery in which a voltage detection terminal is connected to a current collector.
  • the battery has a recess that communicates with the current collector, and the voltage detection terminal is in contact with and connected to the recess. Therefore, in the battery disclosed in Patent Document 1, the recess is located at the connection portion between the voltage detection terminal and the current collector, that is, the contact portion between the voltage detection terminal and the current collector. Therefore, the battery disclosed in Patent Document 1, like the battery according to the first embodiment, has a non-contact portion (that is, an exposed portion) of the first lead terminal that contacts neither the first battery element nor the second battery element. ) are not embossed.
  • Patent Document 2 discloses an electricity storage device that includes a current collector in which a plurality of grooves are formed. This configuration is intended to reduce the resistance of the contact portion between the electrode layer containing the active material and the current collector. Therefore, the non-contact portion (that is, the exposed portion) of the lead terminal is not provided with the groove. Therefore, in the electricity storage device of Patent Document 2, the groove provided in the connection portion between the electrode layer and the current collector does not have the effect of suppressing breakage of the lead terminal, unlike the battery according to the first embodiment. .
  • FIG. 1 is a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of a battery 1000 according to the first embodiment.
  • FIG. 1(a) shows a cross-sectional view of a battery 1000 according to the first embodiment.
  • FIG. 1(b) is a plan view of the battery 1000 according to the first embodiment viewed from the positive side in the z-axis direction.
  • FIG. 1(a) shows a cross section at the position indicated by line II in FIG. 1(b).
  • the battery 1000 includes a first battery element 400, a second battery element 500, and a first lead terminal 600.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 are stacked together and electrically connected in parallel with each other.
  • First lead terminal 600 is disposed between first battery element 400 and second battery element 500 and electrically connected to first battery element 400 and second battery element 500 .
  • the battery 1000 according to the first embodiment further includes, for example, a second lead terminal 700 electrically connected to the first battery element 400 and a third lead terminal 800 electrically connected to the second battery element 500.
  • the second lead terminal 700, the first battery element 400, the first lead terminal 600, the second battery element 500, and the third lead terminal 800 connect the first battery element 400 and the second battery element. 500 are arranged in this order in the stacking direction.
  • the first lead terminal 600 has a first embossed shape on at least part of the non-contact portion that is not in contact with either the first battery element 400 or the second battery element 500.
  • the first embossed shape is represented by hatching the first lead terminal 600 .
  • the first embossed shape is provided, for example, on substantially the entire non-contact portion of the first lead terminal 600 .
  • the first embossed shape absorbs the action of the stress on the non-contact portion, which is the routing portion of the first lead terminal 600. and dispersible.
  • breakage of the first lead terminal 600 due to occurrence of a starting point of breakage at the outer edge of the routed portion of the first lead terminal 600 can be suppressed. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of disconnection of the circuit due to breakage of the lead terminal. Therefore, battery 1000 can have high reliability and large capacity.
  • the battery 1000 is a laminated battery in which two battery elements are connected in parallel.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 are, for example, solid-state batteries. That is, the battery 1000 may be an all-solid battery.
  • the first lead terminal 600 is fixed between the first battery element 400 and the second battery element 500, so stress such as shock or vibration is more easily damaged by
  • the non-contact portion of the first lead terminal 600 has the first embossed shape on at least part of the surface. 1 Lead terminal 600 is less likely to be damaged.
  • the second lead terminal 700 is in contact with the first battery element 400 in the portion not in contact with the battery element, that is, in the battery 1000. At least a portion of the non-contact portion may have a first embossed shape.
  • the first embossed shape may be provided particularly on the portion that protrudes outward from the side surface of the battery element. Since the second lead terminal 700 has the first embossed shape having the configuration as described above, the second lead terminal can withstand stress such as impact or vibration even when the battery 1000 is subjected to a stress such as shock or vibration, similarly to the first lead terminal 600 . Breakage of 700 can be suppressed.
  • the first embossed shape provided on the second lead terminal 700 is represented by hatching the second lead terminal 700 .
  • the third lead terminal 800 is in contact with the portion not in contact with the battery element, that is, in the battery 1000, with the second battery element 500. At least a portion of the non-contact portion may have a first embossed shape. Of the non-contact portion of the second lead terminal 700, the first embossed shape may be provided particularly on the portion that protrudes outward from the side surface of the battery element. Since the third lead terminal 800 has the first embossed shape having the configuration as described above, the third lead terminal can withstand stress such as impact or vibration even when the battery 1000 is subjected to stress such as shock or vibration, as in the case of the first lead terminal 600 . Breakage of 800 can be suppressed.
  • the first battery element 400 includes a first electrode 100, a solid electrolyte layer 300, and a second electrode 200 in this order.
  • the first electrode 100 includes a first current collector 110 and a first active material layer 120 .
  • the second electrode 200 includes a second current collector 210 and a second active material layer 220 .
  • the second battery element 500 includes the first electrode 100, the solid electrolyte layer 300, and the second electrode 200 in this order.
  • the first electrode 100 includes the first current collector 110 and the first active material layer 120
  • the second electrode 200 includes the second collector. It includes an electrical body 210 and a second active material layer 220 .
  • the first electrode 100 of the second battery element 500 has the same polarity as the first electrode 100 of the first battery element 400 .
  • the second electrode 200 of the second battery element 500 has the same polarity as the second electrode 200 of the first battery element 400 .
  • the first battery element 400 is arranged such that the second current collector 210 of the first battery element 400 faces the second current collector 210 of the second battery element 500 . , are stacked on the second battery element 500 .
  • the first battery element 400 is stacked on the second battery element 500 such that the first current collector 110 of the first battery element 400 faces the first current collector 110 of the second battery element 500.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 need only be stacked so as to be electrically connected in parallel, and the orientation thereof is not limited to that shown in FIG. 1(a).
  • first battery element 400 and the second battery element 500 not only the first lead terminal 600 but also another conductive layer 900, for example, may be arranged.
  • Only the first lead terminal 600 may be arranged between the first battery element 400 and the second battery element 500 .
  • the first electrode 100 may be the positive electrode and the second electrode 200 may be the negative electrode.
  • the first current collector 110 and the first active material layer 120 are the cathode current collector and the cathode active material layer, respectively.
  • the second current collector 210 and the second active material layer 220 are the negative electrode current collector and the negative electrode active material layer, respectively.
  • first current collector 110 and the second current collector 210 may be collectively referred to simply as "current collectors”.
  • the first active material layer 120 and the second active material layer 220 may be collectively referred to simply as “active material layers”.
  • the first lead terminal 600, the second lead terminal 700, and the third lead terminal 800 may be collectively referred to simply as “lead terminals”.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 are flat rectangular parallelepipeds.
  • the first lead terminal 600 is arranged between the first battery element 400 and the second battery element 500 . If a conductive layer 900 is provided, the conductive layer 900 is also arranged between the first battery element 400 and the second battery element 500, similar to the first lead terminal 600.
  • FIG. 1 the first lead terminal 600 is arranged between the first battery element 400 and the second battery element 500 .
  • the conductive layer 900 is made of a conductive material.
  • the conductive material includes a conductor.
  • the conductive material may be a conductive resin material.
  • the conductive resin material contains, for example, conductive particles.
  • the conductive particles are powder such as Ag or Cu, for example.
  • the second lead terminal 700 and the third lead terminal 800 are connected to the upper and lower main surfaces of the battery 1000 by, for example, a conductive material.
  • the second lead terminal 700 is electrically connected to an electrode with a different polarity than the electrode to which the first lead terminal 600 is electrically connected in the first battery element 400.
  • the third lead terminal 800 is electrically connected to an electrode of the second battery element 500 having a different polarity from the electrode to which the first lead terminal 600 is electrically connected.
  • the shape of the lead terminal is, for example, foil-like, plate-like, or mesh-like.
  • the first lead terminal 600 has an embossed shape at the exposed portion from the first battery element 400 and the second battery element 500 . That is, first lead terminal 600 has an embossed shape at the non-contact portion that is not in contact with first battery element 400 and second battery element 500 .
  • the second lead terminal 700 may have the same shape as the third lead terminal 800.
  • the same degree of load is applied to both lead terminals, so stress can be dispersed. Therefore, breakage of the lead terminals is suppressed.
  • the lead portions of the same polarity have the same electrical resistance, the heat generated at high current is also about the same. Therefore, since local differences in battery operation due to temperature differences are reduced, characteristic deterioration is suppressed, and high reliability is obtained.
  • the material of the lead terminal should be conductive. Examples of such materials are stainless steel, nickel (Ni), aluminum (Al), iron (Fe), titanium (Ti), copper (Cu), palladium (Pd), gold (Au), platinum (Pt), or It is an alloy of two or more of these. Considering the operating potential and conductivity of the battery 1000, the material of the lead terminals may be selected as appropriate. Also, it can be selected according to the required tensile strength or heat resistance.
  • the lead terminal may be a high-strength electrolytic copper foil or a clad material laminated with different metal foils.
  • the surface of the lead terminals may be plated with a conductor such as Ni, Cu, or Sn.
  • the first embossed shape of the lead terminal may be, for example, unevenness having a maximum height roughness Rz (JIS B 0601:2013) about the thickness of the lead terminal.
  • Rz JIS B 0601:2013
  • the first lead terminal 600 is a Cu foil having a thickness of 10 ⁇ m to 15 ⁇ m
  • the first embossed shape provided on the first lead terminal 600 has a maximum height roughness Rz of 10 ⁇ m to 15 ⁇ m, for example.
  • Concave and convex portions may be used.
  • the first embossed shape provided on the lead terminal may have a periodic structure in which embossed unit shapes are repeatedly arranged at predetermined intervals.
  • an embossed shape having a periodic structure in which embossed unit shapes are repeatedly arranged at predetermined intervals may be referred to as an "embossed pattern".
  • the embossed pattern can disperse and absorb the local stress concentration on the lead terminals in a wide area provided with the periodic structure. For example, breakage that progresses in a line, which is a common form of breakage of lead terminals, is divided by a periodic structure of embossing, in which a plurality of embossed unit shapes (e.g., unit concave shape or unit convex shape) are arranged. can be suppressed.
  • the battery 1000 can suppress breakage of the first lead terminal 600 and, as a result, suppress the occurrence of disconnection of the circuit. Furthermore, the flexural deformation of the lead terminal due to stress is less likely to be deformed than in the state of a smooth foil (that is, a thin plate without an embossed shape) because the embossed pattern enhances shape retention. Become stronger. Therefore, the deformation of the lead terminal is suppressed, so that, for example, the metal fatigue of the metal material forming the lead terminal is reduced. As a result, the lead terminals are less likely to be damaged.
  • the first embossed shape may be, for example, an embossed pattern in which the embossed unit shape is a unit concave shape.
  • the embossed pattern has, for example, a periodic structure in which unit concave shapes each having a square size of 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m and a thickness (that is, the depth of the concave) of 10 ⁇ m are arranged at intervals of 50 ⁇ m (that is, at a pitch of 50 ⁇ m).
  • FIG. 2A and 2B are a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of the embossed pattern of the battery 1000 according to the first embodiment.
  • FIG. 2(a) is a plan view showing a schematic configuration of an example of the embossed pattern of the battery 1000 according to the first embodiment.
  • FIG. 2(b) is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an example of the embossed pattern of the battery 1000 according to the first embodiment.
  • the corner 1a of the unit concave shape 1 may be smoothly curved. That is, the corners of the unit concave shape 1 do not have to be sharp.
  • the thickness level of the conductive material may be set as the upper limit of the pitch of the arrangement.
  • the pitch may be about 10 ⁇ m or less.
  • the lead terminal by providing the lead terminal with the first embossed shape, breakage of the lead terminal due to stress and impact can be suppressed.
  • the first embossed shape makes it difficult for the lead terminal to break, and the unevenness provides elasticity against stress, so the stress can be absorbed by the elasticity of the entire lead terminal. Therefore, it is preferable that the stretchability is increased by the pattern, arrangement, and pitch of the concave-convex processing.
  • the stretch characteristics of lead terminals can be evaluated by a general tensile test that measures displacement against tensile stress.
  • the shape of the embossed units that make up the embossed pattern is not limited to the shape shown in FIG.
  • the embossed unit shape may be single-sided embossed or double-sided embossed.
  • the periodic structure may have a configuration in which a plurality of embossed unit shapes are arranged with an interval equal to or greater than the thickness of the first lead terminal 600 .
  • a periodic structure in which the embossed unit shapes are repeatedly arranged at an interval equal to or greater than the variation in the thickness of a generally used lead terminal (for example, the thickness of a Cu current collector foil) is formed on the surface of the lead terminal.
  • the periodic structure may have a spacing of 10 ⁇ m or more.
  • the first embossed shape may include a plurality of linear embossed shapes.
  • the multiple linear embossed shapes may or may not be parallel to each other.
  • the first embossed shape may be a shape (line shape) in which a plurality of straight lines are arranged in parallel.
  • the linear embossed shapes By arranging the linear embossed shapes so as to divide the line along which the break progresses, progress of the break can be suppressed.
  • it is desirable that the direction in which the linear embossed shape extends is not parallel to the direction in which the outer edge of battery 1000 extends. That is, the embossed shape may include a linear embossed shape that is not parallel to, that is, intersects, the direction in which the outer edges of the first battery element 400 and the second battery element 500 extend in plan view.
  • the linear embossed shape divides the direction in which the lead terminal is likely to be damaged, so that the stress resistance of the lead terminal is improved.
  • the linear embossed shape is arranged perpendicular to the direction in which the outer edges of the first battery element 400 and the second battery element 500 extend, so that the lead terminals can 500 is resistant to stress in the direction along the outer edge.
  • the linear embossed shape may be arranged obliquely with respect to the direction in which the outer edges of the first battery element 400 and the second battery element 500 extend.
  • the linear embossed shape may be formed by linear depressions (grooves) or linear projections, or may be formed by arranging embossed unit shapes in a line.
  • the second lead terminal 700 and the third lead terminal 800 can also be improved in resistance to stress such as tensile stress.
  • the first embossed shape may be arranged on the outer edge of the lead terminal.
  • the outer edge of the lead terminal is likely to be the starting point of breakage. Therefore, when the lead terminal has the above configuration, it becomes easier to suppress the progress of breakage of the lead terminal. For example, the outer edge of the lead terminal has burrs or flaws formed during processing such as die punching, and thus tends to be a starting point for breakage. By providing the outer edge with the first embossed shape, damage to the lead terminal due to burrs or scratches can be reduced.
  • the first embossed shape may be arranged along the long side of the outer edge of the lead terminal in plan view. As a result, it is possible to protect the portion along the long side of the outer edge, which tends to be the starting point of damage.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 have, for example, a rectangular outer shape with four sides in plan view.
  • the approximate outline of the first battery element 400 and the second battery element 500 may each be approximately 120 mm long side ⁇ 90 mm short side ⁇ 200 ⁇ m thick.
  • the lead terminal may be drawn out with a width of, for example, 15 mm, and the thickness of the lead terminal in this case may be, for example, 10 ⁇ m.
  • the first embossed shape is provided on the non-contact portion of the first lead terminal 600, but is not limited to this.
  • the first embossed shape may be provided only on the outer edge of the non-contact portion, that is, only on a portion that tends to be a starting point of damage.
  • the effect of suppressing breakage of the first lead terminal 600 can be enhanced.
  • the portion of the first lead terminal 600 that is drawn out from the side surface of the battery element (that is, the portion that is immediately after being drawn out from the battery element) is strongly subjected to deformation stress due to bending from the hard side surface, so that the first lead terminal 600 is easily damaged.
  • a first embossed shape may be provided around the portion of the first lead terminal 600 that extends from the side surface of the battery 1000 . Furthermore, in addition to the outer edge portion around the drawn portion of the first lead terminal 600 (that is, the portion that tends to be the starting point of damage), the portion along the side surface of the battery element in the first lead terminal 600 (that is, the damage that progresses) The embossed shape may be provided up to the contact portion of the first lead terminal 600 . The embossed shape may be provided even to the portion in contact with the second battery element 500 . As a result, the first lead terminal 600 can selectively protect the starting point of damage and the area where damage is likely to occur.
  • the first embossed shape is provided on the entire surface of the non-contact portion of the first lead terminal 600, the starting point of damage and the area where damage is likely to occur can be protected.
  • the effect of such a first embossed shape is the same for the second lead terminal 700 and the third lead terminal 800 as well.
  • the embossed shape increases the surface area of the lead terminals, so the effect of heat dissipation through the lead terminals can also be obtained. Therefore, it is also possible to suppress deterioration of battery characteristics in high-temperature operation.
  • the material of the lead terminal may have high thermal conductivity. By increasing the unevenness of the embossed shape and reducing the pitch of the embossed pattern, it is possible to increase the surface area of the lead terminal and improve heat dissipation.
  • the first lead terminal 600 extends and is exposed from the side surfaces of the first battery element 400 and the second battery element 500 .
  • the first lead terminal 600 is, for example, a plate-shaped conductive material (for example, a conductive foil having a thickness of about 10 ⁇ m to 16 ⁇ m) and is continuous and integrated.
  • Cu foil for example, may be used as the conductive foil.
  • the conductive layer 900 and the first lead terminal 600 may be configured as a continuous integral member. With such an integrated structure, the flatness of the joint surface can be ensured compared to partially inserting the first lead terminal 600 into the joint surface between the first battery element 400 and the second battery element 500 .
  • the bondability between the first battery element 400 and the second battery element 500 is improved, and structural defects such as interfacial separation between the battery elements can be suppressed.
  • the tensile strength of the first lead terminal 600 can also be improved by the integrated structure as described above.
  • the heat resistance between the conductive layer 900 and the first lead terminal 600 can be suppressed by the integrated structure (that is, the increase in resistance loss due to the discontinuous portion can be reduced), so that the effect of releasing heat generated during charging and discharging operations is improved.
  • the embossed shape provided on the lead terminal may be formed by pressing a metal mold against a predetermined portion of a plate-shaped conductive material to form unevenness on the surface of the material.
  • An embossed pattern may be formed on at least a part of the surface of the lead terminal by periodically arranging the embossed unit shapes of the unit concave shape or the unit convex shape, that is, by repeatedly arranging the embossed unit shapes at predetermined intervals. good.
  • the embossed pattern is, for example, a 100 ⁇ m ⁇ 100 ⁇ m square unit recessed shape having a thickness (that is, recess depth) of 10 ⁇ m, arranged at intervals of 50 ⁇ m (that is, at a pitch of 50 ⁇ m). You may have a structure.
  • the lead terminal may be any conductor as long as it has a high electrical conductivity. Also, metals with excellent workability and good plastic deformation properties are suitable.
  • the lead terminal may be made of the same material as the current collector that constitutes the battery element. As a result, the lead terminal and the current collector have the same coefficient of thermal expansion, so the thermal shock resistance is improved, and as a result, structural defects such as delamination can be suppressed.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 are made of a plate-like conductive material such as Cu foil, which constitutes the conductive layer 900 and the first lead terminal 600, and a conductive resin. may be laminated together by being bonded to each other with
  • the conductive resin can be a thermosetting resin containing metal conductive particles with high conductivity.
  • the solder may be melted for joining.
  • the conductive particles may be metal powders such as Ag and Cu.
  • the particle size of the conductive particles may be, for example, 0.5 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the battery 1000 may be configured by stacking three or more battery elements and electrically connecting them in parallel. Each battery element may not be a single cell, and may be an assembled battery of two or more.
  • the first current collector 110, the first active material layer 120, the solid electrolyte layer 300, the second active material layer 220, and the second current collector 210 may all have a rectangular shape in plan view.
  • the first current collector 110, the first active material layer 120, the solid electrolyte layer 300, the second active material layer 220, and the second current collector 210 have the same size, and are Although each outline matches, it is not limited to this.
  • the first active material layer 120 may be smaller than the second active material layer 220.
  • the first active material layer 120 and the second active material layer 220 may be smaller than the solid electrolyte layer 300.
  • the solid electrolyte layer 300 covers at least one of the first active material layer 120 and the second active material layer 220, a portion of the solid electrolyte layer 300 covers the first current collector 110 and the second current collector 110. It may be in contact with at least one of the current collectors 210 .
  • the current collector only needs to be made of a conductive material.
  • the current collector is, for example, stainless steel, nickel (Ni), aluminum (Al), iron (Fe), titanium (Ti), copper (Cu), palladium (Pd), gold (Au) or platinum (Pt), or , a foil-shaped body, a plate-shaped body or a mesh-shaped body made of an alloy of two or more of these can be used.
  • the material of the current collector can be selected in consideration of the manufacturing process, operating temperature, operating pressure, battery operating potential applied to the current collector, or conductivity. Also, the material of the current collector can be selected in consideration of the tensile strength or heat resistance required for the battery.
  • the current collector may be, for example, a high-strength electrolytic copper foil or a clad material obtained by laminating dissimilar metal foils.
  • the current collector may have a thickness of, for example, 10 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less.
  • the surface of the current collector may be processed into a rough surface with unevenness in order to improve adhesion with the active material layer (that is, the first active material layer 120 or the second active material layer 220). This, for example, enhances the bondability of the current collector interface and improves the mechanical and thermal reliability and cycling performance of the battery. Moreover, since the contact area between the current collector and the joint portion 16 is increased, the electrical resistance is reduced.
  • the first active material layer 120 may be in contact with the first current collector 110 .
  • the first active material layer 120 may cover the entire main surface of the first current collector 110 .
  • the positive electrode active material layer contains a positive electrode active material.
  • a positive electrode active material is a material in which metal ions such as lithium (Li) ions or magnesium (Mg) ions are inserted into or removed from a crystal structure at a potential higher than that of a negative electrode, and oxidized or reduced accordingly. .
  • a positive electrode active material for example, a compound containing lithium and a transition metal element.
  • the compound is, for example, an oxide containing lithium and a transition metal element, or a phosphate compound containing lithium and a transition metal element.
  • oxides containing lithium and transition metal elements include LiNi x M 1-x O 2 (where M is Co, Al, Mn, V, Cr, Mg, Ca, Ti, Zr, Nb, Mo, and at least one selected from the group consisting of W and satisfying 0 ⁇ x ⁇ 1), lithium nickel composite oxides such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), and layered oxides such as lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), or lithium manganate with a spinel structure (eg LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 , or LiMO 2 ).
  • LiNi x M 1-x O 2 where M is Co, Al, Mn, V, Cr, Mg, Ca, Ti, Zr, Nb, Mo, and at least one selected from the group consisting of W and satisfying 0 ⁇ x ⁇ 1
  • lithium nickel composite oxides such as lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2
  • LiFePO4 lithium iron phosphate
  • Sulfides such as sulfur (S) and lithium sulfide (Li 2 S) may be used as positive electrode active materials.
  • lithium niobate (LiNbO 3 ) or the like may be coated or added to the positive electrode active material particles.
  • Only one of these materials may be used for the positive electrode active material, or two or more of these materials may be used in combination.
  • the positive electrode active material layer may contain materials other than the positive electrode active material in addition to the positive electrode active material. That is, the positive electrode active material layer may be a mixture layer. Examples of such materials are inorganic solid electrolytes, solid electrolytes such as sulfide solid electrolytes, conductive aids such as acetylene black, or binding binders such as polyethylene oxide and polyvinylidene fluoride.
  • the first active material layer 120 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the second active material layer 220 may be in contact with the second current collector 210 .
  • the second active material layer 220 may cover the entire main surface of the second current collector 210 .
  • the negative electrode active material layer contains a negative electrode active material.
  • a negative electrode active material is a material in which metal ions such as lithium (Li) ions or magnesium (Mg) ions are inserted into or removed from the crystal structure at a potential lower than that of the positive electrode, and oxidized or reduced accordingly.
  • Examples of negative electrode active materials are carbon materials such as natural graphite, artificial graphite, graphite carbon fibers, and resin-burnt carbon, or alloy-based materials mixed with solid electrolytes.
  • Examples of alloy-based materials are lithium alloys such as LiAl, LiZn, Li3Bi , Li3Cd , Li3Sb, Li4Si, Li4.4Pb , Li4.4Sn , Li0.17C , and LiC6 , titanates oxides of lithium and transition metal elements such as lithium ( Li4Ti5O12 ), zinc oxide (ZnO), or metal oxides such as silicon oxide ( SiOx ).
  • the negative electrode active material layer may contain materials other than the negative electrode active material in addition to the negative electrode active material.
  • materials are inorganic solid electrolytes, solid electrolytes such as sulfide solid electrolytes, conductive aids such as acetylene black, or binding binders such as polyethylene oxide and polyvinylidene fluoride.
  • the second active material layer 220 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 300 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte layer 300 contains a solid electrolyte.
  • Solid electrolyte layer 300 contains, for example, a solid electrolyte as a main component.
  • the solid electrolyte layer 300 may consist only of a solid electrolyte.
  • the solid electrolyte may be a known ion-conducting solid electrolyte for batteries.
  • a solid electrolyte that conducts metal ions such as lithium ions or magnesium ions can be used.
  • an inorganic solid electrolyte such as a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte can be used.
  • Sulfide-based solid electrolytes include, for example, Li 2 SP 2 S 5 system, Li 2 S-SiS 2 system, Li 2 S-B 2 S 3 system, Li 2 S-GeS 2 system, Li 2 S-SiS 2 -LiI system , Li2S-SiS2-Li3PO4 system, Li2S-Ge2S2 system , Li2S - GeS2 - P2S5 system , or Li2S - GeS2- It is a ZnS system.
  • the oxide-based solid electrolyte is, for example, lithium-containing metal oxide, lithium-containing metal nitride, lithium phosphate (Li 3 PO 4 ), or lithium-containing transition metal oxide.
  • lithium-containing metal oxides are Li 2 O--SiO 2 or Li 2 O--SiO 2 --P 2 O 5 .
  • An example of a lithium-containing metal nitride is LixPyO1 -zNz .
  • An example of a lithium-containing transition metal oxide is lithium titanium oxide.
  • 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 300 may contain a solid electrolyte having lithium ion conductivity.
  • the solid electrolyte layer 300 may contain a binding binder such as polyethylene oxide or polyvinylidene fluoride in addition to the solid electrolyte.
  • a binding binder such as polyethylene oxide or polyvinylidene fluoride in addition to the solid electrolyte.
  • the solid electrolyte layer 300 may have a thickness of 5 ⁇ m or more and 150 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte material may be composed of aggregates of particles.
  • the solid electrolyte material may be composed of a sintered structure.
  • 3A and 3B are a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of the battery 1100 according to the second embodiment.
  • FIG. 3(a) is a cross-sectional view of the battery 1100 according to the second embodiment.
  • FIG. 3B is a plan view of the battery 1100 according to the second embodiment viewed from the positive side in the z-axis direction.
  • FIG. 3(a) shows a cross section at the position indicated by line III--III in FIG. 2(b).
  • the embossed shape of the first lead terminal 610 is partially arranged in the non-contact portion. . Except for this point, the first lead terminal 610 is the same as the first lead terminal 600 described in the first embodiment. In FIG. 3B, the embossed shape provided on the first lead terminal 610 is indicated by hatching applied to the first lead terminal 610. As shown in FIG.
  • the above configuration it is possible to reduce the stress on the first lead terminal 610 that is sandwiched between hard battery elements and applied due to thermal cycles and restraint pressure. As a result, damage to the first lead terminal 610 can be suppressed. Furthermore, the embossed shape provided in the lead-out portion of the first lead terminal 610 from the side surface of the battery 1100 suppresses breakage of the portion that is easily rubbed due to contact between the first lead terminal 610 and the side surface of the battery 1100 . These can improve the mechanical reliability of the first lead terminal 610 .
  • the embossed shape may also be provided on the contact portion of the first lead terminal 610 that contacts at least one selected from the group consisting of the first battery element 400 and the second battery element 500 . That is, the contact portion of the first lead terminal 610 may have a second embossed shape on at least a portion of the surface. Since the description of the configuration of the second embossed shape provided in the contact portion is the same as the description of the configuration of the first embossed shape described in detail in the first embodiment, detailed description thereof will be omitted here.
  • the embossed shape may be arranged on both the non-contact portion and the contact portion of the first lead terminal 610 .
  • the embossed shape of the first lead terminal 610 may be formed continuously in the contact portion and the non-contact portion. Note that in the battery 1100 shown in FIG. 3, part of the surface of the non-contact portion does not have an embossed shape.
  • the width of the embossed shape in the non-contact portion of the first lead terminal 610 (that is, the distance from the outer edge of the battery element to the non-embossed region of the non-contact portion) is, for example, the thickness of the first lead terminal 610 or more and the battery It may be in a range equal to or less than the thickness of the element. This can prevent the first lead terminal 610 from bending at the hard side corners of the battery 1100 . As a result, the first lead terminal 610 is less likely to be damaged in the vicinity of the lead-out portion.
  • the above embossed shape may also be provided on the second lead terminal 710 and the third lead terminal 810 .
  • the embossed shape provided on the second lead terminal 710 is represented by hatching applied to the second lead terminal 710 .
  • 4A and 4B are a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1200 according to the third embodiment.
  • FIG. 4(a) is a cross-sectional view of a battery 1200 according to the third embodiment.
  • FIG. 4B is a plan view of the battery 1200 according to the third embodiment viewed from the positive side in the z-axis direction.
  • FIG. 4(a) shows a cross section at the position indicated by line IV--IV in FIG. 4(b).
  • FIG. 5 is a plan view showing a schematic configuration of the outer edge and embossed pattern of the battery 1200 according to the third embodiment.
  • the non-contact portion of the first lead terminal 620 is provided with an embossed pattern as a first embossed shape.
  • the arrangement direction of the embossed unit shapes 1 is not parallel to the direction in which the outer edges of the first battery element 400 and the second battery element 500 extend in plan view. That is, the arrangement direction has an inclination angle with respect to the direction in which the outer edges of the first battery element 400 and the second battery element 500 extend, and may have an inclination angle of about 45 degrees, for example.
  • the patterns are evenly arranged on the left and right sides of the perpendicular to the side surface of the battery 1200 .
  • the first lead terminal 620 has the property of being able to expand and contract due to the embossed shape, that is, the tensile stress evenly to the left and right of the perpendicular to the side surface of the battery 1200 (e.g., evenly in the ⁇ 45° direction). It will happen. Therefore, the first lead terminal 620 can absorb stress over a wide range in various stress directions, such as the direction perpendicular to the side surface of the battery 1200 and the direction along the outer edge. Therefore, such an embossed pattern also reduces damage to the first lead terminal 620 .
  • the above embossed pattern may also be provided on the second lead terminal 720 and the third lead terminal 820 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of a battery 1300 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6(a) is a cross-sectional view of a battery 1300 according to the fourth embodiment.
  • FIG. 6B is a plan view of the battery 1300 according to the fourth embodiment viewed from the positive side in the z-axis direction.
  • FIG. 6(a) shows a cross section at the position indicated by line VI-VI in FIG. 6(b).
  • the first embossed shape includes a plurality of linear embossed shapes.
  • the plurality of linear embossed shapes 631 may be arranged parallel to each other as shown in FIG. You may arrange
  • breakage from the outer edge of the fragile first lead terminal 630 can be suppressed by dividing and absorbing it with the linear embossed shape.
  • the linear embossed shapes 631 are preferably provided in the vicinity of both long sides of the first lead terminal 630 that are easily damaged. For example, if two parallel linear embossments 631 are provided, the stress will be equally distributed between the two parallel linear embossments.
  • the plurality of linear embossed shapes 631 may be arranged parallel to each other as shown in FIG. 6, but may not be parallel to each other. If the linear embossed features 631 are not parallel to each other, it is advantageous for stress distribution (reduction of concentration) between the embossments.
  • FIG. 6B shows an example in which one linear embossed shape 631 is provided along both long sides of the first lead terminal 630, that is, a total of two linear embossed shapes 631 are provided. It is however, it is not limited to this configuration and may also comprise linear embossed shapes or other embossed patterns. For example, one or two or more linear embossed shapes may be further arranged in the center of two parallel linear embossed shapes.
  • a plurality of linear embossed shapes may have the same shape and size, or may have different shapes.
  • the plurality of linear embossed shapes provided on the first lead terminal 630 may also be provided on the second lead terminal 730 and the third lead terminal 830 .
  • the second lead terminal 730 may be provided with, for example, a linear embossed shape 731 extending parallel to the long side of the second lead terminal 730. good.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view and a plan view showing a schematic configuration of a battery 1400 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7(a) is a cross-sectional view of a battery 1400 according to the fifth embodiment.
  • FIG. 7B is a plan view of the battery 1400 according to the fifth embodiment viewed from the positive side in the z-axis direction.
  • FIG. 7(a) shows a cross section at the position indicated by line VII--VII in FIG. 7(b).
  • the battery 1400 has an embossed shape 641 along the outer edge only on the outer edge of the first lead terminal 640 . That is, the central portion of the first lead terminal 640 is not embossed.
  • the outer edge of the lead terminal which is prone to burrs and scratches during processing, is likely to be the starting point of damage. Therefore, by providing the embossed shape 641 along the outer edge of the first lead terminal 640, it is possible to reduce the progress of breakage. Thereby, breakage of the first lead terminal 640 can be suppressed.
  • the width of the embossed shape 641 from the outer edge of the first lead terminal 640 should be about the normal amount of burr deformation, that is, half or more of the thickness of the first lead terminal 640 in order to prevent burrs in press punching. good too.
  • processing burrs hardly occur, but abrasions and scratches (usually scratches of several microns) may occur during the handling process of the manufacturing process. Therefore, the stress resistance of the first lead terminal 640 is improved when the embossed shape 641 is provided.
  • the width of the embossed shape 641 from the outer edge may be smaller than the width of the embossed shape 641 for countermeasures against punching described above. It can be half or less.
  • the width of the embossed shape from the outer edge may be set depending on the degree of burrs and scratches on the outer edge of the lead terminal, and the width of the embossed shape 641 from the outer edge is not particularly limited. Also, if scratches or burrs occur only at a specific location, the embossed shape may be provided only around the outer edge of the specific location. Alternatively, the width of the embossed shape may be set large only around the outer edge of the specific location.
  • the battery 1400 with high energy density, large capacity, and high reliability can be obtained.
  • the embossed shape provided on the first lead terminal 630 may also be provided on the second lead terminal 740 and the third lead terminal 840 .
  • the second lead terminal 740 may be provided with an embossed shape 741 only along the outer edge of the second lead terminal 740, for example.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view and a plan view showing the schematic configuration of a battery 1500 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8(a) is a cross-sectional view of a battery 1500 according to the sixth embodiment.
  • FIG. 8B is a plan view of the battery 1500 according to the sixth embodiment viewed from the positive side in the z-axis direction.
  • FIG. 8(a) shows a cross section at the position indicated by line VIII-VIII in FIG. 8(b).
  • the second lead terminal 750 is arranged so as not to overlap the third lead terminal 850 in plan view of the battery 1500 .
  • Other configurations of the battery 1500 are the same as those of the battery 1000 according to the first embodiment.
  • the embossed shape provided on the lead terminal is indicated by hatching applied to the lead terminal.
  • the drawn-out portions of the lead terminals on the side surfaces of the battery element are distributed without being concentrated in a plan view. Therefore, the stress due to shock, vibration, etc. applied to the battery 1500 can be dispersed over a wide range of the side surface of the battery element. For this reason, cracks that occur at lead terminal lead portions on the side surfaces of the battery element are suppressed. It should be noted that this crack is a crack that occurs when the lead terminal is pulled and the battery element is destroyed. Furthermore, it is possible to obtain the effect of suppressing structural defects such as delamination in the lead-out portions of the lead terminals.
  • the second lead terminal 750 may be arranged so as to partially overlap the third lead terminal 850 when the battery 1500 is viewed from above.
  • the lead-out portions of the lead terminals on the side surfaces of the battery elements are distributed without being concentrated in a plan view. Therefore, the stress such as the impact exerted from the lead terminal to the lead terminal lead portion of the battery element is dispersed over a wide range of the side surfaces of the battery element. As a result, it is possible to suppress the occurrence of breakage or delamination of lead terminal lead portions in the battery element.
  • the reliability can be improved according to the battery according to the sixth embodiment.
  • Battery manufacturing method A method for manufacturing the battery of the present disclosure will be described below. Here, as an example, a method for manufacturing the battery 1000 according to the first embodiment will be described.
  • a method of manufacturing the first battery element 400 and the second battery element 500 will be described.
  • each paste used for printing the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer is prepared.
  • Li 2 SP 2 S 5 having an average particle diameter of about 10 ⁇ m and containing triclinic system crystals as a main component, for example, is used as the solid electrolyte raw material for the mixture of each of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer.
  • a sulfide-based glass powder is provided. This glass powder has an ionic conductivity of, for example, 2 ⁇ 10 ⁇ 3 S/cm to 5 ⁇ 10 ⁇ 3 S/cm.
  • the positive electrode active material for example, a powder of a layered structure Li.Ni.Co.Al composite oxide (for example, LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 ) having an average particle size of about 5 ⁇ m is used.
  • a positive electrode active material layer paste is prepared by dispersing a mixture containing the above-described positive electrode active material and the above-described glass powder in an organic solvent or the like.
  • the negative electrode active material for example, natural graphite powder having an average particle size of about 10 ⁇ m is used.
  • a negative electrode active material layer paste is prepared by dispersing a mixture containing the above negative electrode active material and the above glass powder in an organic solvent or the like.
  • Cu foils with a thickness of about 15 ⁇ m, for example, are prepared as the positive electrode current collector and the negative electrode current collector.
  • the positive electrode active material layer paste and the negative electrode active material layer paste are printed on one surface of each Cu foil in a predetermined shape and in a thickness of about 50 ⁇ m to about 100 ⁇ m.
  • the positive electrode active material layer paste and the negative electrode active material layer paste are dried in the range of 80°C to 130°C. In this manner, a positive electrode active material layer is formed on the positive electrode current collector, and a negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector. Thereby, a positive electrode layer and a negative electrode layer are obtained.
  • the positive electrode layer and the negative electrode layer have a thickness of 30 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less.
  • the solid electrolyte layer paste is prepared by dispersing the glass powder described above in an organic solvent or the like.
  • the solid electrolyte layer paste described above is printed with a thickness of, for example, about 100 ⁇ m using a metal mask. After that, the positive electrode and the negative electrode on which the solid electrolyte layer paste is printed are dried in the range of 80°C to 130°C.
  • the solid electrolyte printed on the positive electrode active material layer and the solid electrolyte printed on the negative electrode active material layer are laminated so as to face each other in contact with each other.
  • an elastic modulus of about 5 ⁇ 10 Pa An elastic sheet is inserted.
  • the thickness of the elastic sheet is, for example, 70 ⁇ m.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 are manufactured.
  • thermosetting conductive paste containing silver particles is applied to the surface of the current collector to be bonded to the first battery element 400 to a thickness of about 20 ⁇ m to 30 ⁇ m.
  • the second battery element 500 is placed at a predetermined position and crimped so that the conductive foil (for example, Cu foil) with lead terminals is sandwiched therebetween.
  • the conductive foil is made of Cu, for example, and has a thickness of about 12 ⁇ m.
  • the first battery element 400 and the second battery element 500 are electrically connected in parallel. Therefore, in this case, the same polarities are joined together.
  • the lead terminal is pressurized in advance with a mold so that at least a part of the surface that becomes a non-contact portion that does not contact with either the first battery element 400 or the second battery element 500 is embossed. .
  • a multi-layered battery can be produced. After that, it is left to stand while applying a pressure of, for example, about 1 kg/cm 2 , and heat-cured at a temperature of about 100° C. to about 300° C. for 60 minutes, and then gradually cooled to room temperature. Thereby, a battery in which the first battery element 400 and the second battery element 500 are connected in parallel, that is, the battery 1000 can be manufactured.
  • an insulating resin material may be applied to the side surface of the battery element by screen printing.
  • a printing method for example, 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.
  • thermosetting conductor paste containing silver metal particles was used as an example of the conductor paste, but it is not limited to this.
  • the resin used for the thermosetting conductive paste may be any resin that functions as a binding binder, and a suitable resin is selected depending on the manufacturing process to be employed, such as printability and coatability.
  • Resins used in thermosetting conductor pastes include, for example, thermosetting resins.
  • thermosetting resins include (i) amino resins such as urea resins, melamine resins, and guanamine resins; (ii) epoxy resins such as bisphenol A type, bisphenol F type, phenol novolac type, and alicyclic; ) oxetane resins, (iv) phenolic resins such as resole type and novolac type, and (v) silicone-modified organic resins such as silicone epoxy and silicone polyester. Only one of these materials may be used for the resin, or two or more of these materials may be used in combination.
  • a battery according to the present disclosure can be used, for example, as a secondary battery such as an all-solid-state battery used in various electronic devices or automobiles.

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Abstract

本開示の電池は、第1電池素子と、前記第1電池素子に積層され、かつ前記第1電池素子と電気的に並列接続された第2電池素子と、前記第1電池素子と前記第2電池素子との間に配置され、かつ前記第1電池素子および前記第2電池素子と電気的に接続された第1リード端子と、を備え、前記第1リード端子は、前記第1電池素子および前記第2電池素子からなる群より選択される少なくとも1つと接する接触部と、前記第1電池素子および前記第2電池素子のいずれにも接しない非接触部とを有し、前記非接触部は、表面の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有する。

Description

電池
 本開示は、電池に関する。
 特許文献1は、集電体に電圧検出端子を接続させた電池を開示している。
 特許文献2は、複数の溝が形成された集電体を備える蓄電デバイスを開示している。
特開2011-70989号公報 国際公開第2010/116872号
 本開示の目的は、信頼性が向上した電池を提供することにある。
 本開示の電池は、
 第1電池素子と、
 前記第1電池素子に積層され、かつ前記第1電池素子と電気的に並列接続された第2電池素子と、
 前記第1電池素子と前記第2電池素子との間に配置され、かつ前記第1電池素子および前記第2電池素子と電気的に接続された第1リード端子と、
を備え、
 前記第1リード端子は、前記第1電池素子および前記第2電池素子からなる群より選択される少なくとも1つと接する接触部と、前記第1電池素子および前記第2電池素子のいずれにも接しない非接触部とを有し、
 前記非接触部は、表面の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有する。
 本開示は、信頼性が向上した電池を提供する。
図1は、第1実施形態による電池1000の概略構成を示す断面図および平面図である。 図2は、第1実施形態による電池1000のエンボスパターンの概略構成を示す断面図および平面図である。 図3は、第2実施形態による電池1100の概略構成を示す断面図および平面図である。 図4は、第3実施形態による電池1200の概略構成を示す断面図および平面図である。 図5は、第3実施形態による電池1200の外縁およびエンボスパターンの概略構成を示す平面図である。 図6は、第4実施形態による電池1300の概略構成を示す断面図および平面図である。 図7は、第5実施形態による電池1400の概略構成を示す断面図および平面図である。 図8は、第6実施形態による電池1500の概略構成を示す断面図および平面図である。
 以下、本開示の実施形態が図面を参照しながら具体的に説明される。
 以下で説明する実施形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素の配置位置および接続形態、製造工程、製造工程の順序などは、一例であり、本開示を限定する主旨ではない。
 本明細書において、平行などの要素間の関係性を示す用語、および、直方体などの要素の形状を示す用語、並びに、数値範囲は、厳格な意味のみを表す表現ではなく、実質的に同等な範囲、例えば数%程度の差異をも含むことを意味する表現である。
 各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、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または簡略化する。
 本明細書および図面において、x軸、y軸およびz軸は、三次元直交座標系の三軸を示している。各実施の形態では、z軸方向を電池の厚み方向としている。また、本明細書において、特に記載が無い限り、「厚み方向」とは、電池および電池素子における各層が積層された面に垂直な方向のことである。
 本明細書において、特に記載が無い限り、「平面視」とは、電池素子の積層方向に沿って電池を見た場合を意味する。本明細書において、特に記載が無い限り、「厚み」とは、電池、電池素子、および各層の積層方向の長さである。
 本明細書において、特に記載が無い限り、電池および電池素子において、「側面」とは、電池素子の積層方向に沿う面を意味し、「主面」とは側面以外の面を意味する。
 本明細書において「内側」および「外側」などにおける「内」および「外」とは、電池素子の積層方向に沿って電池を見た場合において、電池の中心側が「内」であり、電池の周縁側が「外」である。
 本明細書において、電池の構成における「上」および「下」という用語は、絶対的な空間認識における上方向(鉛直上方)および下方向(鉛直下方)を指すものではなく、積層構成における積層順を基に相対的な位置関係により規定される用語として用いる。また、「上」および「下」という用語は、2つの構成要素が互いに間隔を空けて配置されて2つの構成要素の間に別の構成要素が存在する場合のみならず、2つの構成要素が互いに密着して配置されて2つの構成要素が接する場合にも適用される。
 (第1実施形態)
 以下、第1実施形態による電池について説明する。
 第1実施形態による電池は、第1電池素子、第2電池素子、および第1リード端子を備える。第2電池素子は、第1電池素子に積層され、かつ第1電池素子と電気的に並列接続されている。第1リード端子は、第1電池素子と第2電池素子との間に配置され、かつ第1電池素子および第2電池素子と電気的に接続されている。第1リード端子は、第1電池素子および第2電池素子からなる群より選択される少なくとも1つと接する接触部と、第1電池素子および第2電池素子のいずれにも接しない非接触部とを有する。第1リード端子における非接触部は、表面の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有する。なお、第1リード端子における上記非接触部は、言い換えると、第1電池素子および第2電池素子の積層体の側面から外側に突き出た露出部ともいえる。以下、第1電池素子および第2電池素子の積層体の側面を、「電池素子側面」ということがある。
 本明細書において、第1リード端子の表面の少なくとも一部に設けられる第1エンボス形状とは、第1リード端子の表面からの凸形状および表面からの凹形状の少なくとも一方によって形成される形状を意味する。すなわち、第1エンボス形状は、第1リード端子の表面に形成された凸形状によって形成されていてもよいし、凹形状によって形成されていてもよいし、凸形状と凹形状との両方(すなわち凹凸形状)によって形成されていてもよい。なお、エンボスには、片面エンボスおよび両面エンボスの両方が存在するが、本開示のエンボス形状は、いずれであってもよい。
 以上の構成によれば、衝撃または振動のような応力が電池に加わった場合でも、第1リード端子の引き回し部(すなわち、上記非接触部)に対する上記応力の作用を、第1エンボス形状によって吸収および分散できる。その結果、例えば第1リード端子の引き回し部の外縁に破損の起点が生じることによって第1リード端子が破断することが抑制されうる。したがって、リード端子の破損に起因する回路の断線の発生(すなわち、オープン不具合)を低減できる。したがって、第1実施形態による電池の構成によれば、薄層かつ大判な電池セルが複数積層された多層電池であっても、高い信頼性および大きな容量を有することができる。
 [背景技術]の欄に記載した通り、特許文献1は、集電体に電圧検出端子を接続させた電池を開示している。しかし、当該電池は、集電体に連通するような凹部を有し、電圧検出端子が当該凹部と接触して接続している。このため、特許文献1に開示された電池における、当該凹部は、電圧検出端子および集電体の接続部、すなわち電圧検出端子における集電体との接触部に位置している。したがって、特許文献1に開示された電池は、第1実施形態による電池のように、第1電池素子および第2電池素子のいずれにも接しない第1リード端子の非接触部(すなわち、露出部)に凹凸、すなわちエンボス形状が設けられた電池ではない。
 特許文献2は、複数の溝が形成された集電体を備える蓄電デバイスを開示している。この構成は、活物質を含む電極層と集電体との接触部の抵抗低減を目的としたものである。したがって、リード端子の非接触部(すなわち、露出部)にまで溝を設けたものではない。このため、特許文献2の蓄電デバイスにおいて、電極層と集電体との接続部に設けられた溝は、第1実施形態による電池のように、リード端子の破損を抑制する作用効果を奏しない。
 図1は、第1実施形態による電池1000の概略構成を示す断面図および平面図である。
 図1(a)は、第1実施形態による電池1000の断面図を示す。図1(b)は、第1実施形態による電池1000をz軸方向の正側から見た平面図である。図1(a)には、図1(b)のI-I線で示される位置での断面が示されている。
 図1に示されるように、電池1000は、第1電池素子400と、第2電池素子500と、第1リード端子600とを備える。第1電池素子400と第2電池素子500とは、互いに積層され、かつ互いに電気的に並列接続されている。第1リード端子600は、第1電池素子400と第2電池素子500との間に配置され、かつ第1電池素子400および第2電池素子500と電気的に接続されている。第1実施形態による電池1000は、例えば、第1電池素子400と電気的に接続された第2リード端子700と、第2電池素子500と電気的に接続された第3リード端子800とをさらに備える。すなわち、電池1000は、例えば、第2リード端子700、第1電池素子400、第1リード端子600、第2電池素子500、および第3リード端子800が、第1電池素子400と第2電池素子500との積層方向においてこの順で配置されている。
 図1(b)に示されるように、第1リード端子600は、第1電池素子400および第2電池素子500のいずれにも接しない非接触部の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有する。なお、図1(b)において、第1エンボス形状は、第1リード端子600にハッチングを施すことによって表されている。第1実施形態による電池1000においては、第1エンボス形状は、例えば第1リード端子600の非接触部のほぼ全体に設けられている。
 以上の構成によれば、衝撃または振動のような応力が電池1000に加わった場合でも、第1リード端子600の引き回し部である上記非接触部に対する上記応力の作用を、第1エンボス形状によって吸収および分散できる。その結果、例えば第1リード端子600の引き回し部の外縁に破損の起点が生じることによって第1リード端子600が破断することが抑制されうる。したがって、リード端子の破損に起因する回路の断線の発生を低減できる。したがって、電池1000は、高い信頼性および大きな容量を有することができる。
 以上のように、電池1000は、2つの電池素子が並列接続した積層電池である。
 第1電池素子400および第2電池素子500は、例えば、固体電池である。すなわち、電池1000は、全固体電池であってもよい。第1電池素子400および第2電池素子500が固体電池である場合、第1リード端子600は第1電池素子400および第2電池素子500の間で固定されるため、衝撃または振動のような応力によってより破損しやすくなる。しかし、第1実施形態による電池1000では、第1リード端子600の非接触部が、表面の少なくとも一部に第1エンボス形状を有するので、電池1000が全固体電池の場合であっても、第1リード端子600の破損が生じにくい。
 図1(b)に示されているように、第2リード端子700は、第1リード端子600と同様に、電池素子と接していない部分、すなわち電池1000においては第1電池素子400と接していない非接触部の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有していてもよい。第2リード端子700の非接触部のうち、特に、電池素子側面から外側に突き出た部分に第1エンボス形状が設けられていてもよい。第2リード端子700が上記のような構成の第1エンボス形状を有することにより、第1リード端子600と同様に、衝撃または振動のような応力が電池1000に加わった場合でも、第2リード端子700が破断することが抑制されうる。なお、図1(b)において、第2リード端子700に設けられている第1エンボス形状は、第2リード端子700にハッチングを施すことによって表されている。
 図1(b)に示されているように、第3リード端子800は、第1リード端子600と同様に、電池素子と接していない部分、すなわち電池1000においては第2電池素子500と接していない非接触部の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有していてもよい。第2リード端子700の非接触部のうち、特に、電池素子側面から外側に突き出た部分に第1エンボス形状が設けられていてもよい。第3リード端子800が上記のような構成の第1エンボス形状を有することにより、第1リード端子600と同様に、衝撃または振動のような応力が電池1000に加わった場合でも、第3リード端子800が破断することが抑制されうる。
 第1電池素子400は、第1電極100、固体電解質層300、および第2電極200、をこの順で備える。第1電極100は、第1集電体110と、第1活物質層120と、を含む。第2電極200は、第2集電体210と、第2活物質層220と、を含む。
 第2電池素子500は、第1電池素子400と同様に、第1電極100、固体電解質層300、および第2電極200、をこの順で備える。第1電池素子400と同様に、第2電池素子500においても、第1電極100は、第1集電体110と、第1活物質層120とを含み、第2電極200は、第2集電体210と、第2活物質層220とを含む。なお、第2電池素子500の第1電極100は、第1電池素子400の第1電極100と同じ極性の電極である。第2電池素子500の第2電極200は、第1電池素子400の第2電極200と同じ極性の電極である。
 図1(a)に示されるように、第1電池素子400は、第1電池素子400の第2集電体210が、第2電池素子500の第2集電体210と対向するようにして、第2電池素子500に積層されている。あるいは、第1電池素子400は、第1電池素子400の第1集電体110が、第2電池素子500の第1集電体110と対向するようにして、第2電池素子500に積層されていてもよい。すなわち、第1電池素子400と第2電池素子500とは、電気的に並列接続となるように積層されていればよく、その向きは図1(a)に示されている向きに限定されない。
 第1電池素子400と第2電池素子500との間には、第1リード端子600だけでなく、例えば別の導電層900が配置されていてもよい。
 第1電池素子400と第2電池素子500との間には、第1リード端子600のみが配置されていてもよい。
 第1電極100が正極であり、第2電極200が負極であってもよい。この場合、第1集電体110および第1活物質層120は、それぞれ正極集電体および正極活物質層である。第2集電体210および第2活物質層220は、それぞれ負極集電体および負極活物質層である。
 以下、第1集電体110および第2集電体210を総称して、単に「集電体」という場合がある。第1活物質層120および第2活物質層220を総称して、単に「活物質層」という場合がある。第1リード端子600、第2リード端子700、および第3リード端子800を総称して、単に「リード端子」という場合がある。
 図1においては、第1電池素子400および第2電池素子500は、扁平な直方体状である。
 図1においては、第1リード端子600が、第1電池素子400および第2電池素子500の間に配置されている。導電層900が設けられる場合は、導電層900も、第1リード端子600と同様に、第1電池素子400および第2電池素子500の間に配置される。
 導電層900は、導電材料によって形成されている。当該導電材料は、導体を含む。導電材料は、導電性樹脂材料であってもよい。導電性樹脂材料は、例えば、導電粒子を含む。導電粒子は、例えば、AgまたはCuなどの粉である。
 第2リード端子700および第3リード端子800は、電池1000の上下の主面に、例えば導電材料によって接続されている。図1に示された電池1000においては、第2リード端子700は、第1電池素子400において第1リード端子600が電気的に接続されている電極とは異なる極の電極と電気的に接続される。また、第3リード端子800は、第2電池素子500において第1リード端子600が電気的に接続されている電極とは異なる極の電極と電気的に接続される。
 リード端子の形状は、例えば、箔状、板状、または網目状である。第1リード端子600は、第1電池素子400および第2電池素子500からの露出部に、エンボス形状を有する。すなわち、第1リード端子600は、第1電池素子400および第2電池素子500と接触していない非接触部において、エンボス形状を有する。
 第2リード端子700は、第3リード端子800と同一の形状を有していてもよい。これにより、衝撃などが作用したときに、両方のリード端子に同程度の負荷が加わるため、応力を分散できる。このため、リード端子の破損が抑制される。また、同極の引き出し部の電気抵抗が同じになるため、大電流時に生じる発熱も同程度となる。したがって、温度差による局所的な電池動作の差異が低減されるため、特性劣化が抑制されることとなり、高い信頼性が得られる。
 リード端子の材料は、導電性を有していればよい。当該材料の例は、ステンレス、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、金(Au)、白金(Pt)、または、これらの2種以上の合金である。電池1000の動作電位および導電性を考慮して、リード端子の材料は、適宜選択されればよい。また、要求される引張強度または耐熱性に応じても選択されうる。リード端子は、高強度電解銅箔、または、異種金属箔を積層したクラッド材であってもよい。リード端子の表面は、Ni、Cu、またはSnのような導体でメッキ形成されていてもよい。
 リード端子の第1エンボス形状は、例えば、リード端子の厚み程度の大きさの最大高さ粗さRz(JIS B 0601:2013)を有する凹凸であってもよい。例えば、第1リード端子600が、10μmから15μmの厚みを有するCu箔であれば、第1リード端子600に設けられる第1エンボス形状は、例えば、10μmから15μmの最大高さ粗さRzを有する凹凸で構成されていてもよい。
 リード端子に設けられる第1エンボス形状は、エンボス単位形状が所定の間隔で繰り返し配置された周期構造を有していてもよい。以下、エンボス単位形状が所定の間隔で繰り返し配置された周期構造を有するエンボス形状を、「エンボスパターン」ということがある。エンボスパターンにより、リード端子への局所的な応力の集中を、周期構造を設けた広い領域で分散および吸収できる。例えば、一般的なリード端子の破断形態であるライン状に進行する破断を、エンボス単位形状(例えば、単位凹形状または単位凸形状)を複数配列した、エンボスの周期構造で分断して破損の進行を抑制できる。このため、電池1000は、第1リード端子600の破断を抑制し、その結果、回路の断線の発生を抑制できる。さらに、応力によるリード端子のたわみ変形も、エンボスパターンが設けられることにより形状保持性が高まるので、平滑な箔状(すなわち、エンボス形状が設けられない薄い板状)の状態のままよりも変形に強くなる。このため、リード端子の変形が抑制されるので、たとえば、リード端子を構成する金属材料の金属疲労が低減される。その結果、リード端子は破損し難くなる。
 第1エンボス形状は、例えば、エンボス単位形状が単位凹形状であるエンボスパターンであってもよい。エンボスパターンは、例えば、100μm×100μmの正方形で、かつ厚み(すなわち、凹み深さ)が10μmである単位凹形状が、50μmの間隔で(すなわち、50μmピッチで)配列した周期構造を有していてもよい。このような形状の一例の模式図を図2に示す。図2は、第1実施形態による電池1000のエンボスパターンの概略構成を示す断面図および平面図である。
 図2(a)は、第1実施形態による電池1000のエンボスパターンの一例の概略構成を示す平面図である。図2(b)は、第1実施形態による電池1000のエンボスパターンの一例の概略構成を示す断面図である。
 単位凹形状1の角部1aは、滑らかに湾曲していてもよい。すなわち、単位凹形状1の角部は、尖っていなくてもよい。
 単位凹形状1の深さは、例えば、リード端子の厚みの変動が、一般的な±30%程度である場合(すなわち、最大厚み(すなわち+30%の厚み)と最小厚み(すなわち-30%の厚み)との差=厚みの約60%)を鑑み、リード端子の平均厚み以上のエンボス厚み(すなわち、厚み変動の約1.5倍以上)にしておいてよい。これにより、厚み変動に吸収されずに、有意なエンボス形状の作用効果が得られる。なお、エンボスパターンにおける単位凹形状1の配列のピッチ(間隔)が小さいほど、リード端子の伸縮性が高まる。したがって、単位凹形状1の配列のピッチが小さいほど、リード端子の応力耐性および放熱性が向上する。リード端子を構成している導電材料の加工性にもよるが、導電材料の厚みレベルが配列のピッチの上限として設定されてよい。例えば、一般の薄層のCu集電箔の場合、ピッチは10μm程度以下であってもよい。
 以上のように、第1エンボス形状をリード端子に設けることにより、応力および衝撃によるリード端子の破断を抑制できる。また、第1エンボス形状によってリード端子が破損し難くなることに加え、凹凸によって応力に対して伸縮性も備えるため、リード端子全体の伸縮性によって応力を吸収できる。したがって、凹凸加工のパターン、配列、およびピッチによって、伸縮性を大きくしたものが好ましい。リード端子の伸縮特性は、引張応力に対する変位を測定する一般的な引張試験で評価することができる。
 エンボスパターンを構成するエンボス単位形状は、図2に示された形状に限定されず、格子状、六角形状、または円形状などが用いられうる。エンボス単位形状は、片面エンボスであってもよいし、両面エンボスであってもよい。
 第1エンボス形状が周期構造を有する場合、周期構造は、第1リード端子600の厚み以上の間隔を有して複数のエンボス単位形状が配置された構成を有していてもよい。これにより、一般的に用いるリード端子の厚み(例えば、Cuの集電体箔の厚み)変動以上の間隔でエンボス単位形状が繰り返し配置された周期構造をリード端子の表面に形成することとなる。その結果、リード端子の薄い部位に集中する応力を、第1エンボス形状の周期構造によって分散および吸収できる。このため、衝撃および振動などの応力による破損を抑制できる。当該周期構造は、10μm以上の間隔を有していてもよい。
 第1エンボス形状は、複数の直線状エンボス形状を含んでいてもよい。複数の直線状エンボス形状は、互いに平行であってもよいし、互いに平行でなくてもよい。例えば、第1エンボス形状は、複数の直線が平行に並んだ形状(ライン状)であってもよい。破断が進行するラインを分断するように直線状エンボス形状を配置することにより、破断の進行を抑制できる。この場合、直線状エンボス形状が延びる方向は、電池1000の外縁が延びる方向と平行にならないようにすることが望ましい。すなわち、エンボス形状は、平面視において、第1電池素子400および第2電池素子500の外縁が延びる方向と平行でない、すなわち交差している直線状エンボス形状を含んでいてもよい。これにより、リード端子の破損が生じやすい方向を直線状エンボス形状がライン状に分断することとなるため、リード端子の応力耐性が向上する。特に、当該直線状エンボス形状が、第1電池素子400および第2電池素子500の外縁が延びる方向に対して垂直に配置されることにより、リード端子は、第1電池素子400および第2電池素子500の外縁に沿った方向の応力に強くなる。当該直線状エンボス形状は、第1電池素子400および第2電池素子500の外縁が延びる方向に対して斜めに配置されていてもよい。
 直線状エンボス形状は、ライン状の凹(溝状)またはライン状の凸によって形成されていてもよいし、エンボス単位形状がライン状に配列することによって形成されていてもよい。
 第1リード端子600だけでなく、第2リード端子700および第3リード端子800も第1エンボス形状を有している場合、第1エンボス形状の構造は、すべてのリード端子で同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。第1リード端子600と同様に、第2リード端子700および第3リード端子800にも引っ張り応力などの応力に対する耐性を向上させることができる。
 第1エンボス形状は、リード端子の外縁部に配置されていてもよい。リード端子の外縁部は、破損の起点が生じやすい。したがって、リード端子が以上の構成を有することにより、リード端子の破損の進行を抑制しやすくなる。例えば、リード端子の外縁部は、金型打ち抜き時などの加工時に形成されたバリまたは傷を有するので、破損の起点となりやすい。このような外縁部に第1エンボス形状が設けられることにより、バリまたは傷に起因するリード端子の破損を低減できる。
 第1エンボス形状は、平面視において、リード端子の外縁部のうちの長辺に沿った部分に配置されていてもよい。これにより、破損の起点となりやすい外縁部の長辺に沿った部分を保護することができる。
 図1(b)に示されているように、第1電池素子400および第2電池素子500は、平面視において、例えば4つの辺からなる方形の外周形状を有する。例えば、第1電池素子400および第2電池素子500の概略外形は、それぞれ、おおよそ長辺120mm×短辺90mm×厚み200μmであってもよい。リード端子は、例えば、15mmの幅で引き出されてもよく、この場合のリード端子の厚みは、例えば10μmであってもよい。
 図1(b)に示されているように、第1エンボス形状は、第1リード端子600の非接触部に設けられているが、これに限定されない。例えば、非接触部の外縁部、すなわち破損の起点となりやすい部位のみに第1エンボス形状が設けられてもよい。これにより、第1リード端子600の破損を抑制する効果を高めることができる。特に、第1リード端子600における電池素子側面からの引き出し部(すなわち、電池素子から引き出された直後の部位)は、硬い側面からの折れ曲がりの変形応力も強く作用するため、第1リード端子600が破損しやすい。したがって、第1リード端子600の破損をより抑制するために、第1リード端子600の電池1000の側面からの引き出し部周辺に、第1エンボス形状が設けられてもよい。さらには、第1リード端子600の引き出し部周辺の外縁部(すなわち、破損の始点部位となりやすい部分)に加え、第1リード端子600における電池素子の側面に沿った部分(すなわち、破損が進行していく部分)の接触部にまで、エンボス形状を設けてもよいすなわち、第1リード端子600における電池素子の側面に沿った部分については、第1リード端子600が第1電池素子400および/または第2電池素子500と接触している部分にまで、エンボス形状を設けてもよい。これにより、第1リード端子600について、破損の起点と、破損が発生しやすい領域とを選択的に保護できる。第1リード端子600の非接触部の表面全体に第1エンボス形状を設ける場合、破損の起点と、破損が発生しやすい領域を保護できる効果が得られることは言うまでもない。このような第1エンボス形状による作用効果は、第2リード端子700および第3リード端子800についても同じである。
 エンボス形状によってリード端子の表面積は増加するため、リード端子を介した放熱する効果も得られる。したがって、高温動作での電池特性の劣化を抑制することもできる。放熱の効果を高めるために、リード端子の材料は、大きな熱伝導率を有していてもよい。エンボス形状の凹凸を大きく、そしてエンボスパターンのピッチを小さくすることにより、リード端子の表面積を増大させて放熱性を向上させることもできる。
 以下では、電池1000の具体的な構成について説明する。
 図1に示すように、第1リード端子600は、第1電池素子400と第2電池素子500との側面から延伸して露出している。第1リード端子600は、例えば、板状の導電性材料(例えば、約10μmから16μmの厚みを有する導電箔)と連続した一体のものである。なお、導電箔として、例えばCu箔が用いられうる。導電層900と第1リード端子600とが、連続した一体の部材によって構成されていてもよい。このような一体構成により、第1リード端子600を、第1電池素子400と第2電池素子500との間の接合面に部分的に挿入するよりも、接合面が平坦性を確保できる。このため、第1電池素子400と第2電池素子500との接合性が向上して、電池素子間の界面剥離などの構造欠陥を抑制できる。また、上記のような一体構成により、第1リード端子600の引張強度も向上させることができる。さらに、一体構成により導電層900と第1リード端子600との熱抵抗を抑制できる(すなわち、不連続部による抵抗損失増大を低減できる)ため、充放電動作で生じる熱の放出作用も向上する。
 リード端子に設けられるエンボス形状は、板状の導電性材料の所定の箇所に金型をプレス加圧することによって、上記材料の表面に凹凸を形成することによって形成されてもよい。単位凹形状または単位凸形状のエンボス単位形状を周期的に配列する、すなわち、エンボス単位形状を所定の間隔で繰り返し配置することにより、リード端子の表面の少なくとも一部にエンボスパターンを形成してもよい。上述したように、エンボスパターンは、例えば、100μm×100μmの正方形で、かつ厚み(すなわち、凹み深さ)が10μmである単位凹形状が、50μmの間隔で(すなわち、50μmピッチで)配列した周期構造を有していてもよい。
 リード端子は、導体であればよく、特に導電率の高いものが好ましい。また、加工性に優れる、塑性変形性のよい金属が好適である。リード端子は、電池素子を構成する集電体と同じ材料から構成されていてもよい。これにより、リード端子と集電体との熱膨張係数が同じになるため、耐熱衝撃性が向上し、その結果、層間剥離等の構造欠陥が抑制されうる。
 第1電池素子400および第2電池素子500は、導電層900と第1リード端子600とを構成しているCu箔のような板状の導電性材料の上下主面と、導電性樹脂を用いてそれぞれ接合されることによって、互いに積層されてもよい。例えば、導電性樹脂は、導電率の高い金属の導電粒子を含む熱硬化性のものを使用することができる。また、半田を溶融して接合させてもよい。導電粒子は、AgおよびCuなどの金属粉であってもよい。導電粒子の粒子径は、例えば、0.5μmから5μmであってもよい。
 電池1000は、3つ以上の電池素子が積層され、かつ電気的に並列接続されることによって構成されてもよい。各電池素子は単電池でなくてもよく、2つ以上の組電池でもよい。
 第1集電体110、第1活物質層120、固体電解質層300、第2活物質層220、および第2集電体210は、いずれも平面視における概略形状は矩形であってもよい。
 図1においては、第1集電体110、第1活物質層120、固体電解質層300、第2活物質層220、および第2集電体210は、互いに同じ大きさであり、平面視において各々の輪郭が一致しているが、これに限らない。
 第1活物質層120は、第2活物質層220より小さくてもよい。
 第1活物質層120および第2活物質層220は、固体電解質層300より小さくてもよい。
 例えば、固体電解質層300が、第1活物質層120および第2活物質層220の少なくとも一方を覆っているような場合、固体電解質層300の一部が、第1集電体110および第2集電体210の少なくとも一方に接触していてもよい。
 集電体は、導電性を有する材料で形成されていればよい。
 集電体は、例えば、ステンレス、ニッケル(Ni)、アルミニウム(Al)、鉄(Fe)、チタン(Ti)、銅(Cu)、パラジウム(Pd)、金(Au)もしくは白金(Pt)、または、これらの2種以上の合金などからなる箔状体、板状体もしくは網目状体が使用され得る。
 集電体の材料は、製造プロセス、使用温度、使用圧力、集電体にかかる電池動作電位、または導電性を考慮して選択され得る。また、集電体の材料は、電池に要求される引張強度または耐熱性を考慮して選択され得る。集電体は、例えば、高強度電解銅箔、または、異種金属箔を積層したクラッド材であってもよい。
 集電体は、例えば、10μm以上かつ100μm以下の厚みを有していてもよい。
 集電体の表面は、活物質層(すなわち、第1活物質層120または第2活物質層220)との密着性を高めるために、凹凸のある粗面に加工されていてもよい。これにより、例えば、集電体界面の接合性が強化され、電池の機械的ならびに熱的信頼性およびサイクル特性が向上する。また、集電体と接合部16との接触面積が増加するため、電気抵抗が低減される。
 第1活物質層120は、第1集電体110に接していてもよい。第1活物質層120は、第1集電体110の主面の全体を覆っていてもよい。
 正極活物質層は、正極活物質を含む。
 正極活物質は、負極よりも高い電位で結晶構造内にリチウム(Li)イオンまたはマグネシウム(Mg)イオンのような金属イオンが挿入または離脱され、これに伴って酸化または還元が行われる物質である。
 正極活物質、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む化合物である。当該化合物は、例えば、リチウムと遷移金属元素を含む酸化物、またはリチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物である。
 リチウムと遷移金属元素を含む酸化物の例は、LiNix1-x2(ここで、Mは、Co、Al、Mn、V、Cr、Mg、Ca、Ti、Zr、Nb、Mo、およびWからなる群より選択される少なくとも1つであり、0<x≦1が充足される)のような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)、およびマンガン酸リチウム(LiMn24)のような層状酸化物、またはスピネル構造を持つマンガン酸リチウム(例えば、LiMn24、Li2MnO3、またはLiMO2)である。
 リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物の例は、オリビン構造を持つリン酸鉄リチウム(LiFePO4)である。
 正極活物質として、硫黄(S)および硫化リチウム(Li2S)のような硫化物が使用されてもよい。この場合、正極活物質粒子に、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)などをコーティング、または、添加されていてもよい。
 正極活物質には、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。
 リチウムイオン導電性または電子伝導性を高めるために、正極活物質層は、正極活物質に加えて、正極活物質以外の材料を含有していてもよい。すなわち、正極活物質層は、合剤層であってもよい。当該材料の例は、無機系固体電解質、硫化物系固体電解質のような固体電解質、アセチレンブラックのような導電助材、またはポリエチレンオキシドおよびポリフッ化ビニリデンのような結着用バインダーである。
 第1活物質層120は、5μm以上かつ300μm以下の厚みを有していてもよい。
 第2活物質層220は、第2集電体210に接していてもよい。第2活物質層220は、第2集電体210の主面の全体を覆っていてもよい。
 負極活物質層は、負極活物質を含む。
 負極活物質は、正極よりも低い電位で結晶構造内にリチウム(Li)イオンまたはマグネシウム(Mg)イオンなどの金属イオンが挿入または離脱され、これに伴って酸化または還元が行われる物質をいう。
 負極活物質の例は、天然黒鉛、人造黒鉛、黒鉛炭素繊維、および樹脂焼成炭素のような炭素材料、または固体電解質と合剤化される合金系材料である。合金系材料の例は、LiAl、LiZn、Li3Bi、Li3Cd、Li3Sb、Li4Si、Li4.4Pb、Li4.4Sn、Li0.17C、およびLiC6のようなリチウム合金、チタン酸リチウム(Li4Ti512)のようなリチウムと遷移金属元素との酸化物、酸化亜鉛(ZnO)、または酸化ケイ素(SiOx)のような金属酸化物である。
 負極活物質には、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。
 リチウムイオン導電性または電子伝導性を高めるために、負極活物質層は、負極活物質に加えて、負極活物質以外の材料を含有していてもよい。当該材料の例は、無機系固体電解質、硫化物系固体電解質のような固体電解質、アセチレンブラックのような導電助材、またはポリエチレンオキシドおよびポリフッ化ビニリデンのような結着用バインダーである。
 第2活物質層220は、5μm以上かつ300μm以下の厚みを有していてもよい。
 固体電解質層300は、固体電解質を含む。固体電解質層300は、例えば、主成分として固体電解質を含有する。固体電解質層300は、固体電解質のみからなっていてもよい。
 固体電解質は、イオン伝導性を有する公知の電池用の固体電解質であってもよい。固体電解質としては、例えば、リチウムイオンまたはマグネシウムイオンのような金属イオンを伝導する固体電解質が用いられうる。
 固体電解質としては、例えば、硫化物系固体電解質または酸化物系固体電解質のような無機系固体電解質が用いられうる。
 硫化物系固体電解質は、例えば、Li2S-P25系、Li2S-SiS2系、Li2S-B23系、Li2S-GeS2系、Li2S-SiS2-LiI系、Li2S-SiS2-Li3PO4系、Li2S-Ge22系、Li2S-GeS2-P25系、または、Li2S-GeS2-ZnS系である。
 酸化物系固体電解質は、例えば、リチウム含有金属酸化物、リチウム含有金属窒化物、リン酸リチウム(Li3PO4)、またはリチウム含有遷移金属酸化物である。リチウム含有金属酸化物の例は、Li2O-SiO2またはLi2O-SiO2-P25である。リチウム含有金属窒化物の例は、Lixy1-zzである。リチウム含有遷移金属酸化物の例は、リチウムチタン酸化物である。
 固体電解質としては、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300は、リチウムイオン伝導性を有する固体電解質を含んでいてもよい。
 固体電解質層300は、上記固体電解質に加えて、ポリエチレンオキシドまたはポリフッ化ビニリデンのような結着用バインダーなどを含んでもよい。
 固体電解質層300は、5μm以上かつ150μm以下の厚みを有していてもよい。
 固体電解質の材料は、粒子の凝集体で構成されていてもよい。あるいは、固体電解質の材料は、焼結組織で構成されていてもよい。
 (第2実施形態)
 以下、第2実施形態による電池について説明する。第1実施形態において説明された事項は、適宜省略され得る。
 図3は、第2実施形態による電池1100の概略構成を示す断面図および平面図である。
 図3(a)は、第2実施形態による電池1100の断面図である。図3(b)は、第2実施形態による電池1100をz軸方向の正側から見た平面図である。図3(a)には、図2(b)のIII-III線で示される位置での断面が示されている。
 図3に示されるように、電池1100は、第1実施形態による電池1000における第1リード端子600とは異なり、第1リード端子610のエンボス形状が、非接触部において部分的に配置されている。この点以外は、第1リード端子610は、第1実施形態で説明した第1リード端子600と同じである。なお、図3(b)において、第1リード端子610に設けられているエンボス形状は、第1リード端子610に施されたハッチングよって表されている。
 以上の構成によれば、硬い電池素子間に挟持され、冷熱サイクルおよび拘束圧力で加わる第1リード端子610への応力を低減できる。その結果、第1リード端子610が破損することを抑制できる。さらに、第1リード端子610の電池1100の側面からの引き出し部に設けられたエンボス形状は、第1リード端子610と電池1100の側面との接触によって擦れやすい部位で生じる破損を抑制している。これらにより、第1リード端子610の機械的な信頼性を高めることができる。
 エンボス形状は、第1リード端子610において、第1電池素子400および第2電池素子500からなる群より選択される少なくとも1つと接する接触部にも設けられていてもよい。すなわち、第1リード端子610の接触部は、表面の少なくとも一部に、第2エンボス形状を有していてもよい。接触部に設けられる第2エンボス形状の構成についての説明は、第1実施形態において詳しく説明した第1エンボス形状の構成の説明と同じであるため、ここでは詳細な説明を省略する。
 第2実施形態による電池1100では、エンボス形状は、第1リード端子610の非接触部と接触部の両方に配置されていてもよい。第1リード端子610のエンボス形状は、接触部と非接触部とに連続して形成されていてもよい。なお、図3に示された電池1100においては、非接触部の表面の一部はエンボス形状を有していない。
 第1リード端子610の非接触部におけるエンボス形状の幅(すなわち、電池素子の外縁から、非接触部のエンボス形状が無い領域までの距離)は、例えば、第1リード端子610の厚み以上かつ電池素子の厚み以下の範囲であってもよい。これにより、第1リード端子610が、電池1100の硬い側面角部で折れ曲がることを抑制できる。その結果、第1リード端子610の引き出し部近傍における破損が生じ難くなる。
 上記のエンボス形状は、さらに、第2リード端子710および第3リード端子810に設けられていてもよい。なお、図3(b)において、第2リード端子710に設けられているエンボス形状は、第2リード端子710に施されたハッチングよって表されている。
 (第3実施形態)
 以下、第3実施形態による電池について説明する。上述の実施形態において説明された事項は、適宜省略され得る。
 図4は、第3実施形態による電池1200の概略構成を示す断面図および平面図である。
 図4(a)は、第3実施形態による電池1200の断面図である。図4(b)は、第3実施形態による電池1200をz軸方向の正側から見た平面図である。図4(a)には、図4(b)のIV-IV線で示される位置での断面が示されている。図5は、第3実施形態による電池1200の外縁およびエンボスパターンの概略構成を示す平面図である。
 図4および図5に示されるように、電池1200において、第1リード端子620の非接触部に、第1エンボス形状としてエンボスパターンが設けられている。このエンボスパターンは、図5に示すように、平面視において、エンボス単位形状1の配列方向が、第1電池素子400および第2電池素子500の外縁が延びる方向と平行ではない。すなわち、当該配列方向は、第1電池素子400および第2電池素子500の外縁が延びる方向に対して傾斜角を有しており、例えば約45度の傾斜角を有していてもよい。これにより、電池1200の側面に対する垂線に対して左右均等にパターンが配置されることとなる。
 以上の構成によれば、第1リード端子620は、エンボス形状によって伸縮しうる特性、すなわち引張応力を、電池1200の側面に対する垂線に対し、左右均等(例えば、±45度方向に均等)に備えることとなる。このため、第1リード端子620は、電池1200の側面に対する垂直方向および外縁に沿った方向など、いろいろな応力方向に対して、広範囲で応力を吸収できる。したがって、このようなエンボスパターンによっても、第1リード端子620の破損が低減される。
 上記のエンボスパターンは、さらに、第2リード端子720および第3リード端子820に設けられていてもよい。
 (第4実施形態)
 以下、第4実施形態による電池について説明する。上述の実施形態において説明された事項は、適宜省略され得る。
 図6は、第4実施形態による電池1300の概略構成を示す断面図および平面図である。
 図6(a)は、第4実施形態による電池1300の断面図である。図6(b)は、第4実施形態による電池1300をz軸方向の正側から見た平面図である。図6(a)には、図6(b)のVI-VI線で示される位置での断面が示されている。
 図6に示されるように、電池1300においては、第1エンボス形状は、複数の直線状エンボス形状を含む。当該複数の直線状エンボス形状631は、図6に示されるように互いに平行に配置されていてもよく、この場合、直線状エンボス形状631は、第1リード端子630の長辺に対して平行に延びるように配置されていてもよい。
 以上の構成によれば、破損しやすい第1リード端子630の外縁部からの破損の進行を、直線状エンボス形状で分断および吸収して抑制できる。
 直線状エンボス形状631は、第1リード端子630において、破損しやすい両長辺の近傍に備えるのがよい。例えば、互いに平行な2本の直線状エンボス形状631が設けられる場合、2本の平行な直線状エンボス形状間で応力は同様に分散されることとなる。
 複数の直線状エンボス形状631は、図6に示すように互いに平行に配置されていてもよいが、互いに平行でなくてもよい。複数の直線状エンボス形状631が互いに平行でない場合、エンボス間の応力の分散(集中の低減)には有利となる。
 以上の効果により、第1リード端子630が、第1リード端子630を横断するように破断されることを抑制できる。これにより、第1リード端子630の破損に起因する回路の断線の発生を低減できる。したがって、高い信頼性かつ大容量の電池を実現できる。
 なお、図6(b)では、第1リード端子630の両長辺に沿って、それぞれ1本の直線状エンボス形状631、すなわち合計2本の直線状エンボス形状631が設けられている例が示されている。しかし、この構成に限定されず、さらに直線状エンボス形状または別のエンボスパターンを備えてもよい。例えば、平行の2本の直線状エンボス形状の中央部に、さらに1本または2本以上の直線状エンボス形状を配置してもよい。
 複数の直線状エンボス形状は、形状および大きさが互いに同じであってもよいし、互いに異なっていてもよい。
 第1リード端子630に設けられているような、複数の直線状エンボス形状は、さらに、第2リード端子730および第3リード端子830に設けられていてもよい。図6(b)に示すように、第2リード端子730には、例えば、第2リード端子730の長辺に対して平行に延びるように配置された直線状エンボス形状731が設けられていてもよい。
 (第5実施形態)
 以下、第5実施形態による電池について説明する。上述の実施形態において説明された事項は、適宜省略され得る。
 図7は、第5実施形態による電池1400の概略構成を示す断面図および平面図である。
 図7(a)は、第5実施形態による電池1400の断面図である。図7(b)は、第5実施形態による電池1400をz軸方向の正側から見た平面図である。図7(a)には、図7(b)のVII-VII線で示される位置での断面が示されている。
 図7に示されるように、電池1400は、第1リード端子640の外縁部のみに、外縁沿ってエンボス形状641が設けられている。すなわち、第1リード端子640の中心部には、エンボス形状が設けられていない。
 加工時のバリおよび傷が発生しやすいリード端子の外縁部は、破損の起点になりやすい。このため、第1リード端子640の外縁に沿ってエンボス形状641を設けることにより、破損に至る進行を低減できることとなる。これにより、第1リード端子640の破断を抑制できる。
 例えば、第1リード端子640の外縁からのエンボス形状641の幅は、例えばプレス打ち抜き加工のバリを対策する場合、通常のバリ変形量程度、すなわち第1リード端子640の厚みの半分以上であってもよい。一方、エッチング加工の場合、加工バリは殆ど生じないが、製造工程のハンドリング過程における擦れおよび傷(通常、数ミクロンレベルの傷)は発生しうる。このため、エンボス形状641が設けられた方が第1リード端子640の応力耐性は向上する。エッチング加工により生じた不具合を対策する場合、外縁からのエンボス形状641の幅は、上述した打ち抜き加工対策のためのエンボス形状641の幅よりも小さくてもよく、例えば第1リード端子640の厚みの半分以下でもよい。このように、リード端子外縁部のバリおよび傷の程度によって、外縁からのエンボス形状の幅を設定してもよく、外縁からのエンボス形状641の幅は特に限定されない。また、特定の箇所だけに傷またはバリが発生する場合、その特定の箇所の外縁部周辺だけにエンボス形状を設けてよい。あるいは、その特定の箇所の外縁部周辺だけ、エンボス形状の幅を大きく設定してもよい。
 以上の構成により、リード端子外縁部の欠陥(例えば、傷またはバリ)に起因するリード端子の破損を抑制できる。したがって、高エネルギー密度かつ大容量で信頼性の高い電池1400が得られる。
 第1リード端子630に設けられているようなエンボス形状は、さらに、第2リード端子740および第3リード端子840に設けられていてもよい。図7(b)に示すように、第2リード端子740には、例えば、第2リード端子740の外縁部のみに、外縁沿ってエンボス形状741が設けられていてもよい。
 (第6実施形態)
 以下、第6実施形態による電池について説明する。上述の実施形態において説明された事項は、適宜省略され得る。
 図8は、第6実施形態による電池1500の概略構成を示す断面図および平面図である。
 図8(a)は、第6実施形態による電池1500の断面図である。図8(b)は、第6実施形態による電池1500をz軸方向の正側から見た平面図である。図8(a)には、図8(b)のVIII-VIII線で示される位置での断面が示されている。
 図8(b)に示されるように、電池1500の平面視において、第2リード端子750は、第3リード端子850と重ならないように配置されている。電池1500におけるその他の構成は、第1実施形態による電池1000と同じである。なお、図8(b)において、リード端子に設けられているエンボス形状は、リード端子に施されたハッチングよって表されている。
 以上の構成によれば、電池素子の側面のリード端子の引き出し部は、平面視において、集中せずに分散される。したがって、電池1500に加えられる衝撃および振動などによる応力を、電池素子側面の広い範囲に分散できる。このため、電池素子側面のリード端子の引き出し部において生じるクラックが抑制される。なお、このクラックは、リード端子が引っ張られて電池素子が破壊されるように生じるクラックである。さらに、リード端子の引き出し部における層間剥離などの構造欠陥抑制の作用効果が得られる。
 なお、図示されていないが、電池1500の平面視において、第2リード端子750は、第3リード端子850の一部のみと重なるように配置されていてもよい。
 以上の構成によっても、電池素子側面のリード端子の引き出し部は、平面視において、集中せずに分散される。したがって、リード端子から電池素子におけるリード端子の引き出し部へ及ぼす衝撃等の応力は、電池素子側面の広い範囲に分散される。その結果、電池素子におけるリード端子引き出し部の破損または層間剥離の発生を抑制できる。
 以上のように薄型かつ大面積化した積層電池であっても、第6実施形態による電池によれば、信頼性を向上させることができる。
 [電池の製造方法]
 以下、本開示の電池の製造方法を説明する。ここでは、一例として、第1実施形態による電池1000の製造方法を説明する。
 第1電池素子400および第2電池素子500の製造方法について説明する。
 まず、正極活物質層および負極活物質層の印刷形成に用いる各ペーストを作製する。正極活物質層および負極活物質層の各々の合剤に用いる固体電解質原料として、例えば、平均粒子径が約10μmであり、三斜晶系結晶を主成分とするLi2S-P25系硫化物のガラス粉末が準備される。このガラス粉末は、例えば、2×10-3S/cmから5×10-3S/cmのイオン伝導性を有する。正極活物質として、例えば、平均粒子径が約5μmであり、層状構造のLi・Ni・Co・Al複合酸化物(例えば、LiNi0.8Co0.15Al0.052)の粉末が用いられる。上述の正極活物質と上述のガラス粉末とを含有させた合剤を有機溶剤などに分散させることで、正極活物質層用ペーストが作製される。負極活物質として、例えば、平均粒子径が約10μmである天然黒鉛の粉末が用いられる。上述の負極活物質と上述のガラス粉末とを含有させた合剤を有機溶剤などに分散させることで、負極活物質層用ペーストが作製される。
 次いで、正極集電体および負極集電体として、例えば、約15μmの厚みのCu箔が準備される。スクリーン印刷法により、正極活物質層用ペーストおよび負極活物質層用ペーストが、それぞれのCu箔の片方の表面上に、それぞれ所定形状で、および、約50μmから約100μmの厚みで印刷される。正極活物質層用ペーストおよび負極活物質層用ペーストは、80℃から130℃の範囲で乾燥される。このようにして、正極集電体上に正極活物質層が、負極集電体上に負極活物質層が形成される。これにより、正極層および負極層が得られる。正極層および負極層は、30μm以上かつ60μm以下の厚みになる。
 次いで、上述のガラス粉末を有機溶剤などに分散させることで、固体電解質層用ペーストが作製される。正極層および負極層上に、メタルマスクを用いて、上述の固体電解質層用ペーストが、例えば約100μmの厚みで印刷される。その後、固体電解質層用ペーストが印刷された正極および負極は、80℃から130℃の範囲で乾燥される。
 次いで、正極活物質層上に印刷された固体電解質と負極活物質層上に印刷された固体電解質とが、互いに接して対向するようにして積層される。
 次いで、加圧金型板との間に、具体的には、積層体と加圧金型板との間に、すなわち、積層体の集電体上面に、弾性率5×106Pa程度の弾性体シートが挿入される。弾性体シートの厚みは、例えば70μmである。その後、加圧金型板を例えば圧力300MPaにて50℃に加温しながら、積層体に90秒間加圧する。
 以上の工程を経て、第1電池素子400および第2電池素子500が製造される。
 次いで、第1電池素子400と第2電池素子500とを積層する場合、第1電池素子400の接合させる集電体の表面に、銀粒子を含む熱硬化性の導体ペーストを約20μmから30μmの厚みでスクリーン印刷し、リード端子付きの導電箔(例えば、Cu箔)を挟み込むように、第2電池素子500を、所定の位置に配置して圧着する。導電箔は、例えば、Cu製であり、約12μmの厚みを有する。第1実施形態による電池1000では、第1電池素子400と第2電池素子500とは、電気的に並列接続される。したがって、この場合、同極性同士を接合させる。なお、リード端子は、予め金型で加圧することにより、第1電池素子400および第2電池素子500のいずれとも接触しない非接触部となる表面の少なくとも一部に、エンボス加工が施されている。これを繰り返すことにより、多層の電池をつくることができる。この後、例えば約1kg/cm2の圧力を印加しながら静置して、約100℃から約300℃の温度にて60分間の熱硬化処理を施した後、室温まで徐々に冷却する。これにより、第1電池素子400および第2電池素子500が並列接続した電池、すなわち、電池1000を製造することができる。
 なお、電池の形成の方法および順序は、上述の例に限られない。
 例えば、絶縁性の樹脂材料をスクリーン印刷によって電池素子の側面に塗布してもよい。
 なお、上述の製造方法では、正極活物質層用ペースト、負極活物質層用ペースト、固体電解質層用ペースト、および導体ペーストを印刷により塗布する例を示したが、これに限られない。印刷方法としては、例えば、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、またはスプレー法などを用いてもよい。
 上述の製造方法では、導体ペーストとして、銀の金属粒子を含む熱硬化性の導体ペーストを例に示したが、これに限らない。また、熱硬化性の導体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よく、さらには印刷性および塗布性など、採用する製造プロセスによって適当なものが選択される。熱硬化性の導体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、(i)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、(ii)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、(iii)オキセタン樹脂、(iv)レゾール型、ノボラック型などのフェノール樹脂、および、(v)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などが挙げられる。樹脂には、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。
 以上、本開示の電池およびその製造方法について、実施形態に基づいて説明したが、本開示は、これらの実施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各実施の形態に施したもの、および、異なる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、例えば、各種の電子機器または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。
100 第1電極
110 第1集電体
120 第1活物質層
200 第2電極
210 第2集電体
220 第2活物質層
300 固体電解質層
400 第1電池素子
500 第2電池素子
600,610,620,630,640 第1リード端子
700,710,720,730,740,750 第2リード端子
800,810,820,830,840,850 第3リード端子

Claims (14)

  1.  第1電池素子と、
     前記第1電池素子に積層され、かつ前記第1電池素子と電気的に並列接続された第2電池素子と、
     前記第1電池素子と前記第2電池素子との間に配置され、かつ前記第1電池素子および前記第2電池素子と電気的に接続された第1リード端子と、
    を備え、
     前記第1リード端子は、前記第1電池素子および前記第2電池素子からなる群より選択される少なくとも1つと接する接触部と、前記第1電池素子および前記第2電池素子のいずれにも接しない非接触部とを有し、
     前記非接触部は、表面の少なくとも一部に、第1エンボス形状を有する、
    電池。
  2.  前記第1エンボス形状は、エンボス単位形状が所定の間隔で繰り返し配置された周期構造を有する、
    請求項1に記載の電池。
  3.  前記所定の間隔は、前記第1リード端子の厚み以上である、
    請求項2に記載の電池。
  4.  前記第1エンボス形状は、複数の直線状エンボス形状を含む、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の電池。
  5.  前記直線状エンボス形状が延びる方向は、平面視において、前記第1電池素子および前記第2電池素子の外縁が延びる方向と交差している、
    請求項4に記載の電池。
  6.  前記第1リード端子の前記接触部は、表面の少なくとも一部に、第2エンボス形状を有する、
    請求項1から5のいずれか一項に記載の電池。
  7.  前記第1エンボス形状は、前記第1リード端子の外縁部に配置されている、
    請求項1から6のいずれか一項に記載の電池。
  8.  前記第1電池素子と電気的に接続された第2リード端子と、
     前記第2電池素子と電気的に接続された第3リード端子と、
    をさらに備え、
     前記第2リード端子、前記第1電池素子、前記第1リード端子、前記第2電池素子、および前記第3リード端子が、前記第1電池素子と前記第2電池素子との積層方向においてこの順で配置されている、
    請求項1から7のいずれか一項に記載の電池。
  9.  前記第2リード端子は、平面視において、前記第3リード端子と一部のみが重なっている、
    請求項8に記載の電池。
  10.  前記第2リード端子は、平面視において、前記第3リード端子と重なっていない、
    請求項8に記載の電池。
  11.  前記第2リード端子は、平面視において、前記第3リード端子と同一の形状を有する、請求項8に記載の電池。
  12.  前記第1電池素子および前記第2電池素子は、固体電池である、
    請求項1から11のいずれか一項に記載の電池。
  13.  前記第1エンボス形状の最大高さ粗さRzは、10μm以上である
    請求項1から12のいずれか一項に記載の電池。
  14.  前記第1エンボス形状の最大高さ粗さRzは、15μm以下である
    請求項1から13のいずれか一項に記載の電池。
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