電池的制作方法
【專利摘要】現(xiàn)有技術(shù)中期望可靠性高的電池。一種電池，具備第1正極集電體、第1負(fù)極集電體、第1發(fā)電元件、第2發(fā)電元件和第1絕緣部，所述第1發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件都包含：含有正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層、和含有無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，所述第1發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件的每一個(gè)中的所述無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，都與所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層接觸，所述第1發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層和所述第2發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層，都與所述第1正極集電體接觸，所述第1發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第2發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層，都與所述第1負(fù)極集電體接觸，在所述第1發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件之間設(shè)有所述第1絕緣部。
【專利說(shuō)明】
電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本公開(kāi)涉及電池。
【背景技術(shù)】
[0002]專利文獻(xiàn)I中，公開(kāi)了一種多個(gè)內(nèi)部電極體經(jīng)由集電體連接部電連接而成的片狀電池。
[0003]在先技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2002-216846號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]以往技術(shù)中可靠性高的電池備受期待。
[0006]本公開(kāi)的一方式的電池，具備第I正極集電體、第I負(fù)極集電體、第I發(fā)電元件、第2發(fā)電元件和第I絕緣部，所述第I發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件都包含:含有正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層、和含有無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，所述第I發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件的每一個(gè)中的所述無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，都與所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層接觸，所述第I發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層和所述第2發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層，都與所述第I正極集電體接觸，所述第I發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第2發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層，都與所述第I負(fù)極集電體接觸，在所述第I發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件之間設(shè)有所述第I絕緣部。
[0007]根據(jù)本公開(kāi)，能夠?qū)崿F(xiàn)可靠性高的電池。
【附圖說(shuō)明】
[0008]圖1是表示實(shí)施方式I的電池1000的概略構(gòu)造的圖。
[0009]圖2是表示實(shí)施方式I的電池1000的上面和側(cè)面的概略構(gòu)造的圖。
[0010]圖3是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1100的概略構(gòu)造的圖。
[0011 ] 圖4是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1200的概略構(gòu)造的圖。
[0012]圖5是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1300的概略構(gòu)造的圖。
[0013]圖6是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1400的上面和側(cè)面的概略構(gòu)造的圖。
[0014]圖7是用于說(shuō)明實(shí)施方式I的電池的制造方法的圖。
[0015]圖8是表示實(shí)施方式2的電池2000的概略構(gòu)造的圖。
[0016]圖9是表示在實(shí)施方式2的電池2000中，發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況的圖。
[0017]圖10是表示作為比較例的電池2100的概略構(gòu)造的圖。
[0018]圖11是表示在作為比較例的電池2100中，發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況的圖。
[0019]圖12是用于說(shuō)明實(shí)施方式2的電池的制造方法的圖。
[0020]圖13是表示實(shí)施方式3的電池3000的概略構(gòu)造的圖。
[0021]圖14是表示實(shí)施方式3的變形例的電池3100的概略構(gòu)造的圖。
[0022]圖15是表示實(shí)施方式4的電池4000的概略構(gòu)造的圖。
[0023]圖16是表示實(shí)施方式4的變形例的電池4100的概略構(gòu)造的圖。
[0024]圖17是表示實(shí)施方式5的電池5000的概略構(gòu)造的圖。
[0025]圖18是表示雙極層疊數(shù)為4個(gè)的情況下的電池的概略構(gòu)造的圖。
[0026]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027]Ul第I發(fā)電元件
[0028]U2第2發(fā)電元件
[0029]U3第3發(fā)電元件
[0030]U4第4發(fā)電元件
[0031]PC正極集電體
[0032]PCl第I正極集電體
[0033]PC2第2正極集電體
[0034]PC3第3正極集電體
[0035]NC負(fù)極集電體
[0036]NCl第I負(fù)極集電體
[0037]NC2第2負(fù)極集電體
[0038]NC3第3負(fù)極集電體
[0039]NC4第4負(fù)極集電體
[0040]PA正極活性物質(zhì)層
[0041]PAl正極活性物質(zhì)層
[0042]PA2正極活性物質(zhì)層
[0043]PA3正極活性物質(zhì)層
[0044]PA4正極活性物質(zhì)層
[0045]NA負(fù)極活性物質(zhì)層
[0046]NAl負(fù)極活性物質(zhì)層
[0047]NA2負(fù)極活性物質(zhì)層
[0048]NA3負(fù)極活性物質(zhì)層
[0049]NA4負(fù)極活性物質(zhì)層
[0050]SE無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層
[0051]SEl無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層
[0052]SE2無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層
[0053]SE3無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層
[0054]SE4無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層
[0055]101第I絕緣部
[0056]102第2絕緣部
[0057]Tl第I導(dǎo)通控制層
[0058]T2第2導(dǎo)通控制層
[0059]T3第3導(dǎo)通控制層
[0060]T4第4導(dǎo)通控制層
[0061]Cl第I電壓檢測(cè)端子
[0062]C2第2電壓檢測(cè)端子
[0063]C3第3電壓檢測(cè)端子
[0064]1000 電池
[0065]1100 電池
[0066]1200 電池
[0067]1300 電池
[0068]1400 電池
[0069]2000 電池
[0070]2100 電池
[0071]3000 電池
[0072]3100 電池
[0073]4000 電池
[0074]4100 電池
[0075]5000 電池
【具體實(shí)施方式】
[0076]以下，一邊參照附圖一邊對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。
[0077](實(shí)施方式I)
[0078]圖1是表示實(shí)施方式I的電池1000的概略構(gòu)造的圖(截面圖)。
[0079]實(shí)施方式I的電池1000具備第I正極集電體PCl、第I負(fù)極集電體NCl、第I發(fā)電元件U1、第2發(fā)電元件U2和第I絕緣部101。
[0080]第I發(fā)電元件Ul包含正極活性物質(zhì)層ΡΑ1、負(fù)極活性物質(zhì)層NAl和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE1。
[0081]第I發(fā)電元件Ul中的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE1，與正極活性物質(zhì)層PAl和負(fù)極活性物質(zhì)層NAl接觸。
[0082]第2發(fā)電元件U2包含正極活性物質(zhì)層ΡΑ2、負(fù)極活性物質(zhì)層ΝΑ2和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE2。
[0083]第2發(fā)電元件U2中的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE2，與正極活性物質(zhì)層ΡΑ2和負(fù)極活性物質(zhì)層ΝΑ2接觸。
[0084]第I發(fā)電元件Ul的正極活性物質(zhì)層PAl和第2發(fā)電元件U2的正極活性物質(zhì)層ΡΑ2，都與第I正極集電體PCl接觸。
[0085]第I發(fā)電元件Ul的負(fù)極活性物質(zhì)層NAl和第2發(fā)電元件U2的負(fù)極活性物質(zhì)層ΝΑ2，都與第I負(fù)極集電體NCl接觸。
[0086]在第I發(fā)電元件Ul和第2發(fā)電元件U2之間設(shè)有第I絕緣部101。
[0087]根據(jù)以上的構(gòu)造，能夠抑制某I個(gè)發(fā)電元件發(fā)生的損壞影響傳播到另一發(fā)電元件。
[0088]例如，考慮在電池受到?jīng)_擊、振動(dòng)時(shí)，一部分的發(fā)電元件發(fā)生了損壞(例如裂紋或斷裂等)的情況。該情況下，第I絕緣部發(fā)揮隔壁作用。即，第I絕緣部抑制損壞向相鄰的發(fā)電元件傳播。其結(jié)果，能夠抑制損壞部位的擴(kuò)大。由此，即使是例如發(fā)生了損壞的發(fā)電元件喪失了發(fā)電功能的情況下，未損壞的發(fā)電元件也能夠正常地發(fā)揮作用。因此能夠維持作為電池的發(fā)電功能。
[0089]另外，包含無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的構(gòu)件的脆性高。因此包含無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的構(gòu)件容易發(fā)生裂紋或斷裂。所以在實(shí)施方式I的構(gòu)造中，相鄰的發(fā)電元件之間通過(guò)第I絕緣部而被物理性地隔斷。由此，能夠防止從發(fā)生了損壞的發(fā)電元件剝落的部位(例如活性物質(zhì)粉等)，與相鄰的未損壞的發(fā)電元件接觸。即，在相鄰的發(fā)電元件中，能夠防止由該剝落部位的附著引起的短路。
[0090]在此，作為發(fā)生損壞的要因，設(shè)想了例如電池的制造、運(yùn)輸、使用時(shí)的掉落，或隨操作而產(chǎn)生的振動(dòng)、沖擊，隨充放電時(shí)活性物質(zhì)的膨脹、收縮而產(chǎn)生的應(yīng)力或變形等。在損壞部，例如內(nèi)部電阻變得極大，離子或電子的流動(dòng)被切斷。其結(jié)果，電池的特性降低。在損壞的程度更加嚴(yán)重的情況下，有可能喪失電池的發(fā)電功能。
[0091]對(duì)此，如果是實(shí)施方式I的構(gòu)造，則即使一部分的發(fā)電元件發(fā)生損壞，也能夠防止電池的特性降低和發(fā)電功能的喪失。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)更長(zhǎng)壽命且高可靠性的電池。
[0092]圖2是表示實(shí)施方式I的電池1000的上面和側(cè)面的概略構(gòu)造的圖。
[0093]在圖2所示的例子中，第I絕緣部101沿y方向設(shè)置。
[0094]再者，第I絕緣部101可以在xy平面上，以也沿x方向延伸的方式在斜向上設(shè)置。
[0095]另外，如圖1和圖2所示，第I絕緣部101可以以將第I發(fā)電元件Ul和第2發(fā)電元件U2之間緊密填埋的形態(tài)設(shè)置。
[0096]圖3是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1100的概略構(gòu)造的圖。
[0097]如圖3所示的電池1100那樣，可以在第I絕緣部101和第I發(fā)電元件Ul之間設(shè)置第I空隙21。
[0098]另外，如圖3所示的電池1100那樣，可以在第I絕緣部101和第2發(fā)電元件U2之間設(shè)置第2空隙22。
[0099]或者，在實(shí)施方式I中，可以是僅具備第I空隙21和第2空隙22之中任一者的構(gòu)造。
[0100]圖4是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1200的概略構(gòu)造的圖。
[0101]如圖4所示的電池1200那樣，第I絕緣部101可以以覆蓋負(fù)極活性物質(zhì)層NAl和負(fù)極活性物質(zhì)層NA2、并且不覆蓋正極活性物質(zhì)層PAl和正極活性物質(zhì)層PA2的形態(tài)設(shè)置。此時(shí)可以設(shè)置有空隙23。
[0102]圖5是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1300的概略構(gòu)造的圖。
[0103]如圖5所示的電池1300那樣，第I絕緣部101可以以覆蓋正極活性物質(zhì)層PAl和正極活性物質(zhì)層PA2、并且不覆蓋負(fù)極活性物質(zhì)層NAl和負(fù)極活性物質(zhì)層NA2的形態(tài)設(shè)置。此時(shí)可以設(shè)置有空隙24。
[0104]以上，如圖1?圖5所示，作為第I絕緣部101的配置形態(tài)，只要是I個(gè)發(fā)電元件的正極活性物質(zhì)層與相鄰的另一發(fā)電元件的負(fù)極活性物質(zhì)層通過(guò)第I絕緣部101而被物理性地隔斷的形態(tài)即可。
[0105]圖6是表示實(shí)施方式I的變形例的電池1400的上面和側(cè)面的概略構(gòu)造的圖。
[0106]如圖6所示的電池1400那樣，可以設(shè)有發(fā)電元件Ua、發(fā)電元件Ub、發(fā)電元件Uc、發(fā)電元件Ud、發(fā)電元件Ue和發(fā)電元件Uf0
[0107]并且，如圖6所示的電池1400那樣，在各發(fā)電元件之間可以設(shè)有絕緣部101a、絕緣部1lb和絕緣部1lCo
[0108]再者，在實(shí)施方式I中，發(fā)電元件的數(shù)量為2以上即可。
[0109]再者，在實(shí)施方式I中，絕緣部配置的位置、方向，可以相對(duì)于發(fā)電元件的面，在縱向(y方向)或橫向(X方向)上統(tǒng)一。該情況下，能夠便于制造。
[0110]作為例如智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜電子設(shè)備用途的全固體鋰二次電池，發(fā)電元件的主表面的面積可以為I?100cm2。
[0111]或者，作為電動(dòng)汽車等大型移動(dòng)設(shè)備的電源用途的全固體鋰二次電池，發(fā)電元件的主表面的面積可以為100?1000cm2。
[0112]無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層是包含無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的層。
[0113]作為無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)，可使用例如氧化物固體電解質(zhì)或硫化物固體電解質(zhì)等。
[0114]作為氧化物固體電解質(zhì)，可使用例如以LiTi2(PO4)3及其元素置換體為代表的NASIC0N型固體電解質(zhì)、(LaLi)T13系的鈣鈦礦型固體電解質(zhì)、以Li 14ZnGe4016、Li4S14,LiGeO4及其元素置換體為代表的LISIC0N型固體電解質(zhì)、以Li 7La3Zr2012及其元素置換體為代表的石榴石型固體電解質(zhì)、Li3N及其H置換體、1^孑04及其N置換體等。
[0115]作為硫化物固體電解質(zhì)，可使用例如Li2S-P2S5、Li2S-SiS2, Li2S-B2S3, Li2S-GeS2,Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li 1(^卩2312等。另外，可以向它們中添加 LiX (X 是 F、Cl、Br、I)、MOy、LixMOy (Μ是P、S1、Ge、B、Al、Ga、In中的任一種)(x、y是自然數(shù))等。Li2S-P2S5的離子導(dǎo)電率高且為低電位，難以被還原。因此，通過(guò)使用Li2S-P2S5，使電池化變得容易。
[0116]無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的厚度可以為I?100 μπι。再者，無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的厚度小于I μ m的情況下，正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層發(fā)生短路的可能性提高。再者，無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的厚度大于100 μ m的情況下，高輸出下的工作有可能變得困難。
[0117]正極活性物質(zhì)層是包含正極活性物質(zhì)的層。正極活性物質(zhì)層也可以是包含正極活性物質(zhì)和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的正極合劑層。正極活性物質(zhì)層，出于降低電極電阻的目的可以包含導(dǎo)電助劑。正極活性物質(zhì)層，出于提高正極活性物質(zhì)粒子彼此的粘結(jié)性、或正極合劑層與集電體的粘結(jié)性的目的，可以包含粘結(jié)劑。
[0118]正極合劑層的厚度可以為10?500 μπι。再者，正極合劑層的厚度小于10 μπι的情況下，有可能難以確保充分的電池能量密度。再者，正極合劑層的厚度大于500 μπι的情況下，高輸出下的工作有可能變得困難。
[0119]正極活性物質(zhì)可以是例如吸藏和放出金屬離子的材料。正極活性物質(zhì)也可以是例如吸藏和放出鋰離子的材料。作為正極活性物質(zhì)，可使用例如含有鋰的過(guò)渡金屬氧化物、過(guò)渡金屬氟化物、聚陰離子和氟化聚陰離子材料、以及過(guò)渡金屬硫化物等。使用了含有鋰離子的過(guò)渡金屬氧化物的情況下，能夠降低制造成本，并且能夠提高平均放電電壓。
[0120]負(fù)極活性物質(zhì)層是包含負(fù)極活性物質(zhì)的層。負(fù)極活性物質(zhì)層也可以是包含負(fù)極活性物質(zhì)和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的正極合劑層。負(fù)極活性物質(zhì)層，出于降低電極電阻的目的可以包含導(dǎo)電助劑。負(fù)極活性物質(zhì)層，出于提高負(fù)極活性物質(zhì)粒子彼此的粘結(jié)性、或負(fù)極合劑層與集電體的粘結(jié)性的目的，可以包含粘結(jié)劑。
[0121]負(fù)極合劑層的厚度可以為10?500 μπι。再者，負(fù)極合劑層的厚度小于10 μπι的情況下，有可能難以確保充分的電池能量密度。再者，負(fù)極合劑層的厚度小于500 μπι的情況下，高輸出下的工作有可能變得困難。
[0122]再者，負(fù)極合劑層的厚度可以比正極合劑層的厚度厚。由此，能夠降低施加于負(fù)極的載荷，使電池長(zhǎng)壽命化。
[0123]負(fù)極活性物質(zhì)可以是例如吸藏和放出金屬離子的材料。負(fù)極活性物質(zhì)也可以是例如吸藏和放出鋰離子的材料。作為負(fù)極活性物質(zhì)，可使用例如鋰金屬、與鋰顯示合金化反應(yīng)的金屬或合金、碳、過(guò)渡金屬氧化物、過(guò)渡金屬硫化物等。作為碳，可使用例如石墨或硬碳、焦炭之類的非石墨系碳。作為過(guò)渡金屬氧化物，可使用例如CuO、N1等。作為過(guò)渡金屬硫化物，可使用例如由CuS表示的硫化銅等。作為與鋰顯示合金化反應(yīng)的金屬或合金，可使用例如硅化合物、錫化合物、鋁化合物和鋰的合金等。使用了碳的情況下，能夠降低制造成本，并且能夠提高平均放電電壓。
[0124]作為導(dǎo)電助劑，可使用例如天然石墨或人造石墨的石墨類、乙炔黑、科琴黑等炭黑類、碳纖維或金屬纖維等導(dǎo)電性纖維類、氟化碳、鋁等金屬粉末類、氧化鋅或鈦酸鉀等導(dǎo)電晶須類、氧化鈦等導(dǎo)電性金屬氧化物、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等導(dǎo)電性高分子化合物等。使用了碳導(dǎo)電助劑的情況下，能夠謀求低成本化。
[0125]作為粘結(jié)劑，可使用例如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、六氟聚丙烯、苯乙烯丁二烯橡膠、羧甲基纖維素等。
[0126]作為正極集電體，可使用例如由鋁、不銹鋼、鈦和它們的合金等金屬材料制作的多孔質(zhì)或無(wú)孔的片或薄膜等。鋁及其合金便宜且易于薄膜化。作為片或薄膜，可以是金屬箔或絲網(wǎng)等。
[0127]正極集電體的厚度可以為I?30 μπι。再者，正極集電體的厚度小于I μπι的情況下，機(jī)械強(qiáng)度不充分，容易發(fā)生集電體的斷裂、破損。再者，正極集電體的厚度大于30 μπι的情況下，電池的能量密度有可能降低。
[0128]作為負(fù)極集電體，可使用例如由不銹鋼、鎳、銅和它們的合金等金屬材料制作的多孔質(zhì)或無(wú)孔的片或薄膜等。銅及其合金便宜且易于薄膜化。作為片或薄膜，可以是金屬箔或絲網(wǎng)等。
[0129]負(fù)極集電體的厚度可以為I?30 μπι。再者，負(fù)極集電體的厚度小于I μπι的情況下，機(jī)械強(qiáng)度不充分，容易發(fā)生集電體的斷裂、破損。再者，負(fù)極集電體的厚度大于30 μπι的情況下，電池的能量密度有可能降低。
[0130]絕緣部可以是例如包含絕緣性材料的構(gòu)件。
[0131]作為絕緣性材料，可使用例如無(wú)機(jī)絕緣材料。作為無(wú)機(jī)絕緣材料，可使用Si02、MgO、A1203、ZrO2等單一氧化物、含有2種以上單一氧化物的復(fù)合氧化物、A1N、Si 3N4等金屬氮化物、SiC等金屬碳化物等。
[0132]或者，作為絕緣性材料，可使用例如有機(jī)絕緣材料。作為有機(jī)絕緣材料，可使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳綸樹(shù)脂、聚酰胺、聚酰亞胺、聚酰胺酰亞胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸己酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚、聚醚砜、聚六氟丙烯、羧甲基纖維素之類的有機(jī)高分子等。或者，作為有機(jī)絕緣材料，可使用硅橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠、乙丙橡膠、氯磺化聚乙烯橡膠、丙烯酸橡膠、聚氨酯橡膠、含氟橡膠、聚硫橡膠、天然橡膠、異戊橡膠、丁苯橡膠、丁基橡膠、丁二烯橡膠之類的各種橡膠。
[0133]絕緣部的寬度(X方向的厚度)可以為I?10000 μπι。再者，絕緣部的寬度小于I μπι的情況下，其制造有可能復(fù)雜化。再者，絕緣部的寬度大于10000 μπι的情況下，電池的能量密度有可能降低。
[0134]再者，絕緣部的楊氏模量可以為20GPa以下。構(gòu)成發(fā)電元件的正極合劑層、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層和負(fù)極合劑層的各自的楊氏模量都大于約20GPa。因此，通過(guò)將楊氏模量比它們小的絕緣部配置在發(fā)電元件之間，絕緣部作為防止一部分的發(fā)電元件上發(fā)生的損壞向相鄰的發(fā)電元件傳播的隔壁，更好地發(fā)揮作用。即，通過(guò)楊氏模量小的絕緣部，能夠緩和發(fā)電元件產(chǎn)生的應(yīng)力或變形。
[0135]<制造方法>
[0136]以下，對(duì)實(shí)施方式I的電池的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0137]圖7是用于說(shuō)明實(shí)施方式I的電池的制造方法的圖。
[0138]實(shí)施方式I的電池的制造方法，包括工序Al、工序A2、工序A3、工序A4和工序A5。
[0139]工序Al是在負(fù)極集電體NC上，將添加溶劑而制成糊狀的絕緣性材料(絕緣部101)進(jìn)行涂布的工序。
[0140]工序A2是在工序Al之后，使用與絕緣性材料的涂布寬度對(duì)應(yīng)的縫模，在負(fù)極集電體NC上，將添加溶劑而制成糊狀的負(fù)極活性物質(zhì)以條狀涂布，從而形成負(fù)極活性物質(zhì)層NA的工序。
[0141]工序A3是在工序A2之后，在負(fù)極活性物質(zhì)層NA上，將添加溶劑而制成糊狀的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)以條狀涂布，從而形成無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE的工序。在此，條的寬度與下層的負(fù)極活性物質(zhì)層NA對(duì)齊。
[0142]工序A4是在工序A3之后，在無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE上，將添加溶劑而制成糊狀的正極活性物質(zhì)以條狀涂布，從而形成正極活性物質(zhì)層PA的工序。在此，條的寬度與下層的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE對(duì)齊。
[0143]工序A5是在工序A4之后，在正極活性物質(zhì)層PA上壓接正極集電體PC的工序。
[0144]如上所述，可以是將絕緣性材料涂布在負(fù)極集電體上的制作方法?；蛘?，也可以顛倒層疊的順序。即，可以將絕緣性材料涂布在正極集電體上，然后以正極活性物質(zhì)層、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層、負(fù)極集電體的順序?qū)盈B。
[0145]另外，可以適當(dāng)變更、設(shè)定工序Al中涂布絕緣性材料的寬度或高度，或是工序A2?A4中使用的縫模的寬度。由此，能夠任意設(shè)定絕緣性材料的配置形態(tài)。
[0146]另外，可以在正極集電體PC附設(shè)正極端子。另外，可以在負(fù)極集電體NC附設(shè)負(fù)極端子。
[0147](實(shí)施方式2)
[0148]以下，對(duì)實(shí)施方式2進(jìn)行說(shuō)明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式I重復(fù)的說(shuō)明。
[0149]圖8是表示實(shí)施方式2的電池2000的概略構(gòu)造的圖。
[0150]實(shí)施方式2的電池2000的構(gòu)造為，將多個(gè)具有上述實(shí)施方式I的電池1000的構(gòu)造的發(fā)電元件進(jìn)行了雙極層疊。
[0151]發(fā)電元件的層疊數(shù)可根據(jù)電池的用途任意設(shè)定。圖8中，作為例示示出了 2層層置體。
[0152]實(shí)施方式2的電池2000，具備第I正極集電體PC1、第2正極集電體PC2、第I負(fù)極集電體NC1、第2負(fù)極集電體NC2、第I發(fā)電元件U1、第2發(fā)電元件U2、第3發(fā)電元件U3、第4發(fā)電元件U4、第I絕緣部101和第2絕緣部102。
[0153]第I發(fā)電元件Ul包含正極活性物質(zhì)層PA1、負(fù)極活性物質(zhì)層NAl和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE1。
[0154]第I發(fā)電元件Ul中的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE1，與正極活性物質(zhì)層PAl和負(fù)極活性物質(zhì)層NAl接觸。
[0155]第2發(fā)電元件U2包含正極活性物質(zhì)層PA2、負(fù)極活性物質(zhì)層NA2和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE2。
[0156]第2發(fā)電元件U2中的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE2，與正極活性物質(zhì)層PA2和負(fù)極活性物質(zhì)層NA2接觸。
[0157]第3發(fā)電元件U3包含正極活性物質(zhì)層PA3、負(fù)極活性物質(zhì)層NA3和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE3。
[0158]第3發(fā)電元件U3中的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE3，與正極活性物質(zhì)層PA3和負(fù)極活性物質(zhì)層NA3接觸。
[0159]第4發(fā)電元件U4包含正極活性物質(zhì)層PA4、負(fù)極活性物質(zhì)層NA4和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE4。
[0160]第4發(fā)電元件U4中的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層SE4，與正極活性物質(zhì)層PA4和負(fù)極活性物質(zhì)層NA4接觸。
[0161]第I發(fā)電元件Ul的正極活性物質(zhì)層PAl和第2發(fā)電元件U2的正極活性物質(zhì)層PA2，都與第I正極集電體PCl接觸。
[0162]第I發(fā)電元件Ul的負(fù)極活性物質(zhì)層NAl和第2發(fā)電元件U2的負(fù)極活性物質(zhì)層NA2，都與第I負(fù)極集電體NCl接觸。
[0163]第3發(fā)電元件U3的正極活性物質(zhì)層PA3和第4發(fā)電元件U4的正極活性物質(zhì)層PA4，都與第2正極集電體PC2接觸。
[0164]第3發(fā)電元件U3的負(fù)極活性物質(zhì)層NA3和第4發(fā)電元件U4的負(fù)極活性物質(zhì)層NA4，都與第2負(fù)極集電體NC2接觸。
[0165]第I負(fù)極集電體NCl和第2正極集電體PC2相互接觸。
[0166]在第I發(fā)電元件Ul和第2發(fā)電元件U2之間設(shè)有第I絕緣部101。
[0167]在第3發(fā)電元件U3和第4發(fā)電元件U4之間設(shè)有第2絕緣部102。
[0168]根據(jù)以上的構(gòu)造，即使是某I個(gè)發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況，也能夠維持其它發(fā)電元件的發(fā)電功能。由此，即使一部分的發(fā)電元件發(fā)生損壞，也能夠防止電池的特性降低和發(fā)電功能的喪失。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)更長(zhǎng)壽命且高可靠性的電池。
[0169]以下，利用比較例對(duì)該效果的詳細(xì)情況進(jìn)行說(shuō)明。
[0170]圖9是表示在實(shí)施方式2的電池2000中，發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況的圖。
[0171]在圖9所示的例子中，第I發(fā)電元件Ul發(fā)生損壞。由此，在第I發(fā)電元件Ul中，離子或電流的流動(dòng)被切斷。
[0172]在此，實(shí)施方式2的電池2000中，第3發(fā)電元件U3經(jīng)由第I負(fù)極集電體NCl和第2正極集電體PC2而與第2發(fā)電元件U2電連接。
[0173]因此，如圖9所示，即使是第I發(fā)電元件Ul發(fā)生了損壞的情況，與第I發(fā)電元件Ul串聯(lián)的第3發(fā)電元件U3的發(fā)電元件也不會(huì)失去發(fā)電功能。
[0174]再者，同樣地，即使是第2發(fā)電元件U2、第3發(fā)電元件U3或第4發(fā)電元件U4的任一個(gè)發(fā)生了損壞的情況，也能夠維持其它發(fā)電元件的發(fā)電功能。
[0175]圖10是表示作為比較例的電池2100的概略構(gòu)造的圖。
[0176]作為比較例的電池2100，具備第3正極集電體PC3、第3負(fù)極集電體NC3和絕緣部201。
[0177]與實(shí)施方式2的電池2000不同，在作為比較例的電池2100中，第2發(fā)電元件U2的負(fù)極活性物質(zhì)層NA2不與第I負(fù)極集電體NCl接觸。
[0178]在作為比較例的電池2100中，第2發(fā)電元件U2的負(fù)極活性物質(zhì)層NA2與第3負(fù)極集電體NC3接觸。
[0179]與實(shí)施方式2的電池2000不同，在作為比較例的電池2100中，第4發(fā)電元件U4的正極活性物質(zhì)層PA4不與第2正極集電體PC2接觸。
[0180]在作為比較例的電池2100中，第4發(fā)電元件U4的正極活性物質(zhì)層PA4與第3正極集電體PC3接觸。
[0181]第3正極集電體PC3和第3負(fù)極集電體NC3相互接觸。
[0182]在第3正極集電體PC3和第3負(fù)極集電體NC3、與第I負(fù)極集電體NCl和第2正極集電體PC2之間，設(shè)有絕緣部201。
[0183]因此，第3正極集電體PC3不與第I負(fù)極集電體NCl和第2正極集電體PC2接觸。
[0184]同樣地，第3負(fù)極集電體NC3不與第I負(fù)極集電體NCl和第2正極集電體PC2接觸。
[0185]圖11是表示在作為比較例的電池2100中，發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況的圖。
[0186]在圖11所示的例子中，第I發(fā)電元件Ul發(fā)生損壞。由此，在第I發(fā)電元件Ul中，離子或電流的流動(dòng)被切斷。
[0187]在此，在比較例的電池2100中，第3發(fā)電元件U3不與第2發(fā)電元件U2電連接。
[0188]因此，如圖11所示，在第I發(fā)電元件Ul發(fā)生了損壞的情況下，與第I發(fā)電元件Ul串聯(lián)的第3發(fā)電元件U3的發(fā)電元件失去發(fā)電功能。
[0189]如上所述，與比較例不同，根據(jù)實(shí)施方式2的構(gòu)造，即使是某I個(gè)發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況，也能夠維持其它發(fā)電元件的發(fā)電功能。
[0190]再者，由實(shí)施方式2的電池2000，可以構(gòu)成雙極層疊型的全固體鋰二次電池。
[0191]雙極層疊意味著包含雙極電極作為構(gòu)成要素、并且發(fā)電元件串聯(lián)至少2層以上的結(jié)構(gòu)。
[0192]雙極電極是在集電體的一面擔(dān)載有正極活性物質(zhì)層、并且在集電體的相反側(cè)擔(dān)載有負(fù)極活性物質(zhì)層的電極。
[0193]用于雙極電極的集電體，可以在正極和負(fù)極為同樣的集電體。或者，用于雙極電極的集電體，可以在正極和負(fù)極為不同的集電體。
[0194]雙極層疊型的全固體鋰二次電池，將多個(gè)串聯(lián)的發(fā)電元件包含在單一的外包裝內(nèi)。由此，與在外包裝內(nèi)包含單一的發(fā)電元件的通常的全固體鋰二次電池相比，能夠提高體積能量密度。
[0195]層疊的各發(fā)電元件的構(gòu)造(例如發(fā)電元件的數(shù)量和絕緣部的位置或方向等)可以相互不同。
[0196]或者，層疊的各發(fā)電元件的構(gòu)造可以相同。由此，能夠便于制造，能夠降低制造成本。
[0197]作為例如數(shù)碼相機(jī)等小型電子設(shè)備用的全固體鋰二次電池，發(fā)電元件的層疊數(shù)可以為層疊2層?；蛘?，作為例如汽車的系統(tǒng)控制用的電源用的全固體鋰二次電池，發(fā)電元件的層疊數(shù)可以為層疊3?4層?；蛘?，作為汽車等大型移動(dòng)設(shè)備的電源用的全固體鋰二次電池，發(fā)電元件的層疊數(shù)可以層疊4?200層。
[0198]<制造方法>
[0199]以下，對(duì)實(shí)施方式2的電池的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0200]圖12是用于說(shuō)明實(shí)施方式2的電池的制造方法的圖。
[0201]實(shí)施方式2的電池的制造方法，包括工序B1、工序B2、工序B3和工序B4。
[0202]工序BI是采用實(shí)施方式I中說(shuō)明的制造方法制作多個(gè)發(fā)電元件的工序。此時(shí)，可以使各個(gè)發(fā)電元件的面積相同。
[0203]工序B2是在工序BI之后，以第I層的發(fā)電元件的負(fù)極集電體NC與負(fù)極端子NE接觸的方式，將第I層的發(fā)電元件插入外裝殼體30的工序。
[0204]工序B3是在工序B2之后，以上層的發(fā)電元件的負(fù)極集電體NC與下層的發(fā)電元件的正極集電體PC接觸的方式，在外裝殼體30依次層疊發(fā)電元件的工序。
[0205]工序B4是在工序B3之后，使用具備正極端子PE的外裝殼體30的蓋40，以最上層的正極集電體PC與正極端子PE接觸的方式，將外裝殼體30密封的工序。
[0206]如以上那樣，可以是以負(fù)極集電體在下的方式進(jìn)行層疊的制作方法?；蛘撸部梢灶嵉箤盈B的方向。即，在預(yù)先設(shè)有正極端子PE的外裝殼體中，以正極集電體PC在下的方式，依次層疊發(fā)電元件。
[0207](實(shí)施方式3)
[0208]以下，對(duì)實(shí)施方式3進(jìn)行說(shuō)明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式I或2重復(fù)的說(shuō)明。
[0209]圖13是表示實(shí)施方式3的電池3000的概略構(gòu)造的圖。
[0210]實(shí)施方式3的電池，除了在實(shí)施方式I中所示的構(gòu)造以外，還具備下述的構(gòu)造。
[0211]S卩，在實(shí)施方式3的電池中，第I正極集電體PCl和第I負(fù)極集電體NCl之中的至少一者具備第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2。
[0212]第I導(dǎo)通控制層Tl的電阻與溫度上升相應(yīng)地增加。例如，第I導(dǎo)通控制層Tl的電阻與第I發(fā)電元件Ul的異常發(fā)熱相應(yīng)地增加。
[0213]第2導(dǎo)通控制層T2的電阻與溫度上升相應(yīng)地增加。例如，第2導(dǎo)通控制層T2的電阻與第2發(fā)電元件U2的異常發(fā)熱相應(yīng)地增加。
[0214]第I導(dǎo)通控制層Tl設(shè)置在第I發(fā)電元件Ul所處的那側(cè)。
[0215]第2導(dǎo)通控制層T2設(shè)置在第2發(fā)電元件U2所處的那側(cè)。
[0216]根據(jù)以上的構(gòu)造，能夠發(fā)揮下述的效果。
[0217]例如，實(shí)施方式I的電池1000中，考慮在電池受到?jīng)_擊、振動(dòng)時(shí)，一部分的發(fā)電元件受到損壞，造成正極合劑層和負(fù)極合劑層相互混合，發(fā)生了內(nèi)部短路的情況。此時(shí)，通過(guò)內(nèi)部短路而使損壞的發(fā)電元件的電阻明顯減小，電流集中。由此，電流不在未損壞的發(fā)電元件中流動(dòng)。隨之電壓降低。其結(jié)果，有可能使該電池的電壓低于由該電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備或系統(tǒng)的工作維持電壓。其結(jié)果，設(shè)備或系統(tǒng)有可能無(wú)法繼續(xù)工作。
[0218]另一方面，實(shí)施方式3的電池中，通過(guò)在一部分的發(fā)電元件發(fā)生內(nèi)部短路使電流集中了的情況下產(chǎn)生的焦耳熱，在發(fā)電元件和集電體之間具備的導(dǎo)通控制層的電阻明顯增大。其結(jié)果，流向損壞了的發(fā)電元件的電流被切斷。隨之電流會(huì)在未損壞的發(fā)電元件中流動(dòng)。即，在剛發(fā)生內(nèi)部短路后，由于電流向損壞了的發(fā)電元件集中，從而電壓暫時(shí)性降低。但是，在導(dǎo)通控制層的工作后，恢復(fù)到原來(lái)的電壓。因此，即使是發(fā)電元件損壞了的情況，也能夠繼續(xù)進(jìn)行由電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備或系統(tǒng)的工作。
[0219]另外，如果是將電池并聯(lián)使用的情況，則能夠防止包含損壞了的發(fā)電元件的電池?zé)o法發(fā)電。因此，能夠防止負(fù)載集中于與包含損壞了的發(fā)電元件的電池并聯(lián)的電池。
[0220]第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2，例如可以是作為PTC元件(PositiveTemperature Coefficient)而構(gòu)成的層。該情況下，在第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2成為規(guī)定溫度以上的情況下，其電阻增大。
[0221]或者，第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2，例如可以是作為溫度保險(xiǎn)絲而構(gòu)成的層。該情況下，在第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2成為規(guī)定溫度以上的情況下，其電流的導(dǎo)通被切斷(例如在規(guī)定溫度以上，導(dǎo)通控制層的一部分溶解，從而不可逆地被絕緣)。
[0222]第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2，一般可使用公知的構(gòu)造和材料。例如，第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2，可以使導(dǎo)電性物質(zhì)(例如金屬、碳等)分散于聚合物(例如聚丙烯、聚乙烯等)中而構(gòu)成。
[0223]在圖13所示的電池3000中，第I正極集電體PCl具備第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2。
[0224]在圖13所示的電池3000中，第I導(dǎo)通控制層Tl與第I發(fā)電元件Ul (例如正極活性物質(zhì)層PAl)相接觸而設(shè)置。另外，第2導(dǎo)通控制層T2與第2發(fā)電元件U2(例如正極活性物質(zhì)層PA2)相接觸而設(shè)置。
[0225]圖14是表示實(shí)施方式3的變形例的電池3100的概略構(gòu)造的圖。
[0226]在圖14所示的電池3100中，第I負(fù)極集電體NCl具備第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2。
[0227]在圖14所示的電池3100中，第I導(dǎo)通控制層Tl與第I發(fā)電元件Ul (例如負(fù)極活性物質(zhì)層NAl)相接觸而設(shè)置。另外，第2導(dǎo)通控制層T2與第2發(fā)電元件U2(例如負(fù)極活性物質(zhì)層NA2)相接觸而設(shè)置。
[0228]另外，在實(shí)施方式3中，第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2可以隔著第I絕緣部101相互不接觸地配置。
[0229]S卩，第I絕緣部101可以配置于第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層T2之間。
[0230]根據(jù)以上的構(gòu)造，能夠防止第I導(dǎo)通控制層Tl或第2導(dǎo)通控制層T2的動(dòng)作出現(xiàn)失誤。即，能夠通過(guò)第I絕緣部101抑制由第I發(fā)電元件Ul的損壞產(chǎn)生的熱傳播到第2導(dǎo)通控制層T2。因此，能夠防止通過(guò)由第I發(fā)電元件Ul的損壞產(chǎn)生的熱而使第2導(dǎo)通控制層T2的動(dòng)作出現(xiàn)失誤。發(fā)生故障。同樣地，能夠通過(guò)第I絕緣部101抑制由第2發(fā)電元件U2的損壞產(chǎn)生的熱傳播到第I導(dǎo)通控制層Tl。因此，能夠防止通過(guò)由第2發(fā)電元件U2的損壞產(chǎn)生的熱而使第I導(dǎo)通控制層Tl的動(dòng)作出現(xiàn)失誤。
[0231]<制造方法>
[0232]以下，對(duì)實(shí)施方式3的電池的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0233]首先，對(duì)圖13所示的構(gòu)造的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)，實(shí)施方式3的電池的制造方法，除了在實(shí)施方式I中說(shuō)明了的工序Al、工序Α2、工序A3、工序Α4和工序Α5以外，還包括工序XI。
[0234]工序Xl是在工序Α4之后，在正極活性物質(zhì)層PA上形成第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層Τ2的工序。例如，第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層Τ2通過(guò)以條狀涂布而形成。在此，條的寬度與下層的正極活性物質(zhì)層PA對(duì)齊。
[0235]該情況下，工序Α5成為在工序Xl之后，將正極集電體PC壓接在第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層Τ2上的工序。
[0236]接著，對(duì)圖14所示的構(gòu)造的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)，實(shí)施方式3的電池的制造方法，除了在實(shí)施方式I中說(shuō)明了的工序Al、工序Α2、工序A3、工序Α4和工序Α5以外，還包括工序Χ2。
[0237]工序Χ2是在工序Al之后，在負(fù)極集電體NC上形成第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層Τ2的工序。例如，第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層Τ2通過(guò)以條狀涂布而形成。
[0238]該情況下，工序Α2成為在工序Χ2之后，在第I導(dǎo)通控制層Tl和第2導(dǎo)通控制層Τ2上形成負(fù)極活性物質(zhì)層NA的工序。
[0239]如以上那樣，可以是將絕緣性材料涂布于負(fù)極集電體上的制作方法?；蛘?，可以顛倒層疊的順序。即，可以將絕緣性材料涂布于正極集電體上，然后以導(dǎo)通控制層、正極活性物質(zhì)層、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層、負(fù)極集電體的順序進(jìn)行層疊?；蛘?，可以將絕緣性材料涂布于正極集電體上，然后以正極活性物質(zhì)層、無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層、導(dǎo)通控制層、負(fù)極集電體的順序進(jìn)行層疊。
[0240](實(shí)施方式4)
[0241]以下，對(duì)實(shí)施方式4進(jìn)行說(shuō)明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式I?3的任一個(gè)重復(fù)的說(shuō)明。
[0242]圖15是表示實(shí)施方式4的電池4000的概略構(gòu)造的圖。
[0243]實(shí)施方式4的電池的構(gòu)造為，將多個(gè)具有上述實(shí)施方式3的構(gòu)造的發(fā)電元件進(jìn)行了雙極層疊。
[0244]發(fā)電元件的層疊數(shù)可根據(jù)電池的用途任意設(shè)定。在圖15中，作為例示而示出了 2
層層疊體。
[0245]實(shí)施方式4的電池，除了在實(shí)施方式3中示出的構(gòu)造以外，還具備下述的構(gòu)造。
[0246]S卩，實(shí)施方式4的電池還具備第2正極集電體PC2、第2負(fù)極集電體NC2、第3發(fā)電元件U3、第4發(fā)電元件U4和第2絕緣部102。
[0247]作為第2正極集電體PC2、第2負(fù)極集電體NC2、第3發(fā)電元件U3和第4發(fā)電元件U4，可使用在實(shí)施方式2中示出的構(gòu)造。
[0248]在實(shí)施方式4的電池中，第2正極集電體PC2和第2負(fù)極集電體NC2之中的至少一者具備第3導(dǎo)通控制層T3和第4導(dǎo)通控制層T4。
[0249]第3導(dǎo)通控制層T3的電阻與溫度上升相應(yīng)地增加。例如，第3導(dǎo)通控制層T3的電阻與第3發(fā)電元件U3的異常發(fā)熱相應(yīng)地增加。
[0250]第4導(dǎo)通控制層T4的電阻與溫度上升相應(yīng)地增加。例如，第4導(dǎo)通控制層T4的電阻與第4發(fā)電元件U4的異常發(fā)熱相應(yīng)地增加。
[0251]第3導(dǎo)通控制層T3設(shè)置在第3發(fā)電元件U3所處的那側(cè)。
[0252]第4導(dǎo)通控制層T4設(shè)置在第4發(fā)電元件U4所處的那側(cè)。
[0253]根據(jù)以上的構(gòu)造，能夠發(fā)揮下述的效果。
[0254]在實(shí)施方式4的電池中，一部分發(fā)電元件發(fā)生內(nèi)部短路而使電流集中了的情況下，導(dǎo)通控制層發(fā)揮作用，電流變得能夠在未損壞的發(fā)電元件中流動(dòng)。在剛發(fā)生內(nèi)部短路后，由于電流向損壞了的發(fā)電元件集中，從而使電壓暫時(shí)性降低。但是，在導(dǎo)通控制層工作后，恢復(fù)到原來(lái)的電壓。因此，即使是發(fā)電元件發(fā)生了損壞的情況，也能夠繼續(xù)進(jìn)行由電池驅(qū)動(dòng)的設(shè)備或系統(tǒng)的工作。
[0255]另外，如果是將電池并聯(lián)使用的情況，則能夠防止包含損壞了的發(fā)電元件的電池?zé)o法發(fā)電。因此，能夠防止負(fù)載集中于與包含損壞了的發(fā)電元件的電池并聯(lián)的電池。
[0256]作為第3導(dǎo)通控制層T3和第4導(dǎo)通控制層T4的構(gòu)造和材料，可使用在實(shí)施方式3示出的導(dǎo)通控制層的構(gòu)造和材料。
[0257]在圖15所示的電池4000中，第2正極集電體PC2具備第3導(dǎo)通控制層T3和第4導(dǎo)通控制層T4。
[0258]在圖15所示的電池4000中，第3導(dǎo)通控制層T3與第3發(fā)電元件U3 (例如正極活性物質(zhì)層PA3)相接觸而設(shè)置。另外，第4導(dǎo)通控制層T4與第4發(fā)電元件U4(例如正極活性物質(zhì)層PA4)相接觸而設(shè)置。
[0259]圖16是表示實(shí)施方式4的變形例的電池4100的概略構(gòu)造的圖。
[0260]在圖16所示的電池4100中，第2負(fù)極集電體NC2具備第3導(dǎo)通控制層T3和第4導(dǎo)通控制層T4。
[0261]在圖16所示的電池4100中，第3導(dǎo)通控制層T3與第3發(fā)電元件U3 (例如負(fù)極活性物質(zhì)層NA3)相接觸而設(shè)置。另外，第4導(dǎo)通控制層T4與第4發(fā)電元件U4(例如負(fù)極活性物質(zhì)層NA4)相接觸而設(shè)置。
[0262]另外，在實(shí)施方式4中，第3導(dǎo)通控制層T3和第4導(dǎo)通控制層T4可以隔著第2絕緣部102相互不接觸地配置。
[0263]S卩，第2絕緣部102可以配置于第3導(dǎo)通控制層T3和第4導(dǎo)通控制層T4之間。
[0264]根據(jù)以上的構(gòu)造，能夠防止第3導(dǎo)通控制層T3或第4導(dǎo)通控制層T4的動(dòng)作出現(xiàn)失誤。即，能夠通過(guò)第2絕緣部102抑制由第3發(fā)電元件U3的損壞產(chǎn)生的熱傳播到第4導(dǎo)通控制層T4。因此，能夠防止通過(guò)由第3發(fā)電元件U3的損壞產(chǎn)生的熱而使第4導(dǎo)通控制層T4的動(dòng)作出現(xiàn)失誤。同樣地，能夠通過(guò)第2絕緣部102抑制由第4發(fā)電元件U4的損壞產(chǎn)生的熱傳播到第3導(dǎo)通控制層T3。因此，能夠防止通過(guò)由第4發(fā)電元件U4的損壞產(chǎn)生的熱而使第3導(dǎo)通控制層T3的動(dòng)作出現(xiàn)失誤。
[0265]〈制造方法〉
[0266]以下，對(duì)實(shí)施方式4的電池的制造方法的一例進(jìn)行說(shuō)明。
[0267]首先，對(duì)圖15所示的構(gòu)造的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)，實(shí)施方式4的電池的制造方法，除了在實(shí)施方式2中說(shuō)明的工序B2、工序B3和工序B4以外，還包括工序Yl。
[0268]工序Yl是采用包含在實(shí)施方式3中說(shuō)明的工序Xl的制造方法制作多個(gè)發(fā)電元件的工序。此時(shí)，可以使每一個(gè)發(fā)電元件的面積相同。
[0269]該情況下，工序B2成為在工序Yl之后實(shí)施的工序。
[0270]接著，對(duì)圖16所示的構(gòu)造的制造方法進(jìn)行說(shuō)明。此時(shí)，實(shí)施方式4的電池的制造方法，除了在實(shí)施方式2中說(shuō)明的工序B2、工序B3和工序B4以外，還包括工序Y2。
[0271]工序Y2是采用包含在實(shí)施方式3中說(shuō)明的工序X2的制造方法制作多個(gè)發(fā)電元件的工序。此時(shí)，可以使每一個(gè)發(fā)電元件的面積相同。
[0272]該情況下，工序B2成為在工序Y2之后實(shí)施的工序。
[0273]如以上那樣，可以使以負(fù)極集電體在下的方式進(jìn)行層疊的制作方法?；蛘?，可以顛倒層疊的方向。即，可以在預(yù)先設(shè)有正極端子PE的外裝殼體中，以正極集電體PC在下的方式，依次層疊發(fā)電元件。
[0274](實(shí)施方式5)
[0275]以下，對(duì)實(shí)施方式5進(jìn)行說(shuō)明。再者，適當(dāng)省略與上述實(shí)施方式I?4的任一個(gè)重復(fù)的說(shuō)明。
[0276]圖17是表示實(shí)施方式5的電池5000的概略構(gòu)造的圖。
[0277]實(shí)施方式5的電池5000，除了在實(shí)施方式4中示出的構(gòu)造，還具備下述的構(gòu)造。
[0278]即，實(shí)施方式5的電池5000還具備第I電壓檢測(cè)端子Cl。
[0279]第I電壓檢測(cè)端子Cl與第I負(fù)極集電體NCl或第2正極集電體PC2相接觸而設(shè)置。
[0280]根據(jù)以上的構(gòu)造，能夠發(fā)揮下述的效果。
[0281]在實(shí)施方式4所示的電池的構(gòu)造中，能夠基于作為電池電壓輸出的、第I正極集電體PCl和第2負(fù)極集電體NC2之間的電壓，檢測(cè)是否發(fā)生內(nèi)部短路。但是，要確定內(nèi)部短路的發(fā)生部位是困難的。
[0282]另一方面，實(shí)施方式5的電池的構(gòu)造中，除了電池電壓以外，利用電壓檢測(cè)裝置監(jiān)測(cè)第I正極集電體PCl和第I電壓檢測(cè)端子Cl之間、或第2負(fù)極集電體NC2和第I電壓檢測(cè)端子Cl之間的任一電壓，由此能夠檢測(cè)是否發(fā)生內(nèi)部短路以及在哪一層發(fā)生了內(nèi)部短路。
[0283]通過(guò)確定內(nèi)部短路的發(fā)生部位，能夠更準(zhǔn)確地掌握損壞的程度。
[0284]以下，對(duì)電壓檢測(cè)裝置的設(shè)置方法進(jìn)行更詳細(xì)地說(shuō)明。
[0285]雙極層疊數(shù)為n(n為自然數(shù))的情況下，電壓檢測(cè)裝置的數(shù)量為n_l個(gè)。
[0286]利用電壓檢測(cè)裝置，將相鄰的電壓檢測(cè)端子彼此、以及第I正極集電體與第I電壓檢測(cè)端子、或第η負(fù)極集電體與第η-1電壓檢測(cè)端子連接。由此，能夠檢測(cè)在哪一層發(fā)生了內(nèi)部短路。
[0287]圖18是表示雙極層疊數(shù)為4個(gè)的情況下的電池的概略構(gòu)造。
[0288]一邊參照?qǐng)D18，一邊對(duì)電壓檢測(cè)裝置的設(shè)置方法進(jìn)行更具體地說(shuō)明。
[0289]將包含與第I正極集電體PCl接觸的發(fā)電元件的層作為第I層。
[0290]將包含與第4負(fù)極集電體NC4接觸的發(fā)電元件的層作為第4層。
[0291]選擇第I正極集電體PCl和第I電壓檢測(cè)端子Cl之間作為檢測(cè)對(duì)象，設(shè)置第I電壓檢測(cè)裝置VCl。
[0292]選擇第I電壓檢測(cè)端子Cl和第2電壓檢測(cè)端子C2之間作為檢測(cè)對(duì)象，設(shè)置第2電壓檢測(cè)裝置VC2。
[0293]選擇第2電壓檢測(cè)端子C2和第3電壓檢測(cè)端子C3之間作為檢測(cè)對(duì)象，設(shè)置第3電壓檢測(cè)裝置VC3。
[0294]以下，作為一例，考慮在第I層和第4層發(fā)生了內(nèi)部短路的情況。
[0295]假設(shè)I層的電壓為4V。此時(shí)，第I層和第4層因內(nèi)部短路，電壓降低到OV附近。然后，通過(guò)導(dǎo)通控制層工作，電壓恢復(fù)到4V。
[0296]在剛發(fā)生了內(nèi)部短路后，電池整體的電壓顯示為8V，第I電壓檢測(cè)裝置VCl顯示為0V,第2電壓檢測(cè)裝置VC2顯示為4V，第3電壓檢測(cè)裝置VC3顯示為4V。
[0297]由電池整體的電壓的信息可知，發(fā)生了內(nèi)部短路的層的數(shù)量為2個(gè)。
[0298]由第I電壓檢測(cè)裝置VCl的信息可知，第I層發(fā)生了內(nèi)部短路。
[0299]由電池整體的電壓、第I電壓檢測(cè)裝置VC1、第2電壓檢測(cè)裝置VC2和第3電壓檢測(cè)裝置VC3的信息可知，第4層發(fā)生了內(nèi)部短路。
[0300]像這樣，通過(guò)設(shè)置η-1個(gè)電壓檢測(cè)裝置，能夠檢測(cè)發(fā)生了內(nèi)部短路的層。
[0301]產(chǎn)業(yè)可利用性
[0302]本公開(kāi)的電池可用作例如全固體鋰二次電池等。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電池，具備第I正極集電體、第I負(fù)極集電體、第I發(fā)電元件、第2發(fā)電元件和第I絕緣部， 所述第I發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件都包含:含有正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層、和含有無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層， 所述第I發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件的每一個(gè)中的所述無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，都與所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層接觸， 所述第I發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層和所述第2發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層，都與所述第I正極集電體接觸， 所述第I發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第2發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層，都與所述第I負(fù)極集電體接觸， 在所述第I發(fā)電元件和所述第2發(fā)電元件之間設(shè)有所述第I絕緣部。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，還具備第2正極集電體、第2負(fù)極集電體、第3發(fā)電元件、第4發(fā)電元件和第2絕緣部， 所述第3發(fā)電元件和所述第4發(fā)電元件都包含:含有正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層、和含有無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層， 所述第3發(fā)電元件和所述第4發(fā)電元件的每一個(gè)中的所述無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，都與所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層接觸， 所述第3發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層和所述第4發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層，都與所述第2正極集電體接觸， 所述第3發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第4發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層，都與所述第2負(fù)極集電體接觸， 所述第I負(fù)極集電體和所述第2正極集電體相互接觸， 在所述第3發(fā)電元件和所述第4發(fā)電元件之間設(shè)有所述第2絕緣部。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，所述第I絕緣部的寬度為I?10000μ m。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，所述第I絕緣部的楊氏模量為20GPa以下。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池，所述第I正極集電體和所述第I負(fù)極集電體之中的至少一者具備: 電阻與溫度上升相應(yīng)地增加的第I導(dǎo)通控制層；和 電阻與溫度上升響應(yīng)地增加的第2導(dǎo)通控制層， 所述第I導(dǎo)通控制層設(shè)置在所述第I發(fā)電元件所處的那側(cè)， 所述第2導(dǎo)通控制層設(shè)置在所述第2發(fā)電元件所處的那側(cè)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池，所述第I導(dǎo)通控制層和所述第2導(dǎo)通控制層，隔著所述第I絕緣部相互不接觸地配置。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池，還具備第2正極集電體、第2負(fù)極集電體、第3發(fā)電元件、第4發(fā)電元件和第2絕緣部， 所述第3發(fā)電元件和所述第4發(fā)電元件都包含:含有正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層、和含有無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)的無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層， 所述第3發(fā)電元件和所述第4發(fā)電元件的每一個(gè)中的所述無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)層，都與所述正極活性物質(zhì)層和所述負(fù)極活性物質(zhì)層接觸， 所述第3發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層和所述第4發(fā)電元件的所述正極活性物質(zhì)層，都與所述第2正極集電體接觸， 所述第3發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層和所述第4發(fā)電元件的所述負(fù)極活性物質(zhì)層，都與所述第2負(fù)極集電體接觸， 所述第I負(fù)極集電體和所述第2正極集電體相互接觸， 在所述第3發(fā)電元件和所述第4發(fā)電元件之間設(shè)有所述第2絕緣部， 所述第2正極集電體和所述第2負(fù)極集電體之中的至少一者具備: 電阻與溫度上升相應(yīng)地增加的第3導(dǎo)通控制層；和 電阻與溫度上升相應(yīng)地增加的第4導(dǎo)通控制層， 所述第3導(dǎo)通控制層設(shè)置在所述第3發(fā)電元件所處的那側(cè)， 所述第4導(dǎo)通控制層設(shè)置在所述第4發(fā)電元件所處的那側(cè)。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池，所述第3導(dǎo)通控制層和所述第4導(dǎo)通控制層，隔著所述第2絕緣部相互不接觸地配置。9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電池，還具備電壓檢測(cè)端子， 所述電壓檢測(cè)端子與所述第I負(fù)極集電體或所述第2正極集電體相接觸而設(shè)置。
【文檔編號(hào)】H01M10/058GK106099169SQ201510969309
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2015年12月22日
【發(fā)明人】佐佐木出, 日比野純, 日比野純一
【申請(qǐng)人】松下知識(shí)產(chǎn)權(quán)經(jīng)營(yíng)株式會(huì)社