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電池、電池制造方法和電池制造裝置與流程

文檔序號:12838233閱讀:190來源:國知局
電池、電池制造方法和電池制造裝置與流程

本公開涉及電池、電池制造方法和電池制造裝置。



背景技術(shù):

專利文獻(xiàn)1中公開了一種在相鄰的雙極型電池層疊體抵接的接合面的一部分形成接合部,通過該接合部使位于層疊方向上下的雙極型電池和雙極型電池固定而成的雙極型二次電池。

在先技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開2009-135079號公報



技術(shù)實現(xiàn)要素:

現(xiàn)有技術(shù)中,期望降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。

本公開的一技術(shù)方案中的電池,具備:第1發(fā)電元件;與所述第1發(fā)電元件層疊的第2發(fā)電元件;以及將所述第1發(fā)電元件與所述第2發(fā)電元件接合的第1接合層,所述第1發(fā)電元件具備第1正極集電體、第1負(fù)極集電體、第1正極活性物質(zhì)層、第1負(fù)極活性物質(zhì)層和第1固體電解質(zhì)層,所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第1負(fù)極活性物質(zhì)層隔著所述第1固體電解質(zhì)層相互層疊,所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第1正極集電體接觸,配置在比所述第1正極集電體窄的范圍,所述第1負(fù)極活性物質(zhì)層與所述第1負(fù)極集電體接觸,配置在比所述第1負(fù)極集電體窄的范圍,所述第2發(fā)電元件具備第2正極集電體、第2負(fù)極集電體、第2正極活性物質(zhì)層、第2負(fù)極活性物質(zhì)層和第2固體電解質(zhì)層,所述第2正極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層隔著所述第2固體電解質(zhì)層相互層疊,所述第2正極活性物質(zhì)層與所述第2正極集電體接觸,配置在比所述第2正極集電體窄的范圍,所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極集電體接觸,配置在比所述第2負(fù)極集電體窄的范圍,所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體隔著所述第1接合層相對,所述第1接合層在所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體之間,配置在所述第1正極活性物質(zhì)層的形成范圍和所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi),所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體在所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層相對的范圍內(nèi)相互不接觸。

本公開的一技術(shù)方案中的電池制造方法,使用電池制造裝置,所述電池制造裝置具備層疊部和接合層形成部,所述電池制造方法包括以下工序:通過所述接合層形成部,形成將第1發(fā)電元件與第2發(fā)電元件接合的第1接合層的工序(a);以及通過所述層疊部,將所述第1發(fā)電元件與所述第2發(fā)電元件層疊的工序(b),所述第1發(fā)電元件具備第1正極集電體、第1負(fù)極集電體、第1正極活性物質(zhì)層、第1負(fù)極活性物質(zhì)層和第1固體電解質(zhì)層,所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第1負(fù)極活性物質(zhì)層隔著所述第1固體電解質(zhì)層相互層疊,所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第1正極集電體接觸,配置在比所述第1正極集電體窄的范圍,所述第1負(fù)極活性物質(zhì)層與所述第1負(fù)極集電體接觸,配置在比所述第1負(fù)極集電體窄的范圍,所述第2發(fā)電元件具備第2正極集電體、第2負(fù)極集電體、第2正極活性物質(zhì)層、第2負(fù)極活性物質(zhì)層和第2固體電解質(zhì)層,所述第2正極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層隔著所述第2固體電解質(zhì)層相互層疊,所述第2正極活性物質(zhì)層與所述第2正極集電體接觸,配置在比所述第2正極集電體窄的范圍,所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極集電體接觸,配置在比所述第2負(fù)極集電體窄的范圍,在所述工序(a)中,通過所述接合層形成部,在所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體之間,在所述第1正極活性物質(zhì)層的形成范圍和所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)形成所述第1接合層,在所述工序(b)中,通過所述層疊部,在所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體隔著所述第1接合層相對、且所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體在所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,使所述第1發(fā)電元件與所述第2發(fā)電元件層疊。

本公開的一技術(shù)方案中的電池制造裝置,具備:形成將第1發(fā)電元件與第2發(fā)電元件接合的第1接合層的接合層形成部;以及將所述第1發(fā)電元件與所述第2發(fā)電元件層疊的層疊部,所述第1發(fā)電元件具備第1正極集電體、第1負(fù)極集電體、第1正極活性物質(zhì)層、第1負(fù)極活性物質(zhì)層和第1固體電解質(zhì)層,所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第1負(fù)極活性物質(zhì)層隔著所述第1固體電解質(zhì)層相互層疊,所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第1正極集電體接觸,配置在比所述第1正極集電體窄的范圍,所述第1負(fù)極活性物質(zhì)層與所述第1負(fù)極集電體接觸,配置在比所述第1負(fù)極集電體窄的范圍,所述第2發(fā)電元件具備第2正極集電體、第2負(fù)極集電體、第2正極活性物質(zhì)層、第2負(fù)極活性物質(zhì)層和第2固體電解質(zhì)層,所述第2正極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層隔著所述第2固體電解質(zhì)層相互層疊,所述第2正極活性物質(zhì)層與所述第2正極集電體接觸,配置在比所述第2正極集電體窄的范圍,所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極集電體接觸,配置在比所述第2負(fù)極集電體窄的范圍,所述接合層形成部在所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體之間,在所述第1正極活性物質(zhì)層的形成范圍和所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)形成所述第1接合層,所述層疊部在所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體隔著所述第1接合層相對、且所述第1正極集電體與所述第2負(fù)極集電體在所述第1正極活性物質(zhì)層與所述第2負(fù)極活性物質(zhì)層相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,將所述第1發(fā)電元件與所述第2發(fā)電元件層疊。

根據(jù)本公開,能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。

附圖說明

圖1是表示實施方式1中的電池1000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖2是表示實施方式1中的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖3是表示實施方式1中的電池1200的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖4是表示實施方式1中的電池1300的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖5是表示實施方式2中的電池制造裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖6是表示實施方式2中的電池制造方法的流程圖。

圖7是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖8是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖9是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖10是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖11是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖12是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖13是表示第1發(fā)電元件210的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖14是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖15是表示第1發(fā)電元件210的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖16是表示制造過程中的各發(fā)電元件和各接合層的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖17是表示比較例1中的電池910的制造過程中的各發(fā)電元件和接合層的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖18是表示比較例1中的電池910的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖19是表示比較例2中的電池920的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖20是表示實施方式1中的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖21是表示實施方式1中的電池1500的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

圖22是表示實施方式2中的電池制造裝置2100的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖23是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖24是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖25是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖26是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

附圖標(biāo)記說明

110第1接合層

120第2接合層

210第1發(fā)電元件

211第1正極集電體

212第1負(fù)極集電體

213第1正極活性物質(zhì)層

214第1負(fù)極活性物質(zhì)層

215第1固體電解質(zhì)層

220第2發(fā)電元件

221第2正極集電體

222第2負(fù)極集電體

223第2正極活性物質(zhì)層

224第2負(fù)極活性物質(zhì)層

225第2固體電解質(zhì)層

230第3發(fā)電元件

231第3正極集電體

232第3負(fù)極集電體

233第3正極活性物質(zhì)層

234第3負(fù)極活性物質(zhì)層

235第3固體電解質(zhì)層

300層疊部

400接合層形成部

500壓制部

600控制部

710第1間隔保持體

720第2間隔保持體

800間隔保持體形成部

1000電池

1100電池

1200電池

1300電池

1400電池

1500電池

2000電池制造裝置

2100電池制造裝置

910電池

920電池

具體實施方式

以下,參照附圖對本公開的實施方式進(jìn)行說明。

(實施方式1)

圖1是表示實施方式1中的電池1000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖1(a)是表示實施方式1中的電池1000的概略結(jié)構(gòu)的x-z圖(剖視圖)。

圖1(b)是表示實施方式1中的電池1000的概略結(jié)構(gòu)的x-y圖(俯視立體圖)。

實施方式1中的電池1000具備第1接合層110、第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220。

第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220相互層疊。

第1接合層110將第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220接合。

在此,第1發(fā)電元件210具備第1正極集電體211、第1負(fù)極集電體212、第1正極活性物質(zhì)層213、第1負(fù)極活性物質(zhì)層214和第1固體電解質(zhì)層215。

第1正極活性物質(zhì)層213與第1負(fù)極活性物質(zhì)層214隔著第1固體電解質(zhì)層215相互層疊。

第1正極活性物質(zhì)層213與第1正極集電體211接觸。第1正極活性物質(zhì)層213配置在比第1正極集電體211窄的范圍。

第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第1負(fù)極集電體212接觸。第1負(fù)極活性物質(zhì)層214配置在比第1負(fù)極集電體212窄的范圍。

另外,第2發(fā)電元件220具備第2正極集電體221、第2負(fù)極集電體222、第2正極活性物質(zhì)層223、第2負(fù)極活性物質(zhì)層224和第2固體電解質(zhì)層225。

第2正極活性物質(zhì)層223與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224隔著第2固體電解質(zhì)層225相互層疊。

第2正極活性物質(zhì)層223與第2正極集電體221接觸。第2正極活性物質(zhì)層223配置在比第2正極集電體221窄的范圍。

第2負(fù)極活性物質(zhì)層224與第2負(fù)極集電體222接觸。第2負(fù)極活性物質(zhì)層224配置在比第2負(fù)極集電體222窄的范圍。

第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222隔著第1接合層110相對。

第1接合層110在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間,配置在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)。

第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)相互不接觸。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的牢固的接合和穩(wěn)定的電連接,并且降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。即,在第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部,第1接合層110的厚度不會變得過剩。因此,能夠避免由第1接合層110導(dǎo)致的第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形。由此,能夠防止第1正極集電體211與第1負(fù)極集電體212的接近和接觸以及第2正極集電體221與第2負(fù)極集電體222的接近和接觸。因此,例如即使是在正極層與負(fù)極層之間不具備隔板的全固體電池,也能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體直接接觸而使正極層與負(fù)極層短路的風(fēng)險。另外,能夠防止由于第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形引起的第1正極活性物質(zhì)層213、第2負(fù)極活性物質(zhì)層224和固體電解質(zhì)層的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

另外,通過第1接合層110,第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸,因此能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)低電阻化且穩(wěn)定化。因此,通過導(dǎo)通狀態(tài)的低電阻化,例如即使是以大電流將第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220充放電的情況,也能夠減少電壓損失或發(fā)熱等的發(fā)生。并且,通過導(dǎo)通狀態(tài)的穩(wěn)定化,例如即使是長期使用的情況,也能夠減少第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222的腐蝕的發(fā)生。

利用下述的比較例1和比較例2對以上效果的詳細(xì)情況進(jìn)行說明。

圖18是表示比較例1中的電池910的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

比較例1中的電池910具備接合層191、第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220。

在此,在比較例1中的電池910中,接合層191形成在比第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍靠外側(cè)。

因此,在比較例1中,如圖18所示,在比第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍靠外側(cè),接合層191的厚度變得過剩。因此,由接合層191導(dǎo)致在第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部發(fā)生變形。由此,第1正極集電體211與第1負(fù)極集電體212的接近和接觸的可能性以及第2正極集電體221與第2負(fù)極集電體222的接近和接觸的可能性增高。另外,由第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形導(dǎo)致發(fā)生第1正極活性物質(zhì)層213、第2負(fù)極活性物質(zhì)層224和第2固體電解質(zhì)層225的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

與此相對,根據(jù)實施方式1,如上所述,第1接合層110的厚度不會變得過剩。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的牢固的接合和電連接,并且降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。另外,能夠防止第1正極活性物質(zhì)層213、第2負(fù)極活性物質(zhì)層224和固體電解質(zhì)層的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

圖19是表示比較例2中的電池920的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

比較例2中的電池920具備接合層192、第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220。

在此,在比較例2中的電池920中,如圖19所示,接合層192呈多個小島狀分散形成。即,接合層192沒有形成在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)的整個面。因此,第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)相互接觸。

因此,在比較例2中,第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)為高電阻化。由此,例如在以大電流將第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220充放電的情況下,容易發(fā)生電壓損失或發(fā)熱等。并且,在比較例2中,第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222接觸,導(dǎo)致接觸電阻變得不穩(wěn)定。由此,例如在長期使用的情況下,在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間容易發(fā)生不良情況(例如局部的腐蝕劣化等)。

與此相對,根據(jù)實施方式1,如上所述,通過第1接合層110使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸,因此能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)低電阻化且穩(wěn)定化。

實施方式1中的電池1000,是作為單電池元件(全固體電池單元)的第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220隔著第1接合層110串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。

實施方式1中的電池1000中,第1接合層110可以是含有接合劑的層?;蛘?,第1接合層110也可以是由接合劑構(gòu)成的層。此時,接合劑可以是導(dǎo)電性接合劑。作為導(dǎo)電性接合劑,可使用有機(jī)硅系軟質(zhì)導(dǎo)電性接合劑(例如スリーボンド制的tb3303g或tb3333c等)、含銀的環(huán)氧導(dǎo)電性接合劑(例如藤倉化成制的xa-874或xa-910等)等。

另外,在實施方式1中,如圖1所示,第1接合層110形成為均勻連續(xù)的膜狀。

另外,在實施方式1中,第1接合層110也可以形成為在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)厚度均勻的膜。

再者,在實施方式1中,第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220中的各構(gòu)成要素(即正極集電體、負(fù)極集電體、正極活性物質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層和固體電解質(zhì)層),既可以分別為相同的材料的形成范圍,也可以為不同的材料和形成范圍。

作為正極集電體,可使用金屬箔(例如sus箔、al箔)等。正極集電體的厚度例如可以為5~100μm。

正極活性物質(zhì)層是含有正極活性物質(zhì)的層。作為正極活性物質(zhì)層中所含有的正極活性物質(zhì),可使用公知的正極活性物質(zhì)(例如鈷酸鋰、lino等)。作為正極活性物質(zhì)的材料,可使用能夠使li脫離和插入的各種材料。

另外,作為正極活性物質(zhì)層中含有的材料,可使用公知的固體電解質(zhì)(例如無機(jī)系固體電解質(zhì)等)。作為無機(jī)系固體電解質(zhì),可使用硫化物固體電解質(zhì)或氧化物固體電解質(zhì)等。作為硫化物固體電解質(zhì),例如可使用li2s:p2s5的混合物。正極活性物質(zhì)的表面可以由固體電解質(zhì)涂布。另外,作為正極活性物質(zhì)層中含有的材料,可使用導(dǎo)電材料(例如乙炔黑等)、粘結(jié)用粘合劑(例如聚偏二氟乙烯等)等。

作為負(fù)極集電體,可使用金屬箔(例如sus箔、cu箔)等。負(fù)極集電體的厚度例如可以為5~100μm。

負(fù)極活性物質(zhì)層是含有負(fù)極活性物質(zhì)的層。作為負(fù)極活性物質(zhì)層中所含有的負(fù)極活性物質(zhì),可使用公知的負(fù)極活性物質(zhì)(例如石墨等)。作為負(fù)極活性物質(zhì)的材料,可使用能夠使li脫離和插入的各種材料。

另外,作為負(fù)極活性物質(zhì)層中含有的材料,可使用公知的固體電解質(zhì)(例如無機(jī)系固體電解質(zhì)等)。作為無機(jī)系固體電解質(zhì),可使用硫化物固體電解質(zhì)或氧化物固體電解質(zhì)等。作為硫化物固體電解質(zhì),例如可使用li2s:p2s5的混合物。另外,作為負(fù)極活性物質(zhì)層中含有的材料,可使用導(dǎo)電材料(例如乙炔黑等)、粘結(jié)用粘合劑(例如聚偏二氟乙烯等)等。

另外,如圖1所示,在發(fā)電元件中,負(fù)極活性物質(zhì)層的形成范圍可以大于正極活性物質(zhì)層的形成范圍。由此,例如有可能能夠防止由鋰析出導(dǎo)致的電池的不良情況(例如可靠性的降低)。

或者,在發(fā)電元件中,正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的形成范圍可以相同。

另外,如圖1所示,第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍可以小于第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍。此時,第1接合層110形成在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍內(nèi)。

或者,第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍可以大于第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍。此時,第1接合層110形成在第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍內(nèi)。

或者,第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍可以相同。此時,第1接合層110形成在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍(=第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍)內(nèi)。

固體電解質(zhì)層是含有固體電解質(zhì)的層。作為固體電解質(zhì)層中所含有的固體電解質(zhì),可使用公知的固體電解質(zhì)(例如無機(jī)系固體電解質(zhì)等)。作為無機(jī)系固體電解質(zhì),可使用硫化物固體電解質(zhì)或氧化物固體電解質(zhì)等。作為硫化物固體電解質(zhì),例如可使用li2s:p2s5的混合物。

另外,作為固體電解質(zhì)層中含有的材料,可使用粘結(jié)用粘合劑(例如聚偏二氟乙烯等)等。

另外,如圖1所示,在發(fā)電元件中,固體電解質(zhì)層可以以比正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的任一者大的面積形成。由此,能夠防止由正極層與負(fù)極層的直接接觸導(dǎo)致的短路。

另外,如圖1所示,在發(fā)電元件中,固體電解質(zhì)層可以形成在比正極集電體或負(fù)極集電體窄的范圍。由此,例如在將集電體切斷為預(yù)定形狀時,能夠減少在固體電解質(zhì)層產(chǎn)生裂紋或其一部分脫落。另外,在切斷時,能夠減少切屑和切粉的產(chǎn)生。

或者,在發(fā)電元件中,固體電解質(zhì)層的形成范圍可以是與正極集電體或負(fù)極集電體的整個范圍同樣的范圍。在集電體的整個區(qū)域形成固體電解質(zhì)層后進(jìn)行切斷的情況下,在切斷部附近的固體電解質(zhì)層容易產(chǎn)生由裂紋或脫落導(dǎo)致的微小的缺陷。其結(jié)果,有可能損害固體電解質(zhì)層作為絕緣體的功能。但是,根據(jù)實施方式1的技術(shù)構(gòu)成,正極集電體與負(fù)極集電體不會接近。因此,難以導(dǎo)致正負(fù)極間的短路。

另外,如圖1所示,在發(fā)電元件中,固體電解質(zhì)層可以以覆蓋負(fù)極活性物質(zhì)層的形態(tài)形成。

或者,在發(fā)電元件中,固體電解質(zhì)層可以以覆蓋正極活性物質(zhì)層的形態(tài)形成。

或者,在發(fā)電元件中,固體電解質(zhì)層可以以覆蓋正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的形態(tài)形成。

再者,在實施方式1中,如圖1所示,第1接合層110可以配置在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個范圍的50%以上的范圍。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過在更大范圍形成的第1接合層110,能夠使第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的機(jī)械接合和電連接更穩(wěn)定化。另外,通過在更大范圍形成的第1接合層110,能夠更牢固地維持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

圖2是表示實施方式1中的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖2(a)是表示實施方式1中的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的x-z圖(剖視圖)。

圖2(b)是表示實施方式1中的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的x-y圖(俯視圖)。

在實施方式1中的電池1100中,第1接合層110配置在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的整個范圍。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過在更大范圍形成的第1接合層110,能夠使第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的機(jī)械接合和電連接更穩(wěn)定化。另外,通過在更大范圍形成的第1接合層110,能夠更牢固地維持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

再者,在圖2所示的例子中,第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍包含第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍。因此,第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍與第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍相同。所以,在圖2所示的例子中,第1接合層110配置在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍的整個范圍。

圖3是表示實施方式1中的電池1200的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

實施方式1中的電池1200,除了上述的實施方式1中的電池1000的結(jié)構(gòu)以外,還具備下述結(jié)構(gòu)。

即,實施方式1中的電池1200具備第2接合層120和第3發(fā)電元件230。

第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230相互層疊。

第2接合層120將第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230接合。

第3發(fā)電元件230具備第3正極集電體231、第3負(fù)極集電體232、第3正極活性物質(zhì)層233、第3負(fù)極活性物質(zhì)層234和第3固體電解質(zhì)層235。

第3正極活性物質(zhì)層233與第3負(fù)極活性物質(zhì)層234隔著第3固體電解質(zhì)層235相互層疊。

第3正極活性物質(zhì)層233與第3正極集電體231接觸。第3正極活性物質(zhì)層233配置在比第3正極集電體231窄的范圍。

第3負(fù)極活性物質(zhì)層234與第3負(fù)極集電體232接觸。第3正極活性物質(zhì)層233配置在比第3負(fù)極集電體232窄的范圍。

第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231隔著第2接合層120相對。

第2接合層120在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間,配置在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)。

第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的范圍內(nèi)相互不接觸。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠?qū)崿F(xiàn)第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的牢固的接合和穩(wěn)定的電連接,并且降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。即,在第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部,第2接合層120的厚度不會變得過剩。因此,能夠避免由第2接合層120導(dǎo)致的第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部的變形。由此,能夠防止第1負(fù)極集電體212與第1正極集電體211的接近和接觸以及第3正極集電體231與第3負(fù)極集電體232的接近和接觸。因此,例如即使是在正極層與負(fù)極層之間不具備隔板的全固體電池,也能夠進(jìn)一步降低正極集電體與負(fù)極集電體直接接觸而使正極層與負(fù)極層短路的風(fēng)險。另外,能夠防止由第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部的變形引起的第1負(fù)極活性物質(zhì)層214、第3正極活性物質(zhì)層233和固體電解質(zhì)層的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

另外,通過第2接合層120,第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸,因此能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)低電阻化且穩(wěn)定化。所以,通過導(dǎo)通狀態(tài)的低電阻化,例如即使是以大電流將第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230充放電的情況,也能夠減少電壓損失或發(fā)熱等的發(fā)生。并且,通過導(dǎo)通狀態(tài)的穩(wěn)定化,例如即使是長期使用的情況,也能夠減少第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231的腐蝕的發(fā)生。

再者,作為第2接合層120的材料,可使用能夠用于第1接合層110的材料。

另外,第2接合層120可以是與第1接合層110相同的材料、形狀和形成范圍。

或者,第2接合層120可以是與第1接合層110不同的材料、形狀和形成范圍。

另外,在實施方式1中,第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230中的各構(gòu)成要素(即正極集電體、負(fù)極集電體、正極活性物質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層和固體電解質(zhì)層)既可以分別為相同的材料和形成范圍,也可以為不同的材料和形成范圍。

另外,如圖3所示,第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍可以小于第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍。此時,第2接合層120配置在第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍內(nèi)。

或者,第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍可以大于第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍。此時,第2接合層120配置在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍內(nèi)。

或者,第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍與第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍可以相同。此時,第2接合層120配置在第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍(=第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍)內(nèi)。

再者,在實施方式1中,如圖3所示,第2接合層120可以配置在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個范圍的50%以上的范圍。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過在更大范圍形成的第2接合層120,能夠使第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的機(jī)械接合和電連接更穩(wěn)定化。另外,通過在更大范圍形成的第2接合層120,能夠更牢固地維持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

圖4是表示實施方式1中的電池1300的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

在實施方式1中的電池1300中,第2接合層120配置在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的整個范圍。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過在更大范圍形成的第2接合層120,能夠使第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的機(jī)械接合和電連接進(jìn)一步穩(wěn)定化。另外,通過在更大范圍形成的第2接合層120,能夠更牢固地維持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

再者,在圖4所示的例子中,第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍包含第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍。因此,第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的范圍與第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍相同。所以,在圖4所示的例子中,第2接合層120形成在第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍的整個范圍。

圖20是表示實施方式1中的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的圖。

圖20(a)是表示實施方式1中的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的x-z圖(剖視圖)。

圖20(b)是表示實施方式1中的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的x-y圖(俯視立體圖)。

實施方式1中的電池1400,除了上述的實施方式1中的電池1000的結(jié)構(gòu)以外,還具備下述結(jié)構(gòu)。

即,實施方式1中的電池1400具備第1間隔保持體710。

第1間隔保持體710是保持第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的間隔的部件。

第1間隔保持體710在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間,配置在沒有配置第1接合層110的位置。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過第1間隔保持體710,能夠保持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的間隔。因此,能夠抑制第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222在沒有配置第1接合層110的位置變形(例如相互接近或相互分離)。例如,即使是第1接合層110的厚度大的情況,也能夠通過第1間隔保持體710抑制第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222的變形。由此,能夠減少由第1正極集電體211或第2負(fù)極集電體222變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式1中的電池1400中,如圖20所示,第1間隔保持體710可以包圍第1接合層110的周圍而配置。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過包圍第1接合層110的周圍的第1間隔保持體710,能夠更牢固地保持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的間隔。由此,能夠進(jìn)一步減少由第1正極集電體211或第2負(fù)極集電體222變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式1中的電池1400中,如圖20所示,第1間隔保持體710可以不與第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222接觸。例如,第1間隔保持體710的一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第1正極集電體211密合(例如接合)。此時,第1間隔保持體710的另一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第2負(fù)極集電體222密合(例如接合)。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過第1間隔保持體710抑制第1接合層110的擴(kuò)大。由此,能夠在第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部進(jìn)一步抑制第1接合層110的厚度變得過剩。因此,能夠進(jìn)一步避免由第1接合層110導(dǎo)致的第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形。

再者,第1間隔保持體710的材料可以是一般公知的作為密封材料而使用的材料。第1間隔保持體710的材料例如可以是不具有導(dǎo)電性的材料(絕緣性的材料)?;蛘?,第1間隔保持體710也可以是第1正極集電體211的一部分(凸部)和第2負(fù)極集電體222的一部分(凸部)之中的至少一者。

圖21是表示實施方式1中的電池1500的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

實施方式1中的電池1500,除了上述的實施方式1中的電池1400的結(jié)構(gòu)以外,還具備下述結(jié)構(gòu)。

即,實施方式1中的電池1500具備第2接合層120、第3發(fā)電元件230和第2間隔保持體720。

第2間隔保持體720是保持第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的間隔的部件。

第2間隔保持體720在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間,配置在沒有配置第2接合層120的位置。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過第2間隔保持體720,能夠保持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的間隔。因此,能夠抑制第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231在沒有配置第2接合層120的位置變形(例如相互接近或相互分離)。例如,即使是第2接合層120的厚度大的情況,也能夠通過第2間隔保持體720抑制第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231的變形。由此,能夠減少由第1負(fù)極集電體212或第3正極集電體231變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式1中的電池1500中,如圖21所示,第2間隔保持體720可以包圍第2接合層120的周圍而配置。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,通過包圍第2接合層120的周圍的第2間隔保持體720,能夠更牢固地保持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的間隔。由此,能夠進(jìn)一步減少由第1負(fù)極集電體212或第3正極集電體231變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式1中的電池1500中,如圖21所示,第2間隔保持體720可以與第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231接觸。例如,第2間隔保持體720的一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第1負(fù)極集電體212密合(例如接合)。此時,第2間隔保持體720的另一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第3正極集電體231密合(例如接合)。

根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過第2間隔保持體720抑制第2接合層120的擴(kuò)大。由此,能夠在第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部進(jìn)一步抑制第2接合層120的厚度變得過剩。因此,能夠避免由第2接合層120導(dǎo)致的第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部的變形。

再者,第2間隔保持體720的材料可使用能夠作為上述的第1間隔保持體710的材料而使用的材料。第2間隔保持體720的材料和第1間隔保持體710的材料既可以相同也可以不同。

再者,在實施方式1中可以具備四個以上的發(fā)電元件。此時,可以在四個以上的發(fā)電元件之間分別具備接合層。

再者,在實施方式1中,發(fā)電元件可以具備多個正極活性物質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層和固體電解質(zhì)層。此時,發(fā)電元件可以是多個正極活性物質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層與固體電解質(zhì)層隔著雙極集電體層疊而成的雙極層疊結(jié)構(gòu)。

另外,實施方式1中的電池的制造方法作為后述的實施方式2進(jìn)行說明。

(實施方式2)

以下,對實施方式2進(jìn)行說明。適當(dāng)省略與上述的實施方式1重復(fù)的說明。

圖5是表示實施方式2中的電池制造裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

實施方式2中的電池制造裝置2000具備層疊部300和接合層形成部400。

層疊部300將第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220層疊。

接合層形成部400形成將第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220接合的第1接合層110。

接合層形成部400在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間,在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)形成第1接合層110。

層疊部300在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222隔著第1接合層110相對、且第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,將第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220層疊。

圖6是表示實施方式2中的電池制造方法的流程圖。

實施方式2中的電池制造方法使用了實施方式2中的電池制造裝置2000。例如,實施方式2中的電池制造方法是在實施方式2中的電池制造裝置2000中執(zhí)行的電池制造方法。

實施方式2中的電池制造方法包括第1接合層形成工序s1101(=工序(a))以及第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102(=工序(b))。

第1接合層形成工序s1101是通過接合層形成部400形成將第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220接合的第1接合層110的工序。

第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102是通過層疊部300將第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220層疊的工序。

在第1接合層形成工序s1101中,通過接合層形成部400,在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間,在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)形成第1接合層110。

在第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102中,通過層疊部300,在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222隔著第1接合層110相對、且第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,使第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220層疊。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠制造實施方式1中的電池。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在電池的制造時,實現(xiàn)第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的牢固的接合和穩(wěn)定的電連接,并且降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。即,在電池的制造時(例如壓制工序等),在第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部,第1接合層110的厚度不會變得過剩。因此,能夠避免由第1接合層110導(dǎo)致的第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形。由此,能夠防止第1正極集電體211與第1負(fù)極集電體212的接近和接觸以及第2正極集電體221與第2負(fù)極集電體222的接近和接觸。因此,例如即使是制造在正極層與負(fù)極層之間不具備隔板的全固體電池的情況,也能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體直接接觸而使正極層與負(fù)極層短路的風(fēng)險。另外,能夠防止由第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形引起的第1正極活性物質(zhì)層213、第2負(fù)極活性物質(zhì)層224和固體電解質(zhì)層的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

另外,通過第1接合層110,第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸,因此能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)低電阻化且穩(wěn)定化。因此,通過導(dǎo)通狀態(tài)的低電阻化,例如即使是以大電流將第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220充放電的情況,也能夠減少電壓損失或發(fā)熱等的發(fā)生。并且,通過導(dǎo)通狀態(tài)的穩(wěn)定化,例如即使是長期使用的情況,也能夠減少第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222的腐蝕的發(fā)生。

另外,在實施方式2中的電池制造裝置2000中,接合層形成部400可以在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個范圍的50%以上的范圍形成第1接合層110。

換言之,在實施方式2中的電池制造方法中,在第1接合層形成工序s1101中,可以通過接合層形成部400,在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個范圍的50%以上的范圍形成第1接合層110。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在更大的范圍形成第1接合層110。由此,能夠使第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的機(jī)械接合和電連接進(jìn)一步穩(wěn)定化。另外,通過在更大的范圍形成的第1接合層110,能夠更牢固地維持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

另外,在實施方式2中的電池制造裝置2000中,接合層形成部400可以在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的整個范圍形成第1接合層110。

換言之,在實施方式2中的電池制造方法中,在第1接合層形成工序s1101中,可以通過接合層形成部400,在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的整個范圍形成第1接合層110。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在更大的范圍形成第1接合層110。由此,能夠使第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的機(jī)械接合和電連接進(jìn)一步穩(wěn)定化。另外,通過在更大的范圍形成的第1接合層110,能夠更牢固地維持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

圖7是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

實施方式2中的電池制造裝置2000,如圖5所示可以還具備壓制部500。

在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間形成第1接合層110之后,壓制部500將第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220壓制。

換言之,實施方式2中的電池制造方法可以還包括壓制工序s1103(=工序(c))。

壓制工序s1103是在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間形成第1接合層110之后,通過壓制部500將第1發(fā)電元件210和第2發(fā)電元件220壓制的工序。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠?qū)⒌?接合層110與第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220一起加壓壓迫。由此,例如能夠?qū)⒌?接合層110大范圍薄薄且均勻地擴(kuò)散。因此,能夠進(jìn)一步提高第1接合層110的接合力和導(dǎo)電性。所以,能夠?qū)⒌?發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220更牢固地接合,并且抑制第1接合層110成為高電阻層。

圖8是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

在實施方式2中的電池制造裝置2000中,層疊部300可以將第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230層疊。

接合層形成部400可以形成將第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230接合的第2接合層120。

接合層形成部400可以在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間,在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)形成第2接合層120。

層疊部300可以在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231隔著第2接合層120相對、且第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,將第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230層疊。

換言之,實施方式2中的電池制造方法可以還包括第2接合層形成工序s1201(=工序(d))、第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202(=工序(e))。

第2接合層形成工序s1201是通過接合層形成部400形成將第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230接合的第2接合層120的工序。

第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202是通過層疊部300將第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230層疊的工序。

在第2接合層形成工序s1201中,可以通過接合層形成部400,在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間,在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個范圍內(nèi)形成第2接合層120。

在第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202中,可以通過層疊部300,在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231隔著第2接合層120相對、且第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,使第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230層疊。

通過以上的制造裝置或制造方法,在電池的制造時,能夠?qū)崿F(xiàn)第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的牢固的接合和穩(wěn)定的電連接,并且降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。即,在電池的制造時(例如壓制工序等),在第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部,第2接合層120的厚度不會變得過剩。因此,能夠避免由第2接合層120導(dǎo)致的第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部的變形。由此,能夠防止第1負(fù)極集電體212與第1正極集電體211的接近和接觸、以及第3正極集電體231與第3負(fù)極集電體232的接近和接觸。因此,例如即使是制造在正極層與負(fù)極層之間不具備隔板的全固體電池的情況,也能夠進(jìn)一步降低正極集電體與負(fù)極集電體直接接觸而使正極層與負(fù)極層短路的風(fēng)險。另外,能夠防止由第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部的變形引起的第1負(fù)極活性物質(zhì)層214、第3正極活性物質(zhì)層233和固體電解質(zhì)層的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

另外,通過第2接合層120,第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸,因此能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)低電阻化且穩(wěn)定化。所以,通過導(dǎo)通狀態(tài)的低電阻化,例如即使是以大電流將第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230充放電的情況,也能夠減少電壓損失或發(fā)熱等的發(fā)生。并且,通過導(dǎo)通狀態(tài)的穩(wěn)定化,例如即使是長期使用的情況,也能夠減少第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231的腐蝕的發(fā)生。

另外,在實施方式2中的電池制造裝置2000中,接合層形成部400可以在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個范圍的50%以上的范圍形成第2接合層120。

換言之,在實施方式2中的電池制造方法中,在第2接合層形成工序s1201中,可以通過接合層形成部400,在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個范圍的50%以上的范圍形成第2接合層120。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在更大的范圍形成第2接合層120。由此,能夠使第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的機(jī)械接合和電連接進(jìn)一步穩(wěn)定化。另外,通過在更大的范圍形成的第2接合層120,能夠更牢固地維持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

另外,在實施方式2中的電池制造裝置2000中,接合層形成部400可以在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的整個范圍形成第2接合層120。

換言之,在實施方式2中的電池制造方法中,在第2接合層形成工序s1201中,可以通過接合層形成部400,在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的整個范圍形成第2接合層120。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在更大的范圍形成第2接合層120。由此,能夠使第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的機(jī)械接合和電連接進(jìn)一步穩(wěn)定化。另外,通過在更大的范圍形成的第2接合層120,能夠更牢固地維持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

圖9是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

在實施方式2中的電池制造裝置2000中,壓制部500可以壓制第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230。

壓制部500,可以在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間形成第1接合層110之后、且在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間形成第2接合層120之后,壓制第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230。

換言之,實施方式2中的電池制造方法可以還包括壓制工序s1203(=工序(f))。

壓制工序s1203是在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間形成第1接合層110之后、且在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間形成第2接合層120之后,通過壓制部500壓制第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230的工序。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在更大的范圍形成第2接合層120。由此,能夠使第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的機(jī)械接合和電連接進(jìn)一步穩(wěn)定化。另外,通過在更大的范圍形成的第2接合層120,能夠更牢固地維持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231相互不接觸的狀態(tài)。因此,能夠使第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的導(dǎo)通狀態(tài)進(jìn)一步低電阻化且穩(wěn)定化。

再者,在實施方式2中,作為第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230,可以使用預(yù)先準(zhǔn)備的元件(制作好的元件)。

此時,層疊部300可以具備使作為層疊對象的發(fā)電元件移動的移動機(jī)構(gòu)(例如輥)等。

此時,層疊部300例如可以使預(yù)先準(zhǔn)備的第1發(fā)電元件210移動,在預(yù)先準(zhǔn)備的第2發(fā)電元件220之上層疊第1發(fā)電元件210。并且,層疊部300例如可以使預(yù)先準(zhǔn)備的第3發(fā)電元件230移動,在第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220的層疊體之上層疊第3發(fā)電元件230。

或者,第1發(fā)電元件210、第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230可以通過實施方式2中的制造裝置和制造方法制作。

此時,層疊部300可以具備用于在集電體上形成正極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的發(fā)電元件制作部。發(fā)電元件制作部可以具備將作為涂布劑的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)涂布的涂布機(jī)構(gòu)。發(fā)電元件制作部例如可以具備吐出涂布劑的吐出機(jī)構(gòu)(例如吐出口)、向吐出機(jī)構(gòu)供給涂布劑的供給機(jī)構(gòu)(例如罐和供給管)、使作為涂布對象的集電體等移動的移動機(jī)構(gòu)(例如輥)等。

此時,層疊部300例如可以在預(yù)先準(zhǔn)備的第2發(fā)電元件220之上,通過發(fā)電元件制作部形成第1發(fā)電元件210。并且,層疊部300例如可以在第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220的層疊體之上,通過發(fā)電元件制作部形成第3發(fā)電元件230。

另外,在實施方式2中,接合層形成部400可以具備將作為涂布劑的接合劑涂布的涂布機(jī)構(gòu)。接合層形成部400例如可以具備吐出涂布劑的吐出機(jī)構(gòu)(例如吐出口)、向吐出機(jī)構(gòu)供給涂布劑的供給機(jī)構(gòu)(例如罐和供給管)、使作為涂布對象的發(fā)電元件移動的移動機(jī)構(gòu)(例如輥)等。

另外,在實施方式2中,接合層的形成方法(接合劑的賦予方法)可以根據(jù)接合劑的材質(zhì)適當(dāng)采用絲網(wǎng)印刷、模涂、噴墨、分配(dispenser)等一般公知的方法。

另外,在實施方式2中,接合劑的賦予時的形狀可以是平面狀、線狀、點狀的任一者。采用任一形狀賦予接合劑,例如通過加壓壓迫等,接合劑呈層狀擴(kuò)散,成為接合層。

另外,在實施方式2中,壓制部500可以具備對發(fā)電元件加壓壓迫的壓制機(jī)構(gòu)(例如壓制板和汽缸)、使作為壓制對象的發(fā)電元件移動的移動機(jī)構(gòu)(例如輥)等。

關(guān)于以上的層疊部300、接合層形成部400和壓制部500中可包含的各機(jī)構(gòu),可適當(dāng)采用一般公知的裝置和部件。

另外,實施方式2中的電池制造裝置2000,如圖5所示,可以還具備控制部600。

控制部600控制層疊部300、接合層形成部400和壓制部500的工作。

控制部600例如可以由處理器和存儲器構(gòu)成。該處理器例如可以是cpu(中央處理器;centralprocessingunit)或mpu(微處理器;micro-processingunit)等。此時,該處理器可以通過讀取并執(zhí)行存儲器所存儲的程序,執(zhí)行本公開中示出的控制方法(電池制造方法)。

圖22是表示實施方式2中的電池制造裝置2100的概略結(jié)構(gòu)的圖。

實施方式2中的電池制造裝置2100,除了上述的實施方式2中的電池制造裝置2000的結(jié)構(gòu)以外,還具備下述結(jié)構(gòu)。

即,實施方式2中的電池制造裝置2100具備間隔保持體形成部800。

間隔保持體形成部800用于形成第1間隔保持體710。間隔保持體形成部800在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間,在沒有配置第1接合層110的位置形成第1間隔保持體710。

圖23是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖23所示的電池制造方法,除了圖7所示的電池制造方法以外,還包括第1間隔保持體形成工序s1104(=工序(g))。

第1間隔保持體形成工序s1104是通過間隔保持體形成部800形成保持第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的間隔的第1間隔保持體710的工序。

在第1間隔保持體形成工序s1104中,通過間隔保持體形成部800,在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間,在沒有配置第1接合層110的位置形成第1間隔保持體710。

通過以上的制造方法,例如可制作上述的圖20所示的電池1400。

通過以上的制造裝置或制造方法,在電池的制造時,能夠通過第1間隔保持體710,保持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的間隔。因此,能夠抑制第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222在沒有配置第1接合層110的位置變形(例如相互接近或相互分離)。例如,即使是第1接合層110的厚度大的情況,也能夠通過第1間隔保持體710抑制第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222的變形。由此,能夠減少由第1正極集電體211或第2負(fù)極集電體222變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式2中的電池制造裝置2100中,間隔保持體形成部800可以包圍第1接合層110的周圍而形成第1間隔保持體710。

換言之,在實施方式2中的電池制造方法中,在第1間隔保持體形成工序s1104中,可以通過間隔保持體形成部800,包圍第1接合層110的周圍而形成第1間隔保持體710。

通過以上的制造裝置或制造方法,在電池的制造時,能夠通過包圍第1接合層110的周圍的第1間隔保持體710,更牢固地保持第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的間隔。由此,能夠進(jìn)一步減少由第1正極集電體211或第2負(fù)極集電體222變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式2中的電池制造方法中,第1間隔保持體形成工序s1104可以是在第1接合層形成工序s1101、第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102以及壓制工序s1103的任一工序之后執(zhí)行的工序?;蛘?,第1間隔保持體形成工序s1104也可以是在第1接合層形成工序s1101、第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102以及壓制工序s1103之中的任意兩個工序之間執(zhí)行的工序。

圖24是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

如圖24所示,在實施方式2中的電池制造方法中,第1間隔保持體形成工序s1104可以在第1接合層形成工序s1101之后執(zhí)行。此時,第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102可以在第1間隔保持體形成工序s1104之后執(zhí)行。

此時,在第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102中,第1間隔保持體710可以與第1正極集電體211和第2負(fù)極集電體222接觸。例如,第1間隔保持體710的一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第1正極集電體211密合(例如接合)。此時,第1間隔保持體710的另一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第2負(fù)極集電體222密合(例如接合)。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠通過第1間隔保持體710抑制電池的制造時的第1接合層110的擴(kuò)散。由此,能夠在第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部進(jìn)一步抑制第1接合層110的厚度變得過剩。因此,能夠進(jìn)一步避免由第1接合層110導(dǎo)致的第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部的變形。

再者,間隔保持體形成部800可以形成第2間隔保持體720。間隔保持體形成部800可以在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間、在沒有配置第2接合層120的位置形成第2間隔保持體720。

圖25是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

圖25所示的電池制造方法,除了圖9所示的電池制造方法以外,還包括第1間隔保持體形成工序s1104(=工序(g))和第2間隔保持體形成工序s1204(=工序(h))。

第2間隔保持體形成工序s1204是通過間隔保持體形成部800形成保持第1發(fā)電元件210與第3發(fā)電元件230之間的間隔的第2間隔保持體720的工序。

在第2間隔保持體形成工序s1204中,通過間隔保持體形成部800,在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間,在沒有配置第2接合層120的位置形成第2間隔保持體720。

通過以上的制造方法,例如可制作上述的圖21所示的電池1500。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在電池的制造時,保持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的間隔。因此,能夠抑制第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231在沒有配置第2接合層120的位置變形(例如相互接近或相互分離)。例如,即使是第2接合層120的厚度大的情況,也能夠通過第2間隔保持體720抑制第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231的變形。由此,能夠減少由第1負(fù)極集電體212或第3正極集電體231變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式2中的電池制造裝置2100中,間隔保持體形成部800可以包圍第2接合層120的周圍而形成第2間隔保持體720。

換言之,在實施方式2中的電池制造方法中,在第2間隔保持體形成工序s1204中,可以通過間隔保持體形成部800,包圍第2接合層120的周圍而形成第2間隔保持體720。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠在電池的制造時,通過包圍第2接合層120的周圍的第2間隔保持體720,更牢固地保持第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的間隔。由此,能夠進(jìn)一步減少由第1負(fù)極集電體212或第3正極集電體231變形引起的活性物質(zhì)或固體電解質(zhì)的脫落等的發(fā)生。

再者,在實施方式2中的電池制造方法中,第2間隔保持體形成工序s1204可以是在第1接合層形成工序s1101、第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102、第2接合層形成工序s1201、第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202、壓制工序s1203、以及第1間隔保持體形成工序s1104的任一工序之后執(zhí)行的工序?;蛘撸?間隔保持體形成工序s1204也可以是在第1接合層形成工序s1101、第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102、第2接合層形成工序s1201、第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202、壓制工序s1203、以及第1間隔保持體形成工序s1104之中的任意兩個工序之間執(zhí)行的工序。

圖26是表示實施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

如圖26所示,在實施方式2中的電池制造方法中,第2間隔保持體形成工序s1204可以在第2接合層形成工序s1201之后執(zhí)行。此時,第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202可以在第2間隔保持體形成工序s1204之后執(zhí)行。

此時,在第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202中,第1間隔保持體710可以與第1負(fù)極集電體212和第3正極集電體231接觸。例如,第2間隔保持體720的一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第1負(fù)極集電體212密合(例如接合)。此時,第2間隔保持體720的另一側(cè)的主面(例如主面的一部分或整個面)可以與第3正極集電體231密合(例如接合)。

通過以上的制造裝置或制造方法,能夠通過第2間隔保持體720抑制電池的制造時的第2接合層120的擴(kuò)散。由此,能夠在第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部進(jìn)一步抑制第2接合層120的厚度變得過剩。因此,能夠進(jìn)一步避免由第2接合層120導(dǎo)致的第1負(fù)極集電體212的端部和第3正極集電體231的端部的變形。

再者,在實施方式2中的電池制造裝置2100中,控制部600控制層疊部300、接合層形成部400、壓制部500和間隔保持體形成部800的工作。

再者,在實施方式2中,間隔保持體形成部800可以具備將作為涂布劑的間隔保持體材料涂布的涂布機(jī)構(gòu)。間隔保持體形成部800例如可以具備吐出涂布劑的吐出機(jī)構(gòu)(例如吐出口)、向吐出機(jī)構(gòu)供給涂布劑的供給機(jī)構(gòu)(例如罐和供給管)、使作為涂布對象的發(fā)電元件移動的移動機(jī)構(gòu)(例如輥)等。

以下,對實施方式2中的電池制造方法的具體的一例進(jìn)行說明。

圖10是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

如圖10所示,在第1正極集電體211上形成第1正極活性物質(zhì)層213。即,將第1正極活性物質(zhì)層213中含有的材料與溶劑一起混煉,將所得到的糊狀的涂料涂布在第1正極集電體211上并進(jìn)行干燥,制作第1正極活性物質(zhì)層213。為了提高第1正極活性物質(zhì)層213的密度,可以在干燥后進(jìn)行壓制。這樣制作的第1正極活性物質(zhì)層213的厚度例如為5~300μm。

圖11是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

如圖11所示,在第1負(fù)極集電體212上形成第1負(fù)極活性物質(zhì)層214。即,將第1負(fù)極活性物質(zhì)層214中含有的材料與溶劑一起混煉,將所得到的糊狀的涂料涂布在第1負(fù)極集電體212上并進(jìn)行干燥,制作第1負(fù)極活性物質(zhì)層214。為了提高第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的密度,可以對負(fù)極板進(jìn)行壓制。這樣制作的第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的厚度例如為5~300μm。

圖12是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

如圖12所示,在第1正極活性物質(zhì)層213上形成第1固體電解質(zhì)層215。即,將第1固體電解質(zhì)層215中含有的材料與溶劑一起混煉,將所得到的糊狀的涂料涂布在第1正極活性物質(zhì)層213上并進(jìn)行干燥,制作第1固體電解質(zhì)層215。

圖13是表示第1發(fā)電元件210的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

如圖13所示,將在第1正極活性物質(zhì)層213上形成有第1固體電解質(zhì)層215的圖12所示的正極板、與圖11所示的負(fù)極板,以第1正極活性物質(zhì)層213與第1負(fù)極活性物質(zhì)層214隔著第1固體電解質(zhì)層215相對的方式重疊,形成第1發(fā)電元件210。

或者,第1發(fā)電元件210可以是以下的結(jié)構(gòu)。

圖14是表示制造過程中的第1發(fā)電元件210的構(gòu)成部件的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

如圖14所示,在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214上形成第1固體電解質(zhì)層215。

圖15是表示第1發(fā)電元件210的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

如圖15所示,將圖10所示的正極板、與在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214上形成有第1固體電解質(zhì)層215的圖14所示的負(fù)極板,以第1正極活性物質(zhì)層213與第1負(fù)極活性物質(zhì)層214隔著第1固體電解質(zhì)層215相對的方式重疊,形成第1發(fā)電元件210。

對以上的圖13或圖15所示的第1發(fā)電元件210進(jìn)行加壓壓迫。通過加壓壓迫,能夠成為各層致密且相互良好的接合狀態(tài)。在此,在接合時可以不使第1正極活性物質(zhì)層213的形成面內(nèi)位置從相對的第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成面內(nèi)位置內(nèi)伸出。

再者,對于以上的制造工序中的第1發(fā)電元件210的各層的形成順序不特別限定。另外,關(guān)于第1發(fā)電元件210的各層的形成,例如可采用依次層疊、貼合、轉(zhuǎn)印、以及這些的組合方法。

通過與以上的第1發(fā)電元件210的制作方法同樣的方法,制作第2發(fā)電元件220和第3發(fā)電元件230。

圖16是表示制造過程中的各發(fā)電元件和各接合層的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

首先,實施第1接合層形成工序s1101。即,通過接合層形成部400,在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222之間的第2負(fù)極集電體222上,在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個(即第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍)范圍內(nèi)形成(涂布)第1接合層110。

接著,實施第1和第2發(fā)電元件層疊工序s1102。即,通過層疊部300,在第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222隔著第1接合層110相對、且第1正極集電體211與第2負(fù)極集電體222在第1正極活性物質(zhì)層213與第2負(fù)極活性物質(zhì)層224相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,在第2發(fā)電元件220上(即第1接合層110上)層疊第1發(fā)電元件210。

然后,實施第2接合層形成工序s1201。即,通過接合層形成部400,在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231之間的第1負(fù)極集電體212上,在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214的形成范圍和第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍之中較小的那個(即第3正極活性物質(zhì)層233的形成范圍)范圍內(nèi)形成(涂布)第2接合層120。

接著,實施第1和第3發(fā)電元件層疊工序s1202。即,通過層疊部300,在第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231隔著第2接合層120相對、且第1負(fù)極集電體212與第3正極集電體231在第1負(fù)極活性物質(zhì)層214與第3正極活性物質(zhì)層233相對的范圍內(nèi)相互不接觸的狀態(tài)下,在第1發(fā)電元件210上(即第2接合層120上)層疊第3發(fā)電元件230。

然后,實施壓制工序s1203。即,通過壓制部500,對由第2發(fā)電元件220、第1接合層110、第1發(fā)電元件210、第2接合層120和第3發(fā)電元件230構(gòu)成的層疊體進(jìn)行壓制。再者,壓制方向(加壓方向)為圖16中的箭頭所示的方向。

通過以上的制造方法,例如可制作上述的圖3所示的電池1200。

再者,第1接合層110和第2接合層120可以形成(涂布)在更大的范圍。由此,例如可制作上述的圖4所示的電池1300。

如上所述,向單電池元件的正極集電體與另一單電池元件的負(fù)極集電體之間賦予導(dǎo)電性接合劑,進(jìn)行加壓壓迫。在此,在圖16所示的例子中,在構(gòu)成各發(fā)電元件的正極集電體、正極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層和負(fù)極集電體之中,正極活性物質(zhì)層的形成范圍最小。即,正極活性物質(zhì)層的形成范圍包含在其它所有結(jié)構(gòu)層的形成范圍之中。此時,導(dǎo)電性接合劑的賦予范圍成為在加壓壓迫后接合層不從正極活性物質(zhì)層的形成范圍伸出的程度且盡可能大的范圍。即,如圖16所示,通過使用以在加壓壓迫時只在正極活性物質(zhì)層體的范圍內(nèi)擴(kuò)散的程度賦予的導(dǎo)電性接合劑進(jìn)行加壓壓迫而接合。該情況下,在接合劑的賦予范圍的整個面,導(dǎo)電性接合劑被最強(qiáng)力地壓迫,成為薄的接合劑層。因此,在接合層中不形成厚度變得過剩的部分。

另外,可以賦予導(dǎo)電性接合劑以使得加壓壓迫后的接合層形成在正極活性物質(zhì)層的形成范圍的至少50%以上(或80%以上)的區(qū)域。由此,在單電池元件的主要部分之中形成區(qū)域最小的正極活性物質(zhì)層的形成區(qū)域中,能夠消除相鄰的單電池元件的正負(fù)極的集電體簡單接觸的部分。

圖17是表示比較例1中的電池910的制造過程中的各發(fā)電元件和接合層的概略結(jié)構(gòu)的剖視圖。

在比較例1的電池910的制造方法中,如圖17所示,在第2負(fù)極集電體222上,在比第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍之中較小的那個(即第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍)范圍靠外側(cè)形成(涂布)接合層191。

即,在比較例1的電池910的制造方法中,接合層191形成(涂布)在比第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍的任一范圍大的范圍(例如第2負(fù)極集電體222的整個面的范圍)。

在圖17所示的接合劑的涂布狀態(tài)下進(jìn)行加壓壓迫。再者,壓制方向(加壓方向)是圖17的箭頭所示的方向。在第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍中,接合劑被最強(qiáng)力地壓迫,成為薄的接合層191。但是,位于第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍外的接合層191的厚度,變得比位于第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍內(nèi)的接合層191的厚度厚。即,在比較例1中,如圖18所示,在比第1正極活性物質(zhì)層213的形成范圍和第2負(fù)極活性物質(zhì)層224的形成范圍靠外側(cè),接合層191的厚度變得過剩。因此,由接合層191導(dǎo)致在第1正極集電體211的端部和第2負(fù)極集電體222的端部發(fā)生變形。

與此相對,通過實施方式2中的制造裝置或制造方法,如上所述,第1接合層110的厚度不會變得過剩。因此,能夠?qū)崿F(xiàn)第1發(fā)電元件210與第2發(fā)電元件220之間的牢固的接合和電連接,并且降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。另外,能夠防止第1正極活性物質(zhì)層213、第2負(fù)極活性物質(zhì)層224和固體電解質(zhì)層的劣化(例如裂紋的產(chǎn)生等)。

在全固體電池中取代電解液而使用固體電解質(zhì)。因此,有利于構(gòu)成將多個電池串聯(lián)的結(jié)構(gòu)。例如,能夠構(gòu)成將雙極結(jié)構(gòu)串聯(lián)的雙極全固體電池,所述雙極結(jié)構(gòu)是將在表面和背面形成有正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層的電集體隔著固體電解質(zhì)層反復(fù)層疊而成的。另外,雙極全固體電池也可以通過準(zhǔn)備多個將正極集電體、正極活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、負(fù)極活性物質(zhì)層、負(fù)極集電體層疊而成的單電池,將正極集電體與負(fù)極集電體電接合而形成。在構(gòu)成這樣的接合型的雙極全固體電池時,接合構(gòu)造特別重要。因此,通過以上的實施方式1或?qū)嵤┓绞?的接合構(gòu)造,例如能夠?qū)崿F(xiàn)適合大電流使用并且可靠性優(yōu)異的雙極全固體電池。

產(chǎn)業(yè)可利用性

本公開可很好地用作需求操作便利性、可靠性、大電流特性等的各種電子設(shè)備、電器設(shè)備、電動車等的電池。

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