[發(fā)明專利]鋰離子二次電池以及其制造方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780051369.3
• 申請(qǐng)日: 2007-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN101663788A
• 公開（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巖谷昭一;増村均;坂井德幸;藤田隆幸;笹川浩;佐藤洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 那米克斯公司
• 主分類號(hào): H01M10/40
• 分類號(hào): H01M10/40;H01M4/58;H01M4/62;H01M10/38
• 代理公司: 北京海虹嘉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 吳小燦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及包括由正極層、固體電解質(zhì)層、負(fù)極層構(gòu)成的層壓體的多層全固體型的鋰離子二次電池和其制造方法。?

背景技術(shù)

專利文獻(xiàn)1：特開2006-261008號(hào)公報(bào)。專利文獻(xiàn)2：特開2000-285910號(hào)公報(bào)。專利文獻(xiàn)3：特開2007-5279號(hào)公報(bào)。?

近年來，隨著電子技術(shù)異常顯著的發(fā)展，人們力圖制造出更小，更輕，更薄，功能更多的便攜式電子設(shè)備。與此同時(shí)，作為電子設(shè)備的電源的電池，對(duì)提高其小型輕量化、薄型化、可靠性的要求不斷提高。為了滿足這種要求，提出了通過固體電解質(zhì)層將多個(gè)正極層和負(fù)極層層壓的多層型的鋰離子二次電池的方案。多層型的鋰離子二次電池是將厚度為數(shù)十μm的電池單元層壓組裝而成的，所以可以很容易地實(shí)現(xiàn)更小、更輕、更薄的電池。特別是，并聯(lián)型或串并聯(lián)型的層壓電池的優(yōu)點(diǎn)是：即使很小的單元面積也可以實(shí)現(xiàn)很大的放電容量。另外，使用固體電解質(zhì)代替電解液的全固體型鋰離子二次電池，不用擔(dān)心其發(fā)生電解液漏出和枯竭的問題，可靠性高。而且，由于是使用鋰的電池，所以可以獲得高電壓、高能量密度。?

關(guān)于多層全固體型鋰離子二次電池，專利文獻(xiàn)1提出了按順序?qū)⒇?fù)極層、集電體層、負(fù)極層、電解質(zhì)層、正極層、集電體層、正極層層壓的電池。圖16是專利文獻(xiàn)1中記載的現(xiàn)有的鋰離子二次電池的剖面圖。在電池101中，通過電解質(zhì)層102，將夾著集電體層105的正極層103和夾著集電體層106的負(fù)極層104層壓。圖16所示的電池是并聯(lián)型電池，其中，作為電池的輸出端子的正極端子107、負(fù)極端子108被配置在層壓體的側(cè)面，各自與多個(gè)正極層103、多個(gè)負(fù)極層104接觸。專利文獻(xiàn)1中記載的電池的正極層和負(fù)極層的材料包含活性物質(zhì)。并且專利文獻(xiàn)1記載了：作為正極層的材料，包含金屬氧化物或金屬硫化物的活性物質(zhì)為優(yōu)選的材料；作為負(fù)極層的材料，包含金屬鋰或鋰合金?的活性物質(zhì)為優(yōu)選的材料。如圖16所示，并聯(lián)多層型電池從電極端子到電極層(正極層、負(fù)極層)端部的距離長(zhǎng)。另外，用于鋰離子電池的活性物質(zhì)材料中，氧化物類材料與合金類材料相比，隨著鋰離子的移動(dòng)的體積變化小，具有不易發(fā)生電極的微粉化、脫落的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也具有導(dǎo)電率小的缺點(diǎn)。電極層中的電阻變高的話，會(huì)產(chǎn)生電池的內(nèi)部阻抗升高，放電負(fù)荷特性變差，放電容量降低的問題。因此，專利文獻(xiàn)1采用了，通過將導(dǎo)電率大的集電體層與導(dǎo)電率小的電極層摞在一起層壓，來降低電極中的阻抗的結(jié)構(gòu)。但是，制造這種結(jié)構(gòu)的電池時(shí)，為了形成正極和負(fù)極的各電極，需要對(duì)電極層、集電體層、電極層各自進(jìn)行涂敷干燥工藝。另外，還需要電極層和集電體層的配向工藝。因此，特別是層壓數(shù)多的情況下，會(huì)有工藝復(fù)雜，制造成本高的問題。另外，由于涂敷干燥工藝多，所以，由于在電極層、集電體層的形成工藝中所使用的溶劑的緣故，會(huì)出現(xiàn)作為底漆的電解質(zhì)層片的強(qiáng)度降低，發(fā)生損傷(片侵蝕)，電池制造時(shí)成品率降低的問題。?

專利文獻(xiàn)2中記載了在層壓鋰電池中，嘗試減少電極層本身的電阻。專利文獻(xiàn)2中記載了使用電極層的鋰電池，該電極層是由其中分散了具有導(dǎo)電性的粒子的固體電解質(zhì)和金屬氧化物的燒結(jié)體形成的。另外，作為電極材料的混合比例，作為活性物質(zhì)的金屬氧化物、固體電解質(zhì)、具有導(dǎo)電性的粒子的重量比為8∶1∶1。通過混合固體電解質(zhì)，可以確?；钚晕镔|(zhì)和固體電解質(zhì)的接觸面積寬，降低電極內(nèi)的阻抗。但是，由于電極層中含有固體電解質(zhì)，所以，不能將充分量的活性物質(zhì)混合到電極層中，這樣，就產(chǎn)生了能量密度降低的問題。由于相同原因，不能將充分的量的導(dǎo)電性粒子混合到電極中。而且，由于采用在電極中導(dǎo)電性粒子分散在固體電解質(zhì)中的結(jié)構(gòu)，所以，導(dǎo)電性粒子之間的接觸為點(diǎn)接觸或無接觸，在降低電極的阻抗方面不能取得很大效果。實(shí)際上，專利文獻(xiàn)2的實(shí)施例中記載了具有除電極層不之外的，用于降低阻抗的集電體層的電池。從該內(nèi)容可以看出：專利文獻(xiàn)2中所公開的技術(shù)即使可以通過將導(dǎo)電性粒子混合到電極中來多少實(shí)現(xiàn)阻抗的降低，也不能將阻抗充分降低到可以不使用集電體也能制造高性能電池的程度。?

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

本發(fā)明的目的為提供一種將正極層、固體電解質(zhì)層、負(fù)極層層壓的多層全固體型的鋰離子二次電池以及其制造方法。在該二次電池中，可以不使用集電體層就能降低電極的阻抗，并且可以實(shí)現(xiàn)制造工藝簡(jiǎn)化和制造成本的降低。?

解決課題的方法