[發(fā)明專利]固體電解質(zhì)電池

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110258992.4
• 申請日: 2011-09-02
• 公開（公告）號: CN102403512A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設計）人: 伊藤玲奈;佐飛裕一;仙田結(jié)
• 申請（專利權(quán)）人: 索尼公司
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責任公司 11240
• 代理人: 張英;吳勝周

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及固體電解質(zhì)電池。更具體地，本發(fā)明涉及一種諸如其中電池組件具有薄膜的薄膜固體鋰二次電池的固體電解質(zhì)電池。

背景技術(shù)

鋰二次電池如鋰離子二次電池，因為其優(yōu)異的能量密度，廣泛地用于便攜式電子設備等。在通常的鋰二次電池中，液體電解質(zhì)和凝膠電解質(zhì)被用作電解質(zhì)。近年來，從安全和可靠性的角度，已經(jīng)積極地進行了其中使用固體電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰二次電池的研究和開發(fā)。

作為全固態(tài)鋰二次電池的一種形式，已經(jīng)提出了這樣的固體電解質(zhì)電池，其中電池組件如正極、負極、固體電解質(zhì)等，通過使用薄膜進行構(gòu)造(薄膜固體鋰二次電池)。(參見J.B.Bateset?al.，“Thin-Film?lithium?andlithium-ion?batteries”，Solid?State?Ionics，135，33-45(2000)(2.Experimentalprocedures，3.Results?and?discussion).)特征在于使用薄膜和伴隨小型化的薄膜固體鋰二次電池能夠整合到芯片的電路板上。另外，薄膜固體鋰二次電池能夠整合到IC(集成電路)卡、RF(射頻)標簽等中。

作為薄膜固體鋰二次電池的一種形式，已經(jīng)提出了一種無鋰薄膜電池(lithium-free?thin-film?battery)。(參見B.J.Neudecker?et?al.，“Lithium-Free?Thin-Film?Battery?with?In?Situ?Plated?Li?Anode”，J.Electrochem.Soc.，147，517-523(2000)(Experimental)(下文稱為非專利文獻2)。)在該非專利文獻2中，已經(jīng)試圖在薄膜電池中布置其上沉淀有Li的負極。在這種薄膜電池中，在初始階段沒有負極活性物質(zhì)。相反，在第一輪充電期間Li沉淀在負極側(cè)集流體(negative?electrode?side?currentcollector)上，并且由此沉淀的Li實質(zhì)上起到負極活性物質(zhì)的作用。

發(fā)明內(nèi)容

關于其中電池組件(cell?component?member)使用較薄的膜進行構(gòu)造的固體電解質(zhì)電池，為了獲得更高增強的能量密度，已經(jīng)提出使周圍構(gòu)件如集流體變薄。然而，集流體變薄會伴隨充電-放電循環(huán)特性的劣化。

因此，存在對于其中能夠抑制循環(huán)特性劣化的固體電解質(zhì)電池的需要。

根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式，提供了一種固體電解質(zhì)電池，其包括：正極側(cè)層(positive?electrode?side?layer)；負極側(cè)層(negative?electrode?sidelayer)；設置在正極側(cè)層和負極側(cè)層之間的固體電解質(zhì)層(solid?electrolytelayer)，其中負極側(cè)層包括負極側(cè)集流體層(negative?electrode?side?currentcollector?layer)；負極側(cè)集流體層包括設置在靠近(close?to)固體電解質(zhì)層的一側(cè)上的第一負極側(cè)集流體層和設置在遠離固體電解質(zhì)層的一側(cè)上的第二負極側(cè)集流體層；該第一負極側(cè)集流體層包括銅、鎳、或含有銅和鎳中的任一種的合金、或不銹鋼；并且第二負極側(cè)集流體層包括鋁、銀、或含有鋁和銀中的任一種的合金。

為了抑制循環(huán)特性的劣化，根據(jù)本發(fā)明實施方式的固體電解質(zhì)電池具有以下構(gòu)造。首先，在該固體電解質(zhì)電池中，負極側(cè)集流體層包括設置在靠近固體電解質(zhì)層的一側(cè)上的第一負極側(cè)集流體層、和設置在遠離固體電解質(zhì)層的一側(cè)上的第二負極側(cè)集流體層。另外，第一負極側(cè)集流體層包含銅、鎳、或含有銅和鎳中的任一種的合金、或不銹鋼。除此之外，第二負極側(cè)集流體層包含鋁、銀、或含有鋁和銀中的任一種的合金。

根據(jù)如上構(gòu)造的這種固體電解質(zhì)電池，能夠抑制循環(huán)特性的劣化。

附圖說明

圖1是示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的固體電解質(zhì)電池的構(gòu)造實例的剖視圖；

圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的固體電解質(zhì)電池的構(gòu)造實例的剖視圖；

圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施方式的固體電解質(zhì)電池的構(gòu)造實例的剖視圖；

圖4是示出了循環(huán)特性的測量結(jié)果的柱狀圖；

圖5是示出了循環(huán)特性的測量結(jié)果的圖表；

圖6是示出了循環(huán)特性的測量結(jié)果的圖表；和

圖7是示出了循環(huán)特性的測量結(jié)果的曲線圖。

具體實施方式

現(xiàn)在，下面將參考附圖描述本發(fā)明的實施方式。將以下列順序進行描述。順便提及，在涉及下面的實施方式的全部附圖中，相同或者相應部件由相同標號表示。