[發明專利]全固體電池及該全固體電池的制造方法

在審

• 申請號: 201710429637.6
• 申請日: 2017-06-09
• 公開（公告）號: CN107492663A
• 公開（公告）日: 2017-12-19
• 發明（設計）人: 杉浦功一
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所11038
• 代理人: 陳冠欽

技術領域

本發明涉及全固體電池及該全固體電池的制造方法。

背景技術

全固體電池作為高安全性的電池受到關注，原因在于固體電解質的耐熱性優于電解液。

為了全固體電池的安全運輸，正在嘗試用于抑制因沖擊等引起的電池的內部短路而導致的焦耳發熱。

在專利文獻1中，公開了一種非水系二次電池，其具有在正極、負極和非電解質中的至少一者超過預定溫度時電阻上升的正溫度系數(PTC：Positive Temperature Coefficient)功能。具體而言，記載了通過將結晶性的熱塑性聚合物與電極材料或非水電解液中的導電材料混合來發揮PTC功能。

在專利文獻2中，公開了為了通過抑制構成集電體的導電材料向電解液的溶出以使耐久性增加，對集電體進行加熱處理以在表面形成氧化膜。

在專利文獻3中，公開了為了防止活性物質的剝離，對集電體表面進行勃母石處理或鉻酸鹽處理，形成厚度0.5～5μm的氧化膜。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：特開1999-329503號公報

專利文獻2：特開2000-156328號公報

專利文獻3：特開2000-048822號公報

發明內容

發明所要解決的課題

在如專利文獻1所公開的那樣的具有PTC功能的樹脂系電阻體的情況下，存在如下問題：必要的膜厚較厚，電池體積變大，因此能量密度變小。

本發明是鑒于上述實際情況而完成的，本發明的目的在于提供一種全固體電池，其在正常使用時可維持所期望的(功率)輸出而不使能量密度較大下降，并且在因外部沖擊等而發生異常時可抑制電池的溫度過度上升。

用于解決課題的手段

本發明的全固體電池的特征在于，具備正極、負極以及配設于該正極和該負極之間的固體電解質層，

所述正極和/或所述負極具備：在表面具有厚度0.01～0.1μm的氧化鋁層的鋁基材、和在該氧化鋁層上形成的電極活性物質層。

在本發明的全固體電池中，優選賦予15MPa的負載時的電阻為2980mΩ/cm²以上，賦予400MPa的負載時的電阻為150mΩ/cm²以上。

在本發明的全固體電池中，優選所述鋁基材在該鋁基材的整個表面具有所述氧化鋁層。

本發明的全固體電池的制造方法為所述全固體電池的制造方法，其特征在于，具有通過對所述鋁基材進行10～50秒的氧化鋁膜(アルマイト；alumite)處理或勃母石處理，在該鋁基材表面形成所述氧化鋁層的工序。

發明效果

根據本發明，能提供一種在正常使用時可維持所期望的輸出，并且在因外部沖擊等發生異常時可抑制電池的溫度過度上升的全固體電池。

附圖說明

圖1是示出本發明的全固體電池的一例的截面示意圖。

圖2是示出氧化鋁層的表面電阻測定的一例的示意圖。

圖3是示出賦予15MPa的負載時的氧化鋁層的表面電阻測定結果的柱狀圖。

圖4是示出賦予400MPa的負載時的氧化鋁層的表面電阻測定結果的柱狀圖。

圖5是示出電池輸出維持率計算結果的柱狀圖。

圖6是示出釘刺時的全固體電池的一例的截面示意圖。

圖7是示出發熱溫度測定結果的柱狀圖。

圖8是示出實施例1的發熱溫度觀測結果的圖。

圖9是示出實施例6的發熱溫度觀測結果的圖。

圖10是示出比較例1的發熱溫度觀測結果的圖。

附圖標記說明

10氧化鋁層

11電極活性物質層

12對電極層

13固體電解質層

14鋁基材

15集電體

16電極

17對電極

18釘

100 全固體電池

具體實施方式

確認了在電池的安全性試驗之一的釘刺試驗中，正極集電體因內部短路與負極活性物質層或負極集電體相接觸，由此因短路而發生焦耳發熱。因此，通過使無論哪一方的電極集電體表面的電阻預先上升，可抑制焦耳發熱。

但是，如果使電極集電體的表面電阻增加，則輸出下降。

因此，研究了如專利文獻1所公開的那樣地形成由導電材料和樹脂構成的碳涂覆層，使PTC功能發揮的方法等。