[發(fā)明專利]全固體電池以及全固體電池的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810130964.6
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108695537B
• 公開（公告）日: 2021-05-14
• 發(fā)明（設計）人: 長谷川元;松下祐貴;立石滿;西村英晃;戎崎英世;奧畑佑介;尾瀬徳洋;濱重規(guī)
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/04
• 分類號: H01M10/04;H01M10/052;H01M10/0525;H01M10/0585
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 程晨

全固體電池以及全固體電池的制造方法，在層疊有短路電流分散體和發(fā)電要素的全固體電池中，防止在約束電池的情況下短路電流分散體的粘接材料破裂等。全固體電池，層疊有短路電流分散體和發(fā)電要素，利用約束部件對層疊方向賦予約束壓力，在所述短路電流分散體中，沿著層疊方向層疊有第一集電體層、第二集電體層、以及設置于第一集電體層及第二集電體層之間的絕緣層，并且利用粘接材料粘接，在發(fā)電要素中，沿著層疊方向層疊有正極集電體層、正極材料層、固體電解質層、負極材料層以及負極集電體層，第一集電體層與正極集電體層電連接，第二集電體層與負極集電體層電連接，在短路電流分散體中，粘接材料設置于未被賦予基于約束部件的約束壓力的區(qū)域。

技術領域

本發(fā)明涉及層疊型的全固體電池及其制造方法。

背景技術

在專利文獻1中公開有層疊型聚合物電解質電池，其具備在層疊電極群(多個發(fā)電要素)的外側隔著絕緣體配置兩張金屬板而成的形成短路兼促進散熱的部件。由此，一般認為在電池的針刺試驗時等電極彼此短路的情況下，通過在形成短路兼促進散熱的部件中流過短路電流，能夠降低發(fā)電要素的電壓，并且能夠使在該部件等中發(fā)生的熱順利地向外部散熱。在專利文獻2、3中也公開了用于抑制由于電池的內部短路而發(fā)生熱的各種技術。

另一方面，如專利文獻4所公開的那樣，在全固體電池中，有對正極、負極以及固體電解質層的層疊體賦予約束壓力的情況。由此，維持活性物質粒子和固體電解質的接觸等，提高電池性能。在專利文獻5中也公開了同樣的結構，對全固體電池賦予螺釘緊固壓8N這樣的極高的約束壓力。

現(xiàn)有技術文獻

專利文獻1：日本特開2001-068156號公報

專利文獻2：日本特開2001-068157號公報

專利文獻3：日本特開2015-018710號公報

專利文獻4：國際公開第2015/098551號

專利文獻5：日本特開2016-149238號公報

發(fā)明內容

一般認為在全固體電池中，通過與發(fā)電要素獨立地設置用于使來自發(fā)電要素的電流分散的層疊體(以下稱為“短路電流分散體”)，能夠抑制針刺試驗時的發(fā)電要素內的發(fā)熱。例如，在將發(fā)電要素層疊多個并且并聯(lián)地電連接的全固體電池中，在通過針刺試驗使發(fā)電要素短路時，產生電子從一部分發(fā)電要素流入到其它發(fā)電要素(以下有時將其稱為“環(huán)繞電流(wraparound current)”)、一部分發(fā)電要素的溫度局部地上升而電池材料劣化的課題，但一般認為通過與發(fā)電要素獨立地設置短路電流分散體，在針刺試驗中使短路電流分散體也與一部分發(fā)電要素一起短路，能夠使來自其它發(fā)電要素的環(huán)繞電流，不僅分散到一部分發(fā)電要素，而且還分散到短路電阻小的短路電流分散體，由此能夠防止一部分發(fā)電要素的溫度局部地上升。

在此，短路電流分散體是層疊第一集電體層、絕緣層以及第二集電體層而構成的，根據(jù)在裝配電池時易于處置的觀點等，優(yōu)選利用粘接材料粘接第一集電體層與絕緣層之間以及絕緣層與第二集電體層之間。然而，根據(jù)本發(fā)明人新研究的成果，在使用利用粘接材料粘接的短路電流分散體來構成全固體電池的情況下，產生以下的新的課題。

在對全固體電池賦予約束壓力的情況下，不僅是發(fā)電要素而且對短路電流分散體也賦予約束壓力。在該情況下，由于約束壓力而在短路電流分散體的內部(例如集電體層與絕緣層的界面)產生變形。在此，在利用粘接材料粘接短路電流分散體的集電體層與絕緣層之間的情況下，有由于約束壓力所致的變形而產生粘接材料破裂等的情況，存在短路電流分散體的面內的性能產生偏差的擔憂。

在利用粘接材料粘接短路電流分散體的集電體層和絕緣層之間的情況下，存在在針刺試驗時，集電體層與絕緣層一起以追隨釘?shù)姆绞阶冃蔚膿鷳n，存在無法使第一集電體層和第二集電體層穩(wěn)定地接觸，無法作為短路電流分散體發(fā)揮功能的擔憂。

本發(fā)明人為了解決上述課題進行潛心研究，得到以下的多個知識。