固體電池及其制造方法以及組電池及其制造方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及固體電池及其制造方法以及包括多個固體電池的組電池及其制造方法。
【背景技術】
[0002]在電解質(zhì)由固體電解質(zhì)構成的固體電池中，由于在電池內(nèi)不使用可燃性的有機溶劑，所以被認為能實現(xiàn)安全裝置的簡化，制造成本、生產(chǎn)率優(yōu)良。特別是，近年來，隨著混合動力汽車、電動汽車等的需求提高，關于固體電池，除了安全性以外還要求實現(xiàn)容量以及輸出的提高。作為固體電池的制造方法，在專利文獻I中，提出了包括以下方式的方法，即，為了防止集電體與正極層或者負極層之間的剝離，通過依次層疊正極集電體、正極層、電解質(zhì)層、負極層、以及負極集電體來制作層疊體，之后，將該層疊體在層疊方向上加壓的狀態(tài)下進行約束。另外，在專利文獻2中，提出了通過在收容發(fā)電元件的密閉容器內(nèi)填充了的流體，來調(diào)整針對具有正極、負極、以及介于正極以及負極之間的電解質(zhì)的發(fā)電元件(單體電池)的加壓力。進而，在專利文獻3中，提出了具備通過根據(jù)車輛的行駛狀態(tài)利用壓力調(diào)整裝置調(diào)整對蓄電池施加的壓力，從而將蓄電池的放電電流調(diào)整為最大值的行駛控制單元的車輛驅(qū)動裝置。
[0003]如上所述，雖然提出了在電池的制造時或者使用時(車輛的行駛時)，對正極層、電解質(zhì)層以及負極層的層疊體加壓，但在層疊了多個包括上述層疊體的固體電池的組電池的制造時，或者在這些固體電池或者組電池的使用時，由于制造裝置或者壓力調(diào)整裝置的控制系統(tǒng)等的障礙而上述層疊體或者固體電池被過度地加壓了的情況下，存在發(fā)生電池的破壞、過度輸出等不佳狀況的擔心。
[0004]現(xiàn)有技術文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2012-142228號公報
[0006]專利文獻2:日本特開2013-45556號公報
[0007]專利文獻3:日本特開2012-222981號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明是鑒于上述課題而完成的，其目的在于提供一種防止由于在電池的制造時或者使用時正極層、電解質(zhì)層以及負極層的層疊體被過度地加壓而發(fā)生電池的破壞、過度輸出等不佳狀況，并具有高的容量以及輸出密度，除此以外，可靠性、耐久性等性能特性優(yōu)良的固體電池及其制造方法。
[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種包括多個固體電池的組電池及其制造方法。
[0010]S卩，本發(fā)明在一個實施方式中，提供一種固體電池，包括:層疊體，至少包括一個單體電池，該單體電池包括:包含正極活性物質(zhì)的正極層、包含負極活性物質(zhì)的負極層、以及在正極層與負極層之間層疊的固體電解質(zhì)層；以及收容該層疊體的外裝體，所述固體電池的特征在于，該固體電池還包括在外裝體的周緣部的至少一部分中設置的受壓部，該受壓部在單體電池的層疊方向上具有小于層疊體和外裝體的合計厚度的厚度。
[0011]本發(fā)明在其他實施方式中，提供一種上述固體電池的制造方法，其特征在于，包括:
[0012](a)形成至少包括一個單體電池的層疊體的工序，該單體電池包括:包含正極活性物質(zhì)的正極層、包含負極活性物質(zhì)的負極層、以及在正極層與負極層之間層疊的固體電解質(zhì)層；
[0013](b)將上述層疊體收容于外裝體的工序；以及
[0014](c)在上述外裝體的周緣部的至少一部分中，形成在上述單體電池的層疊方向上具有小于上述層疊體和外裝體的合計厚度的厚度的受壓部的工序。
[0015]本發(fā)明在其他實施方式中，提供一種包括多個上述固體電池，在與上述層疊體的層疊方向相同的方向上層疊了固體電池的組電池。
[0016]本發(fā)明在其他實施方式中，提供一種包括多個固體電池的組電池的制造方法，其特征在于，包括:
[0017](i)準備多個固體電池的工序，
[0018]其中，該固體電池包括:
[0019]層疊體，至少包括一個單體電池，該單體電池包括:包含正極活性物質(zhì)的正極層、包含負極活性物質(zhì)的負極層、以及在所述正極層與所述負極層之間層疊了的固體電解質(zhì)層；以及
[0020]收容上述層疊體的外裝體，
[0021]該固體電池還包括在上述外裝體的周緣部的至少一部分中設置了的受壓部，該受壓部在上述單體電池的層疊方向上具有小于上述層疊體和外裝體的合計厚度的厚度；
[0022](ii)以沿著層疊方向相互隔開間隔串聯(lián)地排列配置該多個固體電池的受壓部的方式層疊上述多個固體電池的工序，在此構成多個固體電池中的每一個的正極層、固體電解質(zhì)層和負極層的層疊方向與多個固體電池的層疊方向相同；以及
[0023](iii)在層疊方向上對上述多個固體電池加壓的工序。
[0024]本發(fā)明在進一步其他實施方式中，提供一種蓄電裝置，其特征在于，包括:
[0025]上述組電池；
[0026]加壓裝置，用于在構成組電池的多個固體電池的層疊方向上對組電池加壓；以及
[0027]通電檢測裝置，用于通過層疊方向上的多個受壓部的通電，來檢測由于構成組電池的多個固體電池在層疊方向上被加壓而被壓縮從而多個固體電池的多個受壓部相互接觸的情況。
【附圖說明】
[0028]圖1 (a)及(b)分別是本發(fā)明的固體電池的一個實施方式的概略主視圖以及概略剖面圖。
[0029]圖2(a)及(b)分別是本發(fā)明的固體電池的其他實施方式的概略主視圖以及概略剖面圖。
[0030]圖3(a)及(b)分別是構成本發(fā)明的固體電池的單體電池的例子的概略剖面圖。圖3(c)是示意地示出本發(fā)明的固體電池中的層疊體的其他例子的剖面圖。
[0031]圖4(a)及(b)分別是示出本發(fā)明的固體電池的制造方法的一個實施方式的概略圖。
[0032]圖5(a)及(b)是示出本發(fā)明的固體電池的制造方法的其他實施方式的概略圖。
[0033]圖6(a)是示出在利用多個固體電池來制造組電池的方法中對多個固體電池加壓的工序的概略圖，圖6(b)和圖6(c)是示出在使所得到的組電池工作時對構成組電池的多個固體電池加壓的工序的概略圖。
[0034]圖7是示出本發(fā)明的組電池的制造的流程的流程圖。
[0035]圖8示出將本發(fā)明的組電池作為電源搭載、并且搭載了用于對該組電池加壓的加壓裝置的車輛的行駛控制的流程圖。
[0036]符號說明
[0037]100:固體電池；110:外裝體；112:外裝體的周緣部的密封區(qū)域；120:受壓部；130U30AU30B:層疊體；140:單體電池；141:正極層；142:負極層；143:固體電解質(zhì)層；144,144a?d:集電體；150:層疊部；410:第一上模；420:第二上模；430:下模;311、312:加壓按板;320、330:成形裝置;321、331:上型箱;322、332:下型箱;323、333:上側加壓按板;324、334:下側加壓按板;325、335:空腔;326、336:供給裝置;327、337:注入路徑；328、338:接合部;329、339:導入口。
【具體實施方式】
[0038]以下，參照附圖，說明本發(fā)明的實施方式。另外，在以下參照的附圖中，對相同或者對應的要素附加了相同的附圖標記。
[0039][固體電池]
[0040]如上所述，本發(fā)明的固體電池是包括至少具有一個單體電池的層疊體的固體電池，該單體電池包括正極層、負極層、以及在正極層與負極層之間層疊了的固體電解質(zhì)層，所述固體電池的特征在于，還具有用于防止在單體電池的層疊方向上對層疊體施加過度的壓力的受壓部。
[0041]圖1 (a)是本發(fā)明的固體電池的一個實施方式的概略主視圖。在圖1 (a)所示的實施方式中，固體電池100包括收容了至少包括一個單體電池的層疊體130的外裝體110、和一對受壓部120，一對受壓部120分別設置于外裝體的周緣部112的至少一部分。在圖1(a)中，附加了網(wǎng)格的區(qū)域112指的是外裝體110的周緣部的密封區(qū)域，通過虛線表示外裝體110內(nèi)的層疊體130的位置。圖1(b)是圖1(a)的A-A線下的剖面圖。在圖1(b)中，外裝體110的周緣部的密封區(qū)域112的一部分以被受壓部120夾持了的狀態(tài)來概略地示出。進而，在圖1(b)中，構成層疊體130的多個單體電池140以層疊了的狀態(tài)來概略地示出。多個單體電池140如關于圖3(b)以及(c)所說明的那樣，隔著集電體(未圖示)地層疊。
[0042]圖2(a)是本發(fā)明的固體電池的其他實施方式的概略主視圖。在圖2(a)所示的實施方式中，與圖1(a)所示的實施方式同樣地，固體電池100包括收容了至少包括一個單體電池的層疊體130的外裝體110、和一對受壓部120，一對受壓部120分別設置于外裝體的周緣部112的至少一部分。在圖2(a)中，附加了網(wǎng)格的區(qū)域112指的是外裝體110的周緣部的密封區(qū)域，通過虛線表示外裝體110內(nèi)的層疊體130的位置。圖2(b)是圖2(a)的A-A線下的剖面圖。在圖2(b)中，外裝體110的周緣部的密封區(qū)域112的一部分以被受壓部120夾持了的狀態(tài)來概略地示出。與圖1(b)所示的實施方式同樣地，在圖2(b)中，構成層疊體130的多個單體電池140以層疊了的狀態(tài)來概略地示出。多個單體電池140如關于圖3(b)以及(c)所說明的那樣，隔著集電體(未圖示)地層疊。在圖2(a)及(b)中概略地示出的實施方式中，相比于圖1(a)及(b)所示的實施方式，受壓部120分別延伸至密封區(qū)域112與層疊體130之間的外裝體110的外表面的位置。
[0043]如上所述，外裝體110的周緣部112的至少一部分被受壓部(120、121)夾持，從而能夠?qū)⑹軌翰坷喂痰毓潭ǖ酵庋b體I1的周緣部112。關于受壓部，如后所述，能夠通過包括將熱塑性材料或者熱硬化性材料與例如外裝體的周緣部的至少一部分一起填充到成形模內(nèi)的工序的成形方法，與外