JP7147522B2 - 全固体電池及びその製造方法 - Google Patents
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Description
単位電池を2以上有する電池積層体、及び前記電池積層体を封止している外装体フィルムを有する全固体電池であって、
前記単位電池が、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなり、
前記電池積層体が、積層方向の上面及び下面、並びに第1、第2、第3、及び第4の側面から構成される六面体状であり、ここで、前記第1、前記第2、前記第3、及び前記第4の側面が、この順でそれぞれ隣接しており、
前記第1、前記第2、又は前記第3の側面から前記電池積層体の集電タブが突出しており、
前記外装体フィルムが、前記第4の側面を挟んで前記上面及び下面から前記電池積層体を覆っている1枚のフィルムであり、
前記外装体フィルムが、
前記電池積層体の上面及び下面をそれぞれ覆っている第1及び第2の主面被覆部、前記電池積層体の前記第1、第2、及び第3の側面のそれぞれの側の、対向している第1、第2、及び第3の周縁部、
前記第1の周縁部と前記第2の周縁部との間の、第1の境界部、
前記第2の周縁部と前記第3の周縁部との間の、第2の境界部、
前記第3の周縁部と、前記電池積層体の前記第4の側面を覆っている部分との間の、第3の境界部、並びに
前記電池積層体の前記第4の側面を覆っている部分と、前記第1の周縁部との間の、第4の境界部、
を有しており、
前記集電タブが、前記第1又は第3の側面から突出している場合には、下記条件(i)を満たしており、前記集電タブが、前記第2の側面から突出している場合には、下記条件(ii)を満たしている、全固体電池:
条件(i)
前記第1の境界部が、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第1の側面に沿って、かつ対向している前記第1の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第2の境界部が、前記第2の側面と前記第3の側面との境界線から前記第3の側面に沿って、かつ対向している前記第3の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第3の境界部が、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿って、かつ対向している前記第3の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第4の境界部が、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿って、かつ対向している前記第1の周縁部の間に、折り込まれており、
前記外装体フィルムによって前記電池積層体が封止されるようにして、対向している前記第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている前記第1又は第3の周縁部の間から、前記集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている前記第2の周縁部が、前記第2側面に沿うようにして折り曲げられていること;
条件(ii)
前記第1の境界部が、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第2の側面に沿って、かつ対向している前記第2の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第2の境界部が、前記第2の側面と前記第3の側面との境界線から前記第2の側面に沿って、かつ対向している前記第2の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第3の境界部が、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿って、かつ対向している前記第3の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第4の境界部が、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿って、かつ対向している前記第1の周縁部の間に、折り込まれており、
前記外装体フィルムによって前記電池積層体が封止されるようにして、対向している前記第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている前記2の周縁部の間から、前記集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている前記第1及び第3の周縁部がそれぞれ、前記第1及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられていること。
〈態様2〉
前記条件(i)において、
前記第1の周縁部から前記集電タブが突出している場合、互いに接合されている前記第3の周縁部が、前記第3の側面に沿うようにして折り曲げられており、
前記第3の周縁部から前記集電タブが突出している場合、互いに接合されている前記第1の周縁部が、前記第1の側面に沿うようにして折り曲げられている、
態様1に記載の全固体電池。
〈態様3〉
互いに接合されている前記第1、第2、及び第3の周縁部のうちの、それぞれ前記第1、第2、及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられている周縁部において、前記第1、第2、及び第3の側面に沿う折り曲げ幅が、前記電池積層体の積層方向の厚み以下である、態様1又は2に記載の全固体電池。
〈態様4〉
互いに接合されている前記第1、第2、及び第3の周縁部が、前記電池積層体の積層方向において、前記電池積層体からはみ出ていない、態様1~3のいずれか一項に記載の全固体電池。
〈態様5〉
互いに接合されている前記第1、第2、及び第3の周縁部のそれぞれの接合部位の少なくとも1つが、前記電池積層体の積層方向において、前記上面と前記下面との間の位置から延在している、態様1~4のいずれか一項に記載の全固体電池。
〈態様6〉
互いに接合されている前記第1、第2、第3、及び第4の周縁部のそれぞれの接合部位の少なくとも1つが、前記電池積層体の積層方向において、前記上面又は前記下面の位置から延在している、態様1~5のいずれか一項に記載の全固体電池。
〈態様7〉
前記電池積層体が直方体状であり、かつ前記上面及び前記下面のそれぞれの面積が、前記第1、第2、第3、及び第4の側面のいずれの面積よりも大きい、態様1~6のいずれか一項に記載の全固体電池。
〈態様8〉
前記外装体フィルムは、アルミラミネートフィルムである、態様1~7のいずれか一項に記載の全固体電池。
〈態様9〉
前記集電タブが前記第1又は前記第3の側面から突出している態様1~8のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法であって、
下記工程を含む、方法:
(a)前記外装体フィルムによって、前記第4の側面を挟んで前記上面及び下面から、前記電池積層体を覆って、前記外装体フィルムの前記第1、第2、及び第3の周縁部、並びに前記第1及び第2の境界部が、それぞれ互いに対向するようにすること;
(b)対向している前記第2の周縁部、前記第1の境界部、及び前記第2の境界部を、互いに接合すること;
(c)互いに接合されている、前記第2の周縁部、前記第1の境界部、及び前記第2の境界部を、前記電池積層体の前記第2の側面に沿うようにして折り曲げること;
(d)下記の工程(d-1)~(d-4)を同時に又は任意の順で行うこと:
(d-1)前記外装体フィルムの前記第1の境界部を、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第1の側面に沿わせて、対向している前記第1の周縁部の間に、折り込むこと、
(d-2)前記外装体フィルムの前記第2の境界部を、前記第2の側面と前記第3の側面との境界線から前記第3の側面に沿わせて、対向している前記第3の周縁部の間に、折り込むこと、
(d-3)前記外装体フィルムの前記第3の境界部を、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿わせて、対向している前記第3の周縁部の間に、折り込むこと、及び
(d-4)前記外装体フィルムの前記第4の境界部を、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿わせて、対向している前記第1の周縁部の間に、折り込むこと;並びに
(e)対向している前記第1又は第3の周縁部の間から前記集電タブを突出させた状態で、対向している前記第1又は第3の周縁部を、それらのそれぞれの間に折り込まれている前記境界部と共に互いに接合すること。
〈態様10〉
前記集電タブが前記第2の側面から突出している態様1~8のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法であって、
下記工程を含む、方法:
(a)前記外装体フィルムによって、前記第4の側面を挟んで前記上面及び下面から、前記電池積層体を覆って、前記外装体フィルムの前記第1、第2、及び第3の周縁部、並びに前記第1及び第2の境界部が、それぞれ互いに対向するようにすること;
(b)下記の工程(b-1)及び(b-2)を同時に又は任意の順で行うこと:
(b-1)前記外装体フィルムの前記第3の境界部を、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿わせて、対向している前記第3の周縁部の間に、折り込むこと、及び
(b-2)前記外装体フィルムの前記第4の境界部を、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿わせて、対向している前記第1の周縁部の間に、折り込むこと;
(c)対向している前記第1の周縁部及びそれらの間に折り込まれている前記第4の境界部、対向している前記第3の周縁部及びそれらの間に折り込まれている第3の境界部、並びに対向している前記第1及び第2の境界部を、互いに接合すること;
(d)下記の工程(d-1)及び(d-2)を同時に又は任意の順で行うこと:
(d-1)互いに接合されている前記第1の周縁部、互いに接合されている前記第1の境界部、及び対向している前記第1の周縁部の間に折り込まれている第4の境界部を、前記電池積層体の前記第1の側面に沿うようにして折り曲げること、及び
(d-2)互いに接合されている前記第3の周縁部、互いに接合されている前記第2の境界部、及び対向している前記第3の周縁部の間に折り込まれている第3の境界部を、前記電池積層体の前記第3の側面に沿うようにして折り曲げること;
(e)下記の工程(e-1)及び(e-2)を同時に又は任意の順で行うこと:
(e-1)前記外装体フィルムの前記第1の境界部を、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第2の側面に沿わせて、対向している前記第2の周縁部の間に、折り込むこと、及び
(e-2)前記外装体フィルムの前記第2の境界部を、前記第3の側面と前記第3の側面との境界線から前記第2の側面に沿わせて、対向している前記第2の周縁部の間に、折り込むこと;並びに
(f)対向している前記第2の周縁部の間から前記集電タブを突出させた状態で、対向している前記第2の周縁部を、それらのそれぞれの間に折り込まれている前記境界部と共に互いに接合すること。
本開示の全固体電池は、
単位電池を2以上有する電池積層体、及び電池積層体を封止している外装体フィルムを有する全固体電池であって、
単位電池が、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなり、
電池積層体が、積層方向の上面及び下面、並びに第1、第2、第3、及び第4の側面から構成される六面体状であり、ここで、第1、第2、第3、及び第4の側面が、この順でそれぞれ隣接しており、
第1、第2、又は第3の側面から電池積層体の集電タブが突出しており、
外装体フィルムが、第4の側面を挟んで上面及び下面から電池積層体を覆っている1枚のフィルムであり、
外装体フィルムが、
電池積層体の上面及び下面をそれぞれ覆っている第1及び第2の主面被覆部、電池積層体の第1、第2、及び第3の側面のそれぞれの側の、対向している第1、第2、及び第3の周縁部、
第1の周縁部と第2の周縁部との間の、第1の境界部、
第2の周縁部と第3の周縁部との間の、第2の境界部、
第3の周縁部と、電池積層体の第4の側面を覆っている部分との間の、第3の境界部、並びに
電池積層体の第4の側面を覆っている部分と、第1の周縁部との間の、第4の境界部、
を有しており、
集電タブが、第1又は第3の側面から突出している場合には、下記条件(i)を満たしており、集電タブが、第2の側面から突出している場合には、下記条件(ii)を満たしている、全固体電池である:
条件(i)
第1の境界部が、第1の側面と第2の側面との境界線から第1の側面に沿って、かつ対向している第1の周縁部の間に、折り込まれており、
第2の境界部が、第2の側面と第3の側面との境界線から第3の側面に沿って、かつ対向している第3の周縁部の間に、折り込まれており、
第3の境界部が、第3の側面と第4の側面との境界線から第3の側面に沿って、かつ対向している第3の周縁部の間に、折り込まれており、
第4の境界部が、第4の側面と第1の側面との境界線から第1の側面に沿って、かつ対向している第1の周縁部の間に、折り込まれており、
外装体フィルムによって電池積層体が封止されるようにして、対向している第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている第1又は第3の周縁部の間から、集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている第2の周縁部が、第1、第2、及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられていること;
条件(ii)
第1の境界部が、第1の側面と第2の側面との境界線から第2の側面に沿って、かつ対向している第2の周縁部の間に、折り込まれており、
第2の境界部が、第2の側面と第3の側面との境界線から第2の側面に沿って、かつ対向している第2の周縁部の間に、折り込まれており、
第3の境界部が、第3の側面と第4の側面との境界線から第3の側面に沿って、かつ対向している第3の周縁部の間に、折り込まれており、
第4の境界部が、第4の側面と第1の側面との境界線から第1の側面に沿って、かつ対向している第1の周縁部の間に、折り込まれており、
外装体フィルムによって電池積層体が封止されるようにして、対向している第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている2の周縁部の間から、集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている第1及び第3の周縁部がそれぞれ、第1及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられていること。
本開示にかかる電池積層体は、単位電池を2以上有する。また、電池積層体が、積層方向の上面及び下面、並びに第1、第2、第3、及び第4の側面から構成される六面体状であり、ここで、第1、第2、第3、及び第4の側面が、この順でそれぞれ隣接している。
本開示において、単位電池は、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる。
正極集電体層に用いられる導電性材料は、特に限定されず、全固体電池に使用できるものを適宜採用されうる。例えば、正極集電体層に用いられる導電性材料は、SUS、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、チタン、又はカーボン等であってもよいが、これらに限定されない。
正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含み、好ましくは後述する固体電解質をさらに含む。そのほか、使用用途や使用目的等に合わせて、例えば、導電助剤又はバインダー等の全固体電池の正極活物質層に用いられる添加剤を含むことができる。
固体電解質層は、少なくとも固体電解質を含む。固体電解質として、特に限定されず、全固体電池の固体電解質として利用可能な材料を用いることができる。例えば、固体電解質は、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、又はポリマー電解質等であってもよいが、これらに限定されない。
ポリマー電解質としては、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、及びこれらの共重合体等が挙げられるが、これらに限定されない。
負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含み、好ましくは上述した固体電解質をさらに含む。そのほか、使用用途や使用目的等に合わせて、例えば、導電助剤又はバインダー等の全固体電池の負極活物質層に用いられる添加剤を含むことができる。
負極集電体層に用いられる導電性材料は、特に限定されず、全固体電池に使用できるものを適宜採用されうる。例えば、負極集電体層に用いられる導電性材料は、SUS、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、チタン、又はカーボン等であってもよいが、これらに限定されない。
本開示において、電池積層体は、集電タブを有している。
本開示において、外装体フィルムは、電池積層体を封止している。
電池積層体の上面及び下面をそれぞれ覆っている第1及び第2の主面被覆部、電池積層体の第1、第2、及び第3の側面のそれぞれの側の、対向している第1、第2、及び第3の周縁部、
第1の周縁部と第2の周縁部との間の、第1の境界部、
第2の周縁部と第3の周縁部との間の、第2の境界部、
第3の周縁部と、電池積層体の第4の側面を覆っている部分との間の、第3の境界部、並びに
電池積層体の第4の側面を覆っている部分と、第1の周縁部との間の、第4の境界部、
を有している。
第1の境界部が、第1の側面と第2の側面との境界線から第1の側面に沿って、かつ対向している第1の周縁部の間に、折り込まれており、
第2の境界部が、第2の側面と第3の側面との境界線から第3の側面に沿って、かつ対向している第3の周縁部の間に、折り込まれており、
第3の境界部が、第3の側面と第4の側面との境界線から第3の側面に沿って、かつ対向している第3の周縁部の間に、折り込まれており、
第4の境界部が、第4の側面と第1の側面との境界線から第1の側面に沿って、かつ対向している第1の周縁部の間に、折り込まれており、
外装体フィルムによって電池積層体が封止されるようにして、対向している第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている第1又は第3の周縁部の間から、集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている第2の周縁部の少なくとも1つが、第2の側面に沿うようにして折り曲げられている。
電池積層体30の上面ABCD及び下面EFGHをそれぞれ覆っている第1の主面被覆部31a及び第2の主面被覆部31b、
電池積層体30の第1の側面ADHEの側の対向している第1の周縁部31c、電池積層体30の第2の側面ABFEの側の対向している第2の周縁部31d、及び電池積層体30の第3の側面BCGFの側の対向している第3の周縁部31e、
第1の周縁部31cと第2の周縁部31dとの間の、第1の境界部31f、
第2の周縁部31dと第3の周縁部31eとの間の、第2の境界部31g、
第3の周縁部31eと、電池積層体30の第4の側面DCGHを覆っている部分31xとの間の、第3の境界部31h、並びに
電池積層体30の第4の側面DCGHを覆っている部分31xと、第1の周縁部31cとの間の、第4の境界部31i
を有している。
第1の境界部が、第1の側面と第2の側面との境界線から第2の側面に沿って、かつ対向している第2の周縁部の間に、折り込まれており、
第2の境界部が、第2の側面と第3の側面との境界線から第2の側面に沿って、かつ対向している第2の周縁部の間に、折り込まれており、
第3の境界部が、第3の側面と第4の側面との境界線から第3の側面に沿って、かつ対向している第3の周縁部の間に、折り込まれており、
第4の境界部が、第4の側面と第1の側面との境界線から第1の側面に沿って、かつ対向している第1の周縁部の間に、折り込まれており、
外装体フィルムによって電池積層体が封止されるようにして、対向している第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている2の周縁部の間から、集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている第1及び第3の周縁部がそれぞれ、第1及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられている。
電池積層体30の上面ABCD及び下面EFGHをそれぞれ覆っている第1の主面被覆部61a及び第2の主面被覆部61b、
電池積層体30の第1の側面ADHEの側の対向している第1の周縁部61c、電池積層体30の第2の側面ABFEの側の対向している第2の周縁部61d、及び電池積層体30の第3の側面BCGFの側の対向している第3の周縁部61e、
第1の周縁部61cと第2の周縁部61dとの間の、第1の境界部61f、
第2の周縁部61dと第3の周縁部61eとの間の、第2の境界部61g、
第3の周縁部61eと、電池積層体30の第4の側面DCGHを覆っている部分61xとの間の、第3の境界部61h、並びに
電池積層体30の第4の側面DCGHを覆っている部分61xと、第1の周縁部31cとの間の、第4の境界部61i
を有している。
本開示はまた、上述した全固体電池を製造するための方法として、第1の方法、及び第2の方法を提供する。より具体的には、第1の方法は、上述した集電タブが第1又は第3の側面から突出している場合の本開示の全固体電池を製造することができる。また、第2の方法は、上述した集電タブが第2の側面から突出している場合の本開示の全固体電池を製造することができる。
この第1の方法によれば、集電タブが第1又は第3の側面から突出している場合の本開示の全固体電池を製造することができる。
工程(a)では、外装体フィルム(31)によって、第4の側面DCGHを挟んで上面ABCD及び下面EFGHから、電池積層体30を覆って、外装体フィルム(31)の第1、第2、及び第3の周縁部(31c~31e)、並びに第1及び第2の境界部(31f及び31g)が、それぞれ互いに対向するようにする。
工程(b)では、対向している第2の周縁部(31d)、第1の境界部(31f)、及び第2の境界部(31g)を、互いに接合する。
工程(c)では、互いに接合されている、第2の周縁部(31d)、第1の境界部(31f)、及び第2の境界部(31g)を、電池積層体30の第2の側面ABFEに沿うようにして折り曲げる。
工程(d)では、下記の工程(d-1)~(d-4)を同時に又は任意の順で行う:
(d-1)外装体フィルム(31)の第1の境界部(31f)を、第1の側面ADHEと第2の側面ABFEとの境界線AEから第1の側面ADHEに沿わせて、対向している第1の周縁部(31c)の間に、折り込むこと。
(d-2)外装体フィルム(31)の第2の境界部(31g)を、第2の側面ABFEと第3の側面BCGFとの境界線BFから第3の側面BCGFに沿わせて、対向している第3の周縁部(31e)の間に、折り込むこと、
(d-3)外装体フィルム(31)の第3の境界部(31h)を、第3の側面BCGFと第4の側面DCGHとの境界線CGから第3の側面BCGFに沿わせて、対向している第3の周縁部(31e)の間に、折り込むこと、及び
(d-4)外装体フィルム(31)の第4の境界部(31i)を、第4の側面DCGHと第1の側面ADHEとの境界線DHから第1の側面ADHEに沿わせて、対向している第1の周縁部(31c)の間に、折り込むこと。
工程(e)では、対向している第1又は第3の周縁部(31c又は31e)の間から集電タブを突出された状態で、対向している第1又は第3の周縁部(31c又は31e)を、それらのそれぞれの間に折り込まれている境界部(31f、31i、31g、31h、)と共に互いに接合する。
この第2の方法によれば、上述した集電タブが第2の側面から突出している場合の本開示の全固体電池を製造することができる。
工程(a)では、外装体フィルム(61)によって、第4の側面DCGHを挟んで上面ABCD及び下面EFGHから、電池積層体30を覆って、外装体フィルム(61)の第1、第2、及び第3の周縁部(61c~61e)、並びに第1及び第2の境界部(61f及び61g)が、それぞれ互いに対向するようにする。
工程(b)では、下記の工程(b-1)及び(b-2)を同時に又は任意の順で行う:
(b-1)外装体フィルム(61)の第3の境界部(61h)を、第3の側面BCGFと第4の側面DCGHとの境界線CGから第3の側面BCGFに沿わせて、対向している第3の周縁部(61e)の間に、折り込むこと、及び
(b-2)外装体フィルム(61)の第4の境界部(61i)を、第4の側面DCGHと第1の側面ADHEとの境界線DHから第1の側面ADHEに沿わせて、対向している第1の周縁部(61c)の間に、折り込むこと。
工程(c)では、対向している第1の周縁部(61c)及びそれらの間に折り込まれている第4の境界部(61i)、対向している第3の周縁部(61e)及びそれらの間に折り込まれている第3の境界部(61h)、並びに対向している第1及び第2の境界部(61f及び61g)を、互いに接合する。
工程(d)では、下記の工程(d-1)及び(d-2)を同時に又は任意の順で行う:
(d-1)互いに接合されている第1の周縁部(61c)、互いに接合されている第1の境界部(61f)、及び対向している第1の周縁部(61c)の間に折り込まれている第4の境界部(61i)を、電池積層体30の第1の側面ADHEに沿うようにして折り曲げること、及び
(d-2)互いに接合されている第3の周縁部(61e)、互いに接合されている第2の境界部(61g)、及び対向している第3の周縁部(61e)の間に折り込まれている第3の境界部(61h)を、電池積層体30の第3の側面BCGFに沿うようにして折り曲げること。
工程(e)では、下記の工程(e-1)及び(e-2)を同時に又は任意の順で行う:
(e-1)外装体フィルム61の第1の境界部(61f)を、第1の側面ADHEと第2の側面ABFEとの境界線AEから第2の側面ABFEに沿わせて、対向している第2の周縁部(61d)の間に、折り込むこと、及び
(e-2)外装体フィルム61の第2の境界部(61g)を、第2の側面ABFEと第3の側面BCGFとの境界線BFから第2の側面ABFEに沿わせて、対向している第2の周縁部(61d)の間に、折り込むこと。
(f)対向している第2の周縁部(61d)の間から集電タブを突出させた状態で、対向している第2の周縁部(61d)を、それらのそれぞれの間に折り込まれている境界部(61g及び61g)と共に互いに接合する。
図5に示されている外装体フィルム31と同様な外装体フィルムを用いて、電池積層体を封止し、実施例1の全固体電池を作製した。
図6に示されている外装体フィルム41と同様な外装体フィルムを用いて、電池積層体を封止し、実施例2全固体電池を作製した。
21 アルミラミネート
31、41、51、61、 外装体フィルム
15a、25a 周縁部と電池積層体の側面の端部との間の空間
100、500 全固体電池
200 従来のラミネート型電池
Claims (10)
- 単位電池を2以上有する電池積層体、及び前記電池積層体を封止している外装体フィルムを有する全固体電池であって、
前記単位電池が、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなり、
前記電池積層体が、積層方向の上面及び下面、並びに第1、第2、第3、及び第4の側面から構成される六面体状であり、ここで、前記第1、前記第2、前記第3、及び前記第4の側面が、この順でそれぞれ隣接しており、
前記第1、前記第2、又は前記第3の側面から前記電池積層体の集電タブが突出しており、
前記外装体フィルムが、前記第4の側面を挟んで前記上面及び下面から前記電池積層体を覆っている1枚のフィルムであり、
前記外装体フィルムが、
前記電池積層体の上面及び下面をそれぞれ覆っている第1及び第2の主面被覆部、前記電池積層体の前記第1、第2、及び第3の側面のそれぞれの側の、対向している第1、第2、及び第3の周縁部、
前記第1の周縁部と前記第2の周縁部との間の、第1の境界部、
前記第2の周縁部と前記第3の周縁部との間の、第2の境界部、
前記第3の周縁部と、前記電池積層体の前記第4の側面を覆っている部分との間の、第3の境界部、並びに
前記電池積層体の前記第4の側面を覆っている部分と、前記第1の周縁部との間の、第4の境界部、
を有しており、
前記集電タブが、前記第1又は第3の側面から突出している場合には、下記条件(i)を満たしており、前記集電タブが、前記第2の側面から突出している場合には、下記条件(ii)を満たしている、全固体電池:
条件(i)
前記第1の境界部が、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第1の側面に沿って、かつ対向している前記第1の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第2の境界部が、前記第2の側面と前記第3の側面との境界線から前記第3の側面に沿って、かつ対向している前記第3の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第3の境界部が、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿って、かつ対向している前記第3の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第4の境界部が、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿って、かつ対向している前記第1の周縁部の間に、折り込まれており、
前記外装体フィルムによって前記電池積層体が封止されるようにして、対向している前記第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている前記第1又は第3の周縁部の間から、前記集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている前記第2の周縁部が、前記第2側面に沿うようにして折り曲げられていること;
条件(ii)
前記第1の境界部が、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第2の側面に沿って、かつ対向している前記第2の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第2の境界部が、前記第2の側面と前記第3の側面との境界線から前記第2の側面に沿って、かつ対向している前記第2の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第3の境界部が、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿って、かつ対向している前記第3の周縁部の間に、折り込まれており、
前記第4の境界部が、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿って、かつ対向している前記第1の周縁部の間に、折り込まれており、
前記外装体フィルムによって前記電池積層体が封止されるようにして、対向している前記第1、第2、及び第3の周縁部が、互いに接合されており、
互いに対向しており、かつ互いに接合されている前記第2の周縁部の間から、前記集電タブが突出しており、かつ
互いに接合されている前記第1及び第3の周縁部がそれぞれ、前記第1及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられていること。 - 前記条件(i)において、
前記第1の周縁部から前記集電タブが突出している場合、互いに接合されている前記第3の周縁部が、前記第3の側面に沿うようにして折り曲げられており、
前記第3の周縁部から前記集電タブが突出している場合、互いに接合されている前記第1の周縁部が、前記第1の側面に沿うようにして折り曲げられている、
請求項1に記載の全固体電池。 - 互いに接合されている前記第1、第2、及び第3の周縁部のうちの、それぞれ前記第1、第2、及び第3の側面に沿うようにして折り曲げられている周縁部において、前記第1、第2、及び第3の側面に沿う折り曲げ幅が、前記電池積層体の積層方向の厚み以下である、請求項1又は2に記載の全固体電池。
- 互いに接合されている前記第1、第2、及び第3の周縁部が、前記電池積層体の積層方向において、前記電池積層体からはみ出ていない、請求項1~3のいずれか一項に記載の全固体電池。
- 互いに接合されている前記第1、第2、及び第3の周縁部のそれぞれの接合部位の少なくとも1つが、前記電池積層体の積層方向において、前記上面と前記下面との間の位置から延在している、請求項1~4のいずれか一項に記載の全固体電池。
- 互いに接合されている前記第1、第2、第3、及び第4の周縁部のそれぞれの接合部位の少なくとも1つが、前記電池積層体の積層方向において、前記上面又は前記下面の位置から延在している、請求項1~5のいずれか一項に記載の全固体電池。
- 前記電池積層体が直方体状であり、かつ前記上面及び前記下面のそれぞれの面積が、前記第1、第2、第3、及び第4の側面のいずれの面積よりも大きい、請求項1~6のいずれか一項に記載の全固体電池。
- 前記外装体フィルムは、アルミラミネートフィルムである、請求項1~7のいずれか一項に記載の全固体電池。
- 前記集電タブが前記第1又は前記第3の側面から突出している請求項1~8のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法であって、
下記工程を含む、方法:
(a)前記外装体フィルムによって、前記第4の側面を挟んで前記上面及び下面から、前記電池積層体を覆って、前記外装体フィルムの前記第1、第2、及び第3の周縁部、並びに前記第1及び第2の境界部が、それぞれ互いに対向するようにすること;
(b)対向している前記第2の周縁部、前記第1の境界部、及び前記第2の境界部を、互いに接合すること;
(c)互いに接合されている、前記第2の周縁部、前記第1の境界部、及び前記第2の境界部を、前記電池積層体の前記第2の側面に沿うようにして折り曲げること;
(d)下記の工程(d-1)~(d-4)を同時に又は任意の順で行うこと:
(d-1)前記外装体フィルムの前記第1の境界部を、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第1の側面に沿わせて、対向している前記第1の周縁部の間に、折り込むこと、
(d-2)前記外装体フィルムの前記第2の境界部を、前記第2の側面と前記第3の側面との境界線から前記第3の側面に沿わせて、対向している前記第3の周縁部の間に、折り込むこと、
(d-3)前記外装体フィルムの前記第3の境界部を、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿わせて、対向している前記第3の周縁部の間に、折り込むこと、及び
(d-4)前記外装体フィルムの前記第4の境界部を、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿わせて、対向している前記第1の周縁部の間に、折り込むこと;並びに
(e)対向している前記第1又は第3の周縁部の間から前記集電タブを突出させた状態で、対向している前記第1又は第3の周縁部を、それらのそれぞれの間に折り込まれている前記境界部と共に互いに接合すること。 - 前記集電タブが前記第2の側面から突出している請求項1~8のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法であって、
下記工程を含む、方法:
(a)前記外装体フィルムによって、前記第4の側面を挟んで前記上面及び下面から、前記電池積層体を覆って、前記外装体フィルムの前記第1、第2、及び第3の周縁部、並びに前記第1及び第2の境界部が、それぞれ互いに対向するようにすること;
(b)下記の工程(b-1)及び(b-2)を同時に又は任意の順で行うこと:
(b-1)前記外装体フィルムの前記第3の境界部を、前記第3の側面と前記第4の側面との境界線から前記第3の側面に沿わせて、対向している前記第3の周縁部の間に、折り込むこと、及び
(b-2)前記外装体フィルムの前記第4の境界部を、前記第4の側面と前記第1の側面との境界線から前記第1の側面に沿わせて、対向している前記第1の周縁部の間に、折り込むこと;
(c)対向している前記第1の周縁部及びそれらの間に折り込まれている前記第4の境界部、対向している前記第3の周縁部及びそれらの間に折り込まれている第3の境界部、並びに対向している前記第1及び第2の境界部を、互いに接合すること;
(d)下記の工程(d-1)及び(d-2)を同時に又は任意の順で行うこと:
(d-1)互いに接合されている前記第1の周縁部、互いに接合されている前記第1の境界部、及び対向している前記第1の周縁部の間に折り込まれている第4の境界部を、前記電池積層体の前記第1の側面に沿うようにして折り曲げること、及び
(d-2)互いに接合されている前記第3の周縁部、互いに接合されている前記第2の境界部、及び対向している前記第3の周縁部の間に折り込まれている第3の境界部を、前記電池積層体の前記第3の側面に沿うようにして折り曲げること;
(e)下記の工程(e-1)及び(e-2)を同時に又は任意の順で行うこと:
(e-1)前記外装体フィルムの前記第1の境界部を、前記第1の側面と前記第2の側面との境界線から前記第2の側面に沿わせて、対向している前記第2の周縁部の間に、折り込むこと、及び
(e-2)前記外装体フィルムの前記第2の境界部を、前記第3の側面と前記第3の側面との境界線から前記第2の側面に沿わせて、対向している前記第2の周縁部の間に、折り込むこと;並びに
(f)対向している前記第2の周縁部の間から前記集電タブを突出させた状態で、対向している前記第2の周縁部を、それらのそれぞれの間に折り込まれている前記境界部と共に互いに接合すること。
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