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公開番号2020161235
公報種別公開特許公報(A)
公開日20201001
出願番号2019056755
出願日20190325
発明の名称電池
出願人パナソニックIPマネジメント株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/0562 20100101AFI20200904BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】信頼性の向上した電池の提供。
【解決手段】第1電極11と、第2電極12と、前記第1電極と前記第2電極との間に位置する固体電解質層13と、を備え、前記固体電解質層は、中央領域14と、端部領域15と、を有し、前記端部領域は、前記第1電極に対して垂直な方向において、前記中央領域の外周側と接するように位置し、かつ前記中央領域よりも硬い。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項1】
第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記固体電解質層は、中央領域と、端部領域と、を有し、
前記端部領域は、前記第1電極に対して垂直な方向において、前記中央領域の外周側と接するように位置し、かつ前記中央領域よりも硬い、
電池。
続きを表示(約 1,100 文字)【請求項2】
前記第1電極は、第1活物質層を有し、
前記第2電極は、第2活物質層を有し、
前記第1活物質層と電気的に接続される第1集電体と、
前記第2活物質層と電気的に接続される第2集電体と、
をさらに備え、
前記第1集電体の主面の面積は、前記第1電極の主面の面積よりも大きく、
前記第2集電体の主面の面積は、前記第2電極の主面の面積よりも大きく、
前記固体電解質層は、前記第1活物質層の表面及び前記第2活物質層の表面を覆っている、
請求項1に記載の電池。
【請求項3】
前記第1集電体と前記第2集電体との間の距離は、前記端部領域において、前記中央領域よりも、小さい、
請求項1又は2に記載の電池。
【請求項4】
前記第1電極と、前記端部領域との間に、前記固体電解質層が位置し、かつ前記第2電極と、前記端部領域との間に、前記固体電解質層が位置する、請求項1から3のいずれか一項に記載の電池。
【請求項5】
前記第1集電体及び前記第2集電体の少なくとも一方は、前記端部領域において、前記中央領域よりも、前記固体電解質層と接する側の表面の表面粗さが大きい、
請求項1から4のいずれか一項に記載の電池。
【請求項6】
前記第1集電体及び前記第2集電体の少なくとも一方は、前記端部領域において、前記中央領域よりも、前記固体電解質層と接しない側の表面の表面粗さが小さい、
請求項1から5のいずれか一項に記載の電池。
【請求項7】
封止部材をさらに備え、
前記封止部材は、前記第1電極に対して垂直な方向における前記端部領域の外周側と接するように位置し、かつ前記端部領域よりも硬い、
請求項1から6のいずれか一項に記載の電池。
【請求項8】
前記封止部材は、絶縁性材料を含む、請求項7に記載の電池。
【請求項9】
固体電解質層シートを有する第1電極層シートと、
固体電解質層シートを有する第2電極層シートを、
前記第1電極層シートが有する固体電解質層シート側の面と、前記第2電極層シートが有する固体電解質層シート側の面と、を互いに対向するように配置して積層体とし、前記積層体の外周領域のみを金型で加圧し、端部領域を形成する第一工程、
次いで、前記積層体の中央領域又は前記積層体全体を加圧する第二工程を含む、
請求項1に記載の電池の製造方法。
【請求項10】
前記第二工程において、加圧する前に、前記積層体上に弾性体シートを配置する、請求項9に記載の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本開示は、電池に関する。
続きを表示(約 3,700 文字)【背景技術】
【0002】
特許文献1には、発電要素の端部に被加熱領域を有する全固体電池が、開示されている。
【0003】
特許文献2には、固体電解質層の薄層化或いは正極−負極間の短絡が抑制された全固体電池が、開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
特開2018−12922号公報
国際公開第2010/131321号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来技術においては、信頼性の向上した電池が求められている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様における電池は、
第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記固体電解質層は、中央領域と、端部領域と、を有し、
前記端部領域は、前記第1電極に対して垂直な方向における前記中央領域の外周側と接するように位置し、かつ前記中央領域よりも硬い。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1は、実施形態に係る電池の構成の一例を模式的に説明する図である。
図2は、実施形態に係る電池の構成の一例を模式的に説明する図である。
図3は、実施形態に係る電池の構成の一例を模式的に説明する図である。
図4は、実施形態に係る電池の構成の一例を模式的に説明する図である。
図5は、実施形態に係る、封止部材をさらに備える、電池の構成の一例を模式的に説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
(本開示の一態様の概要)
本開示の第1態様にかかる電池は、
第1電極と、
第2電極と、
前記第1電極と前記第2電極との間に位置する固体電解質層と、
を備え、
前記固体電解質層は、中央領域と、端部領域と、を有し、
前記端部領域は、前記第1電極に対して垂直な方向において、前記中央領域の外周側と接するように位置し、かつ前記中央領域よりも硬い。
【0010】
第1態様によれば、固体電解質層の層内、又は第1電極と第2電極との層間部に発生しやすい、デラミネーションを抑制できるため、大容量かつ高エネルギー密度で高い信頼性の電池が実現できる。これにより、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0011】
本開示の第2態様において、例えば、第1態様にかかる電池では、前記第1電極は、第1活物質層を有し、前記第2電極は、第2活物質層を有し、前記第1活物質層と電気的に接続される第1集電体と、前記第2活物質層と電気的に接続される第2集電体と、をさらに備え、前記第1集電体の主面の面積は、前記第1電極の主面の面積よりも大きく、前記第2電極の平面方向において、前記第2集電体の断面積は、前記第2電極の断面積よりも大きく、前記固体電解質層は、前記第1活物質層の表面及び前記第2活物質層の表面を覆っていてもよい。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0012】
本開示の第3態様において、例えば、第1又は第2態様にかかる電池では、前記第1集電体と前記第2集電体との間の距離は、前記端部領域において、前記中央領域よりも、小さくてもよい。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0013】
本開示の第4態様において、例えば、第1から第3態様のいずれか1つにかかる電池では、前記第1電極と、前記端部領域との間に、前記固体電解質層が位置し、かつ前記第2電極と、前記端部領域との間に、前記固体電解質層が位置する。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0014】
本開示の第5態様において、例えば、第1から第4態様のいずれか1つにかかる電池では、前記第1集電体及び前記第2集電体の少なくとも一方は、前記端部領域において、前記中央領域よりも、前記固体電解質層と接する側の表面の表面粗さが大きくてもよい。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0015】
本開示の第6態様において、例えば、第1から第5態様のいずれか1つにかかる電池では、前記第1集電体及び前記第2集電体の少なくとも一方は、前記端部領域において、前記中央領域よりも、前記固体電解質層と接しない側の表面の表面粗さが小さくてもよい。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0016】
本開示の第7態様において、例えば、第1から第6態様のいずれか1つにかかる電池では、封止部材をさらに備え、前記封止部材は、前記第1電極に対して垂直な方向における前記端部領域の外周側と接するように位置し、かつ前記端部領域よりも硬くてもよい。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0017】
本開示の第8態様において、第7態様にかかる電池では、例えば、前記封止部材は、絶縁性材料を含んでいてもよい。このような構成によれば、固体電解質を用いた電池の信頼性の向上を実現できる。
【0018】
本開示の第9態様において、例えば、本開示の第1態様にかかる電池の製造方法は、固体電解質層シートを有する第1電極層シートと、固体電解質層シートを有する第2電極層シートを、前記第1電極層シートが有する固体電解質層シート側の面と、前記第2電極層シートが有する固体電解質層シート側の面と、を互いに対向するように配置して積層体とし、前記積層体の外周領域のみを金型で加圧し、端部領域を形成する第一工程、次いで、前記積層体の中央領域又は前記積層体全体を加圧する第二工程を含む。このような構成によれば、得られる電池において、固体電解質層の層内、又は第1電極と第2電極との層間部に発生しやすい、デラミネーションを抑制できるため、大容量かつ高エネルギー密度で高い信頼性の電池が実現できる。
【0019】
本開示の第10態様において、第9態様にかかる電池では、例えば、前記第二工程において、加圧する前に、前記積層体上に弾性体シートを配置してもよい。このような構成によれば、得られる電池において、固体電解質層の層内、又は第1電極と第2電極との層間部に発生しやすい、デラミネーションを抑制できるため、大容量かつ高エネルギー密度で高い信頼性の電池が実現できる。
【0020】
以下、実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
【0021】
以下で説明される実施形態は、いずれも一具体例を示すものである。以下の実施形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【0022】
(実施形態1)
図1は、実施形態1における電池100の概略構成を示す図である。
【0023】
図1(a)は、実施形態1における電池100の概略構成を示すx−z図(1A断面図)である。
【0024】
図1(b)は、実施形態1における電池100の概略構成を示すx−y図(上面透視図)である。
【0025】
実施形態1における電池100は、第1電極11と、第2電極12と、固体電解質層13と、を備える。
【0026】
固体電解質層13は、第1電極11と第2電極12との間に位置する。
【0027】
固体電解質層13は、中央領域14と、端部領域15と、を有する。
【0028】
中央領域14は、第1電極11と第2電極12とが対向する領域内に位置する領域である。
【0029】
端部領域15は、第1電極11に対して垂直な方向において、中央領域14の外周側と接するように位置し、前記中央領域よりも硬い領域である。
【0030】
端部領域15は、中央領域14よりも第1電極11と第2電極12とが対向する領域の外周側に、位置する。さらに、端部領域15は、中央領域14に接するように位置する。
(【0031】以降は省略されています)

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