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CN111525178A - 二次电池 - Google Patents

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CN111525178A
CN111525178A CN202010078460.1A CN202010078460A CN111525178A CN 111525178 A CN111525178 A CN 111525178A CN 202010078460 A CN202010078460 A CN 202010078460A CN 111525178 A CN111525178 A CN 111525178A
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清水航
大田正弘
锄柄宜
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Honda Motor Co Ltd
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

本发明提供一种固体电池，具体涉及一种二次电池，即使在压制成形时的高的表面压力、之后的高约束压力作用下也不易产生裂纹、缺口、变形，能够形成可靠性高的层叠体。本发明的固体电池包括：负极层片，在层叠方向上相邻的负极集电体彼此通过折弯连接部而部分地相连的负极用集电片的各负极集电体上，层叠形成负极活性物质层而成；正极层片，在层叠方向上相邻的正极集电体彼此通过折弯连接部而部分地相连的正极用集电片的各正极集电体上，层叠形成正极活性物质层而成；以及固体电解质体，以从两面侧夹着负极层片的方式配设。将负极层片、正极层片和固体电解质体在折弯连接部折弯而配设成大致蜿蜒状，依次层叠而构成一体化的固体电池层叠体。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。
背景技术
在智能手机、电动汽车等众多产品、领域，要求电池的进一步的高容量化、高电压化、高能量密度化等，且正在积极地进行研究开发。另外，作为电池，目前多使用以正极、负极、隔膜、电解液为主要构成元件的锂离子电池(二次电池)。
另一方面，关于不使用电解液而使用无机系的固体电解质的固体电池(二次电池)，由于具有着火危险性小、高温或低温时的热稳定性高而工作温度范围广、设计自由度更高、仅Li离子移动而难以发生副反应从而不易劣化、操作性好而生产性高、不会发生漏液等多种优点，所以备受关注。
在专利文献1中，公开了一种固体电池(固体电池的固体电池层叠体)，其是利用如下方式而构成：通过将正极合剂涂布于正极集电体(正极集电箔)的表面而形成正极层，通过将负极合剂涂布于负极集电体(负极集电箔)的表面而形成负极层，并按照正极层、固体电解质、负极层、固体电解质、正极层…的顺序进行层叠、压制。
在专利文献2中，公开了一种固体电池(固体电池的固体电池层叠体、结构体)，其以在正极层与负极层之间配设固体电解质层的方式层叠正极层、固体电解质层、负极层，并且通过进行卷绕或蜿蜒而具有弯曲部及平面部。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2015-118870号公报
[专利文献2]日本专利特开2011-222288号公报
发明内容
发明所要解决的问题
此处，对于固体电池，为了确保、维持设计时的性能，需要在形成层叠体的状态下以高的表面压力进行的压制成形、以及之后的高约束压力。
因此，专利文献2所公开的卷绕形的电池1(层叠体2)容易生产，但由于压制成形时的压力、高约束压力，特别是弯曲部3的合剂(mixture)容易产生裂纹、缺口，而有可能产生变形(参照图10)。如果产生这样的裂纹、缺口、变形，会导致成品率的恶化、安全性的降低，进而导致初始性能的降低和寿命的短期化。
鉴于上述情况，本发明的目的在于提供一种即使在压制成形时的高的表面压力、之后的高约束压力的作用下也不易产生裂纹、缺口、变形，能够形成可靠性高的层叠体的二次电池。
解决问题的技术手段
本发明人发现一种方式，即使在压制成形时的高的表面压力、之后的高约束压力的作用下也可抑制产生裂纹、缺口、变形，而可形成可靠性高的层叠体，从而完成了本发明。
(1)本发明包括：负极层片(例如，后述的负极层片15)，在层叠方向(例如，后述的层叠方向T3)上相邻的负极集电体(例如，后述的负极集电体10)彼此通过折弯连接部(例如，后述的折弯连接部20)而部分地相连的负极用集电片(例如，后述的负极用集电片19)的各负极集电体上，层叠形成负极活性物质层(例如，后述的负极活性物质层11)而成；正极层片(例如，后述的正极层片16)，在所述层叠方向上相邻的正极集电体(例如，后述的正极集电体14)彼此通过折弯连接部(例如，后述的折弯连接部20)而部分地相连的正极用集电片(例如，后述的正极用集电片22)的各正极集电体上，层叠形成正极活性物质层(例如，后述的正极活性物质层13)而成；以及电解质体(例如，后述的固体电解质片17)，夹设于所述负极活性物质层与所述正极活性物质层之间，且本发明包括电池层叠体(例如，后述的固定电池层叠体B)，所述电池层叠体在所述折弯连接部将所述负极层片与所述正极层片折弯，而使所述负极层片与所述正极层片配设成大致蜿蜒状，并按照负极集电体层(例如，后述的负极集电体层10)、负极活性物质层、电解质层(例如，后述的固定电解质层12)、正极活性物质层(例如，后述的正极集电体层14)、正极集电体层、正极活性物质层、电解质层、负极活性物质层、负极集电体层、…的顺序层叠经一体化而成。
(2)根据所述(1)，本发明可为：所述电解质体是形成为片状的电解质片，所述电解质片被配设为从两面侧夹着所述负极层片的各个所述负极集电体和所述负极活性物质层，并且所述负极层片、所述正极层片和所述电解质片在所述折弯连接部被折弯，而将所述负极层片、所述正极层片和所述电解质片配设为大致蜿蜒状。
(3)根据所述(1)，本发明可为：所述电解质体是电解质液，所述电解质层包括所述电解液和隔膜。
(4)根据所述(1)至(3)中任一项，本发明可为：所述负极层片以将所述相邻的负极集电体的进深方向(例如，后述的进深方向T2)的一端(例如，后述的一端15d)侧彼此连接的方式设置所述折弯连接部，所述正极层片以将所述相邻的正极集电体的进深方向的一端(例如，后述的一端16d)侧彼此连接的方式设置所述折弯连接部，以在所述负极层片的一端侧配置所述正极层片的另一端(例如，后述的另一端16d)侧、在所述负极层片的另一端(例如，后述的另一端15c)侧配置所述正极层片的一端侧的方式，且以使在宽度方向(例如，后述的宽度方向T1)上排列的多个所述正极集电体及所述正极活性物质层分别交替重叠地配置于在宽度方向上排列的多个所述负极集电体及所述负极活性物质层的各自的一面侧、另一面侧、一面侧、…的方式构成所述电池层叠体。
(5)根据所述(1)至(4)中任一项，本发明可为：在层叠方向(例如，后述的层叠方向T3)最外侧配设所述电解质层。
(6)根据所述(2)、(4)、(5)中任一项，本发明可为：所述电解质片与所述负极层片、所述正极层片一起，在折弯部分设置狭缝(例如，后述的固体电解质片17的狭缝18)来形成。
(7)根据所述(1)至(6)中任一项，本发明可为：由狭缝形成的所述负极层片、所述正极层片、所述电解质片的折弯连接部的端部形成为凹圆弧状。
(8)根据所述(1)至(7)中任一项，本发明可为：在层叠方向上相邻的所述正极活性物质层和所述负极活性物质层以所述负极活性物质层的面积为所述正极活性物质层的面积以上的方式形成。
(9)根据所述(1)至(8)中任一项，本发明可为：所述电池层叠体构成为：在剖视时，将所述正极活性物质层、所述负极活性物质层、及所述电解质层的进深方向及宽度方向的尺寸设为所述正极活性物质层≦所述负极活性物质层≦所述电解质层。
(10)根据所述(1)至(9)中任一项，本发明可为：所述电解质体是固体电解质体，所述二次电池是固体电池(例如，后述的固体电池A)。
发明的效果
根据本发明，能够实现并提供一种可靠性高的二次电池(电池层叠体)，即使在压制成形时的高的表面压力、之后的高约束压力作用下也能够抑制产生裂纹、缺口、变形。
附图说明
图1是表示本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的剖面图。
图2是表示本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的负极层片的主视图。
图3是表示本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的正极层片的主视图。
图4是表示本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的固体电解质片(电解质体)的立体图。
图5是表示本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的负极用集电片、正极用集电片的折弯连接部的主视图。
图6是表示组合本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的负极用集电片、正极用集电片、固体电解质片的状态的主视图。
图7是表示图6中省略了固体电解质片的状态的主视图。
图8是表示将本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的负极用集电片、正极用集电片、固体电解质片组合而成为大致蜿蜒状态的状况的立体图。
图9是表示本发明的一个实施方式的固体电池层叠体、固体电池(电池层叠体、二次电池)的固体电解质片的变更例的立体图。
图10是表示现有的固体电池层叠体、固体电池的图。
[符号的说明]
10：负极集电体层
11：负极活性物质层(负极合剂层)
12：固体电解质层
13：正极活性物质层(正极合剂层)
14：正极集电体层
15：负极层片
15c：一端
15d：另一端
16：正极层片
16c：一端
16d：另一端
18：狭缝
19：负极用集电片
20：折弯连接部
21：负极活性物质层未形成部
22：正极用集电片
23：负极活性物质层未形成部
A：固体电池(二次电池)
B：固体电池层叠体(电池层叠体)
T1：宽度方向
T2：进深方向
T3：层叠方向
具体实施方式
以下，参照图1至图9，对本发明的一个实施方式的二次电池进行说明。此处，在本实施方式中，将本发明的二次电池设为固体电池进行说明。
如图1所示，本实施方式的固体电池(二次电池)A包括固体电池层叠体(电池层叠体)B而构成，所述固体电池层叠体(电池层叠体)B是按照负极集电体层10、负极活性物质层(负极合剂层)11、固体电解质层12、正极活性物质层(正极合剂层)13、正极集电体层14、正极活性物质层(正极合剂层)13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…的顺序一体地层叠而成。
另外，固体电池A构成为：将多个负极集电体层10电连接的同时，连接负极集电接片(未图示)，将多个正极集电体层14电连接的同时，连接正极集电接片(未图示)，并将固体电池层叠体B收容于层压膜(laminate film)等外装体(未图示)中。
再者，通过在负极集电接片或正极集电接片上安装外部端子，并将外部端子配设于外装体的外部，能够与外部设备进行电连接。
另一方面，在本实施方式的固体电池A中，如图2所示，构成固体电池层叠体B的多个负极集电体层10及负极活性物质层11使用一个片状的负极层片15来构成，如图3所示，多个正极集电体层14及正极活性物质层13使用一个片状的正极层片16来构成，如图4所示，多个固体电解质层12使用两个片状的固体电解质片(电解质体、电解质片)17来构成。
[负极层片]
具体地，如图2所示，负极层片15以具有规定的宽度尺寸和进深尺寸(overalldepth)的大致矩形片状形成为带状，并且包括负极用集电片19来构成，所述负极用集电片19是通过在宽度方向T1一侧端15a到另一侧端15b之间以规定的间隔设置多个狭缝18而形成，所述多个狭缝18从进深方向T2一端15c向另一端15d侧沿着进深方向T2延伸。
负极用集电片19中，从宽度方向T1的一侧端15a到最近的狭缝18之间、相邻的狭缝18之间、从另一侧端15b到最接近的狭缝18之间的部分构成相同形状大小的多个负极集电体(负极集电箔)10，将从各狭缝18的前端到负极用集电片19的另一端15d的未形成狭缝18的部分形成为折弯连接部20，所述折弯连接部20将相邻的负极集电体10彼此电性地、且机械性地连接。另外，如图2、图5所示，各折弯连接部20优选为例如通过压制加工等而成形，以使得在将所述部分折弯时，作为外表面的面成为凸圆弧状、作为内表面的面成为凹圆弧状。
如图2所示，负极层片15在负极用集电片19的多个负极集电体10的一面及另一面(优选包含侧面(端面))一体地层叠形成有负极活性物质层(负极合剂)11。负极用集电片19的负极集电体10中，将具有折弯连接部20的进深方向T2另一端15d侧的部分、即负极用集电片19的从另一端15d起至进深方向T2一端15c侧的一部分区域设为负极活性物质层未形成部21，在负极活性物质层未形成部21上未层叠形成负极活性物质层11。
再者，在本实施方式中，通过在负极用集电片19上形成3个狭缝18，而具备4个负极集电体10。这4个负极集电体10构成所述的负极集电体层(负极集电箔)10。
另外，本实施方式的各负极集电体10以及层叠在各负极集电体10上的负极活性物质层11与和其对应的后述的各正极集电体14以及层叠在各正极集电体14上的正极活性物质层13相比，优选面积相同或面积大。因此，在本实施方式中，各正极集电体14以及层叠在各正极集电体14上的正极活性物质层13通过对角部进行倒角而形成，与此相对，各负极集电体10以及层叠在各负极集电体10上的负极活性物质层11不对角部进行倒角，而形成为俯视大致方形形状。
负极用集电片19的折弯连接部20也可以兼作负极集电接片。
负极用集电片19优选为：狭缝18的进深方向T2另一端15d侧的部分(前端部分)，即，各折弯连接部20的形成狭缝18的端部成形为圆弧状(狭缝18的前端部分为凸圆弧状，折弯连接部20的端部为凹圆弧状)。通过将所述部分成形为圆弧状，能够抑制在狭缝部(18)乃至折弯连接部20产生裂纹等，能够实现耐久性、可靠性高的负极用集电片19(负极层片15)。
[正极层片]
接着，如图3所示，正极层片16以具有规定的宽度尺寸和进深尺寸的大致矩形片状形成为带状，并且包括正极用集电片22来构成，所述正极用集电片22是通过在宽度方向T1一侧端16a到另一侧端16b之间以规定的间隔设置多个狭缝18而形成，所述多个狭缝18从进深方向T2一端16c向另一端16d侧沿着进深方向T2延伸。
正极用集电片22中，从宽度方向T1的一侧端16a到最近的狭缝18之间、相邻的狭缝18之间、从另一侧端16b到最近的狭缝18之间的部分构成相同形状大小的多个正极集电体(正极集电箔)14，将从各狭缝18的前端到正极用集电片22的另一端16d的未形成狭缝18的部分形成为折弯连接部20，所述折弯连接部20将相邻的正极集电体14彼此电性地、且机械性地连接。另外，如图3、图5所示，各折弯连接部20例如通过压制加工等而成形，以使在将所述部分折弯时，作为外表面的面成为凸圆弧状、作为内表面的面成为凹圆弧状。
如图3所示，正极层片16在正极用集电片22的多个正极集电体14的一面及另一面(优选包含侧面(端面))一体地层叠形成有正极活性物质层(正极合剂)13。正极用集电片22的正极集电体14中，将具有折弯连接部20的进深方向T2另一端16d侧的部分、即正极用集电片22的从另一端16d起至进深方向T2一端16c侧的一部分区域设为正极活性物质层未形成部23，在正极活性物质层未形成部23上未层叠形成正极活性物质层13。
再者，在本实施方式中，通过在正极用集电片22上形成2个狭缝18，而具备3个正极集电体14。这3个正极集电体14构成所述的正极集电体层(正极集电箔)14。
另外，如上所述，本实施方式的各正极集电体14以及层叠在各正极集电体14上的正极活性物质层13与和其对应的各负极集电体10以及层叠在各负极集电体10上的负极活性物质层11相比，对角部进行倒角来形成，以使面积变小(面积也可相等)。
正极用集电片22的折弯连接部20也可以兼作正极集电接片。
正极用集电片22优选为：狭缝18的进深方向T2另一端16d侧的部分(前端部分)，即，各折弯连接部20的形成狭缝18的端部成形为圆弧状(狭缝18的前端部分为凸圆弧状，折弯连接部20的端部为凹圆弧状)。通过将所述部分形成为圆弧状，能够抑制在狭缝部(18)乃至折弯连接部20产生裂纹等，能够实现耐久性、可靠性高的正极用集电片22(正极层片16)。
[固体电解质片(固体电解质体)]
如图4所示，形成固体电解质层12的固体电解质片17具备电解质，所述电解质在层叠形成于负极用集电片19的负极活性物质层11与层叠形成于正极用集电片22的正极活性物质层13之间进行离子传导，所述固体电解质片17以矩形片状形成为带状。
固体电解质片17具备与负极用集电片19乃至负极层片15相同的宽度尺寸，使进深尺寸与负极用集电片19的从一端15c到负极活性物质层未形成部21的进深尺寸大致相等，即与负极活性物质层11的进深尺寸大致相等，形成为矩形片状。
[固体电池层叠体(固体电池)]
在本实施方式的固体电池层叠体B(固体电池A)中，如图6至图8所示，配置成：在负极层片15的一面和另一面的两面侧叠加固体电解质片17，且正极层片16的进深方向T2一端16c配置在负极层片15的另一端15d侧，并且与负极层片15彼此的狭缝18的位置对准。
另外，在正极层片16的宽度方向T1上排列的多个正极集电体14及正极活性物质层13分别夹设固体电解质片17并交替重叠地配置在负极层片15的多个负极集电体10及负极活性物质层11各自的一面侧、另一面侧、一面侧…。
正极用集电片22的多个折弯连接部20、负极用集电片19的多个折弯连接部20向沿进深方向T2延伸的轴中心O1折弯，以按照负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…的顺序层叠的方式，形成为大致蜿蜒状。
另外，本实施方式的固体电池A在如上所述般以按照负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…的顺序进行层叠的方式而成为大致蜿蜒状的阶段，如图1所示，在层叠方向T3上进行压制，使负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10…牢固地密接而一体化，从而形成固体电池层叠体B。
另外，此时，在本实施方式的固体电池A中，在层叠方向T3上相邻的负极活性物质层11和正极活性物质层13中，负极活性物质层11的负极活性物质层未形成部21侧的端部11a和正极活性物质层13的与正极活性物质层未形成部23相反侧的端部(16c)在进深方向T2上相同且重叠，正极活性物质层13的正极活性物质层未形成部23侧的端部13a和负极活性物质层11的与负极活性物质层未形成部21相反侧的端部(15c)在进深方向T2上相同且重叠(参照图2、图3)，由此形成固体电池层叠体B。
再者，在本实施方式中，将以矩形片状而呈带状的固体电解质片(固体电解质体)17配放成大致蜿蜒状而连续地夹设于相邻的负极层片15与正极层片16之间，但固体电解质体只要夹设于相邻的负极层片15与正极层片16之间即可，例如，也可以采用以下等其他方式、方法：将袋状的固体电解质体配置为内包负极层片15或正极层片16，或者在负极层片15或正极层片16上直接涂敷固体电解质体(固体电解质层)。
此处，作为负极活性物质层11所包含的负极活性物质，例如可列举：锂金属、Li-Al合金或Li-In合金等锂合金、Li4Ti5O12等钛酸锂、碳纤维或石墨等碳材料等。但是，负极活性物质并无特别限定，可应用作为固体电池的负极活性物质而公知的物质。对于其组成也无特别限制，可包含固体电解质、导电助剂或粘结剂等。
作为负极用集电片19(负极集电体10)的材料，例如可列举：SUS、Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Al、Fe、Ti、Zn等金属等。另外，作为负极集电体的形状，例如可列举：箔状、板状、网状、无纺布状、发泡状等。另外，为了提高密接性，可在集电体的表面配置碳等，也可使表面粗糙化。但是，负极用集电片19并无特别限定，可应用能够用于固体电池A的负极的公知的集电体。
作为正极活性物质层13所含的正极活性物质，例如可列举：二硫化钛、二硫化钼、硫化锂或硫等硫化物；硒化铌等过渡金属硫属化物；镍酸锂(LiNiO2)、锰酸锂(LiMnO2、LiMn2O4)、钴酸锂(LiCoO2)等过渡金属氧化物等。
再者，正极活性物质并无特别限定，可应用作为固体电池A的正极活性物质而公知的物质。对于其组成也无特别限制，可包含固体电解质、导电助剂或粘结剂等。
作为正极用集电片22(正极集电体14)的材料，例如可列举：SUS、Al、Ni、Cr、Au、Pt、Fe、Ti、Zn等金属等或导电性碳(例如，石墨(graphite)或碳纳米管(carbon nanotube，CNT))等。另外，作为正极集电体的形状，例如可列举：箔状、板状、网状、无纺布状、发泡状等。另外，为了提高密接性，可在集电体的表面配置碳等，也可使表面粗糙化。再者，正极用集电片22并无特别限定，可应用能够用于固体电池A的正极的公知的集电体。
作为固体电解质层12(固体电解质片17)的固体电解质，例如可列举：硫化物系无机固体电解质、NASICON型氧化物系无机固体电解质、钙钛矿型氧化物无机固体电解质等；含锂的盐等无机固体电解质；或聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质；包含含锂的盐或锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质。但是，固体电解质并无特别限定。另外，固体电解质视需要而包含粘结剂等。对于固体电解质中所含的各物质的组成比，只要电池能够适当地工作，则无特别限定。固体电解质层12(固体电解质片17)可由固体电解质本身形成，也可将固体电解质固定于包含化学上稳定的原材料的多孔质的基材。固体电解质层12(固体电解质片17)只要是能够进行正极层片16与负极层片15之间的离子传导的状态，则厚度、形状等并无特别限定。另外，制造方法也无特别限定。
因此，在本实施方式的固体电池A中，具备：负极层片15，在层叠方向T3上相邻的负极集电体10彼此通过折弯连接部20而部分地相连的负极用集电片19的负极集电体10上，层叠形成负极活性物质层11而成；正极层片16，在层叠方向T3上相邻的正极集电体14彼此通过折弯连接部20而部分地相连的正极用集电片22的正极集电体14上，层叠形成正极活性物质层13而成；以及固体电解质片17，以从两面侧夹着负极层片15的负极集电体10及负极活性物质层11的方式配设，通过在折弯连接部20折弯而形成为大致蜿蜒状，能够按照负极集电体层10、负极活性物质层11、固体电解质层12、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、固体电解质层12、负极活性物质层11、负极集电体层10、…的顺序层叠而形成一体化的固体电池A。
由此，不存在以往那样的弯曲部3，能够在维持卷绕形的固体电池A的生产的容易性的同时，消除因压制成形时的压力、高约束压力而在合剂(负极活性物质层11、正极活性物质层13)中产生裂纹、缺口、产生变形的不良情况。
因而，根据本实施方式的固体电池A，与现有的卷绕形的固体电池相比，能够谋求成品率的提高、安全性的提高以及初始性能的维持和寿命的长期化，从而能够实现并提供可靠性高的固体电池A(固体电池层叠体B)。
以上，对本发明的二次电池一个实施方式进行了说明，但本发明并不限定于所述一个实施方式，在不脱离其主旨的范围内能够适宜地变更。
例如，在本实施方式中，将本发明的二次电池设为固体电池进行了说明，但本发明的二次电池无需限定于固体电池，也可在相邻的负极层片15与正极层片16之间夹设液状的电解质(电解质体)而构成。
此时，液状的电解质(电解质体)并无特别限定，可应用锂离子二次电池所使用的公知的电解质体。
另外，作为构成电解质体的溶剂，例如可以举出碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸亚丙脂等，也可以将它们混合使用。
并且，作为构成电解质体的电解质，可以举出LiPF6、LiBF4、LiClO4等含锂的盐、LiTFSi等含锂的离子液体，也可以将它们混合使用。另外，电解质体根据需要也可以含有添加剂等。
在此，在夹设液状的电解质(电解质体)的情况下，例如通过在正极层片16或负极层片15的至少一者的两侧配设隔膜，在折弯连接部20折弯而形成大致蜿蜒状，按照负极集电体层10、负极活性物质层11、隔膜(电解质体)、正极活性物质层13、正极集电体层14、正极活性物质层13、隔膜(电解质体)、负极活性物质层11、负极集电体层10、…的顺序进行层叠，从而能够形成二次电池。
另外，用于二次电池的隔膜只要能够浸渍液状的电解质(电解质体)等，则没有特别限定，作为锂离子二次电池的隔膜可以应用公知的隔膜。例如可以举出无纺布或多孔性膜等多孔质片材。
隔膜的材料也没有特别限定，例如可以举出聚丙烯、聚乙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二酯、乙烯-丙烯共聚物、纤维素等。另外，隔膜的基量和厚度没有特别限定，能够根据二次电池的要求性能等适当设定。
进而，在本实施方式中，将本发明的固体电解质体设为固体电解质片17进行了说明。与此相对，也可构成为：在负极用集电片19的负极集电体10层叠形成负极活性物质层11，并在所述负极活性物质层11上层叠形成固体电解质层12，或者在正极用集电片22的正极集电体14层叠形成正极活性物质层13，并在所述正极活性物质层13上层叠形成固体电解质层12，来包括固体电解质体。
在所述情况下，优选构成为：在负极用集电片19的负极活性物质层未形成部21和形成负极活性物质层未形成部21的部分的负极用集电片19的端面，设置将绝缘性材料一体地层叠形成而成的绝缘层和/或将固体电解质一体地层叠形成而成的固体电解质层(包含绝缘层和/或固体电解质层的负极集电体包覆层)。
另外，优选构成为：在正极用集电片22的正极活性物质层未形成部23和形成正极活性物质层未形成部23的部分的正极用集电片22的端面，设置将绝缘性材料一体地层叠形成而成的绝缘层和/或将固体电解质一体地层叠形成而成的固体电解质层(包含绝缘层和/或固体电解质层的正极集电体包覆层)。
进而，负极集电体包覆层优选以与负极活性物质层11(或将负极活性物质层11与其上所层叠的固体电解质层12合并的层)同等的厚度形成。另外，正极集电体包覆层优选以与正极活性物质层13(或将正极活性物质层13与其上所层叠的固体电解质层12合并的层)同等的厚度形成。
另外，如图1所示，优选为以剖视的进深方向T2(及宽度方向T1)的尺寸为正极活性物质层(正极合剂层)13≦负极活性物质层(负极合剂层)11≦固体电解质层12的方式构成固体电池A、固体电池层叠体B。
由此，在电池制造过程中，当在层叠方向T3上对固体电池层叠体B进行压制时，不会出现以下情况：在负极用集电片19的负极活性物质层未形成部21的部分和正极用集电片22的正极活性物质层未形成部23的部分残留空隙，负极活性物质层未形成部21和正极活性物质层未形成部23成为诱发裂缝产生的区域。另外，可使所获得的负极层叠体(固体电池用负极)、正极层叠体(固体电池用正极)的平面度公差和平行度公差最小，结果，多层化时的体积变小，可有助于高能量化。
作为构成绝缘层的绝缘性材料，例如可列举具有绝缘性的树脂，可例示：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、甲基丙烯酸树脂、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(AcrylonitrileButadiene Styrene，ABS)树脂等热塑性绝缘树脂、酚树脂、环氧树脂、聚氨基甲酸酯、有机硅树脂、醇酸树脂等热硬化性绝缘树脂等。再者，绝缘性材料并无特别限定。
作为形成负极集电体包覆层和正极集电体包覆层的固体电解质层的固体电解质，例如可列举：硫化物系无机固体电解质、NASICON型氧化物系无机固体电解质、钙钛矿型氧化物无机固体电解质等、含锂的盐等无机固体电解质；或聚环氧乙烷等聚合物系的固体电解质；包含含锂的盐或锂离子传导性的离子液体的凝胶系的固体电解质。再者，优选设为与构成固体电池A时的固体电解质层12所使用的固体电解质相同的物质，尤其优选为硫化物系无机固体电解质。但是，在固体电解质中也不需要进行特别限定。
另一方面，如图9所示，在如本实施方式那样使用固体电解质片17的情况下，固体电解质片17也可以与负极用集电片19及正极用集电片22大致相同的间隔、大小(长度、宽度)具备从进深方向T2一端17a延伸至另一端17b侧的狭缝18而形成。即使在这种情况下，也优选狭缝18的进深方向T2另一端17b侧的部分(前端部分)成形为圆弧状(狭缝18的前端部分为凸圆弧状，折弯连接部的端部为凹圆弧状)。由此，可抑制狭缝部(18)的裂纹。
在这种情况下，如本实施方式那样，在负极层片15的一面和另一面分别叠加时，通过使负极用集电片19及正极用集电片22的狭缝18、与固体电解质片17彼此的狭缝18的位置对准，可进一步提高设为大致蜿蜒状并进行压制而得的固定电池层叠体B的密度以及电池性能。
另外，在固体电解质片17上设置有狭缝18的情况下，将两片固体电解质片17分别相对于在负极层片15的宽度方向T1上排列的多个负极用集电片19及正极用集电片22设置为：将其中一个固体电解质片17从负极层片15的宽度方向T1一侧端15a侧开始，依次交替配置于负极用集电片19的一面侧、下一个负极用集电片19的另一面侧、所述下一个负极用集电片19的一面侧、再下一个负极用集电片19的另一面侧，将另一个固体电解质片17从负极层片15的宽度方向T1一侧端15a侧开始，依次交替配置于负极用集电片19的另一面侧、下一个负极用集电片19的一面侧、所述下一个负极用集电片19的另一面侧、再下一个负极用集电片19的一面侧。在这种情况下，能够使两片固体电解质片17彼此、两片固体电解质片17与负极层片15彼此缠绕，在压制时等，能够提高固体电解质片17与负极层片15(以及正极层片16)的一体性，进而能够进一步形成高密度、电池性能优异的固体电池A。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括：
负极层片，在层叠方向上相邻的负极集电体彼此通过折弯连接部而部分地相连的负极用集电片的各负极集电体上，层叠形成负极活性物质层而成；
正极层片，在所述层叠方向上相邻的正极集电体彼此通过折弯连接部而部分地相连的正极用集电片的各正极集电体上，层叠形成正极活性物质层而成；以及
电解质体，夹设于所述负极活性物质层与所述正极活性物质层之间，且
所述二次电池包括电池层叠体，所述电池层叠体在所述折弯连接部将所述负极层片与所述正极层片折弯，使所述负极层片与所述正极层片配设成大致蜿蜒状，并按照所述负极集电体、所述负极活性物质层、所述电解质体、所述正极活性物质层、所述正极集电体、所述正极活性物质层、所述电解质体、所述负极活性物质层、所述负极集电体的顺序层叠经一体化而成。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中
所述电解质体是形成为片状的电解质片，
所述电解质片被配设为从两面侧夹着所述负极层片的各个所述负极集电体和所述负极活性物质层，并且所述负极层片、所述正极层片和所述电解质片在所述折弯连接部被折弯，而将所述负极层片、所述正极层片和所述电解质片配设为大致蜿蜒状。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中
所述电解质体是电解质液，
所述电解质层包括所述电解液和隔膜。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中
所述负极层片以将所述相邻的负极集电体的进深方向的一端侧彼此连接的方式设置所述折弯连接部，
所述正极层片以将所述相邻的正极集电体的进深方向的一端侧彼此连接的方式设置所述折弯连接部，
以在所述负极层片的一端侧配置所述正极层片的另一端侧、在所述负极层片的另一端侧配置所述正极层片的一端侧的方式，且以使在宽度方向上排列的多个所述正极集电体及所述正极活性物质层分别交替重叠地配置在在宽度方向上排列的多个所述负极集电体及所述负极活性物质层的各自的一面侧、另一面侧、一面侧的方式构成所述电池层叠体。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中在所述层叠方向最外层配设有所述电解质层。
6.根据权利要求2、4、或5所述的二次电池，其中所述电解质片与所述负极层片、所述正极层片一起，在折弯部分设置狭缝来形成。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的二次电池，其中由狭缝形成的所述负极层片、所述正极层片、或所述电解质片的所述折弯连接部的端部形成为凹圆弧状。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的二次电池，其中在所述层叠方向上相邻的所述正极活性物质层和所述负极活性物质层以所述负极活性物质层的面积为所述正极活性物质层的面积以上的方式形成。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的二次电池，其中所述电池层叠体构成为：在剖视时，将进深方向T2及宽度方向T1的尺寸设为所述正极活性物质层≦所述负极活性物质层≦所述电解质层。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的二次电池，其中所述电解质体是固体电解质体，所述二次电池是固体电池。
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