[发明专利]锂离子二次电池以及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包括由正极层、固体电解质层、负极层构成的层压体的多层全固体型的锂离子二次电池和其制造方法。 

背景技术

专利文献1：特开2006-261008号公报。专利文献2：特开2000-285910号公报。专利文献3：特开2007-5279号公报。 

近年来，随着电子技术异常显著的发展，人们力图制造出更小，更轻，更薄，功能更多的便携式电子设备。与此同时，作为电子设备的电源的电池，对提高其小型轻量化、薄型化、可靠性的要求不断提高。为了满足这种要求，提出了通过固体电解质层将多个正极层和负极层层压的多层型的锂离子二次电池的方案。多层型的锂离子二次电池是将厚度为数十μm的电池单元层压组装而成的，所以可以很容易地实现更小、更轻、更薄的电池。特别是，并联型或串并联型的层压电池的优点是：即使很小的单元面积也可以实现很大的放电容量。另外，使用固体电解质代替电解液的全固体型锂离子二次电池，不用担心其发生电解液漏出和枯竭的问题，可靠性高。而且，由于是使用锂的电池，所以可以获得高电压、高能量密度。 

关于多层全固体型锂离子二次电池，专利文献1提出了按顺序将负极层、集电体层、负极层、电解质层、正极层、集电体层、正极层层压的电池。图16是专利文献1中记载的现有的锂离子二次电池的剖面图。在电池101中，通过电解质层102，将夹着集电体层105的正极层103和夹着集电体层106的负极层104层压。图16所示的电池是并联型电池，其中，作为电池的输出端子的正极端子107、负极端子108被配置在层压体的侧面，各自与多个正极层103、多个负极层104接触。专利文献1中记载的电池的正极层和负极层的材料包含活性物质。并且专利文献1记载了：作为正极层的材料，包含金属氧化物或金属硫化物的活性物质为优选的材料；作为负极层的材料，包含金属锂或锂合金 的活性物质为优选的材料。如图16所示，并联多层型电池从电极端子到电极层(正极层、负极层)端部的距离长。另外，用于锂离子电池的活性物质材料中，氧化物类材料与合金类材料相比，随着锂离子的移动的体积变化小，具有不易发生电极的微粉化、脱落的优点，但同时也具有导电率小的缺点。电极层中的电阻变高的话，会产生电池的内部阻抗升高，放电负荷特性变差，放电容量降低的问题。因此，专利文献1采用了，通过将导电率大的集电体层与导电率小的电极层摞在一起层压，来降低电极中的阻抗的结构。但是，制造这种结构的电池时，为了形成正极和负极的各电极，需要对电极层、集电体层、电极层各自进行涂敷干燥工艺。另外，还需要电极层和集电体层的配向工艺。因此，特别是层压数多的情况下，会有工艺复杂，制造成本高的问题。另外，由于涂敷干燥工艺多，所以，由于在电极层、集电体层的形成工艺中所使用的溶剂的缘故，会出现作为底漆的电解质层片的强度降低，发生损伤(片侵蚀)，电池制造时成品率降低的问题。 

专利文献2中记载了在层压锂电池中，尝试减少电极层本身的电阻。专利文献2中记载了使用电极层的锂电池，该电极层是由其中分散了具有导电性的粒子的固体电解质和金属氧化物的烧结体形成的。另外，作为电极材料的混合比例，作为活性物质的金属氧化物、固体电解质、具有导电性的粒子的重量比为8∶1∶1。通过混合固体电解质，可以确保活性物质和固体电解质的接触面积宽，降低电极内的阻抗。但是，由于电极层中含有固体电解质，所以，不能将充分量的活性物质混合到电极层中，这样，就产生了能量密度降低的问题。由于相同原因，不能将充分的量的导电性粒子混合到电极中。而且，由于采用在电极中导电性粒子分散在固体电解质中的结构，所以，导电性粒子之间的接触为点接触或无接触，在降低电极的阻抗方面不能取得很大效果。实际上，专利文献2的实施例中记载了具有除电极层不之外的，用于降低阻抗的集电体层的电池。从该内容可以看出：专利文献2中所公开的技术即使可以通过将导电性粒子混合到电极中来多少实现阻抗的降低，也不能将阻抗充分降低到可以不使用集电体也能制造高性能电池的程度。 

发明内容

发明要解决的课题

本发明的目的为提供一种将正极层、固体电解质层、负极层层压的多层全固体型的锂离子二次电池以及其制造方法。在该二次电池中，可以不使用集电体层就能降低电极的阻抗，并且可以实现制造工艺简化和制造成本的降低。 

解决课题的方法