[发明专利]固体电池

说明书

提供一种固体电池，该固体电池具有固体电池层叠体而构成，所述固体电池层叠体层叠有正极层、负极层以及介于正极层与负极层之间的固体电解质层，该固体电池具备分别设置在固体电池层叠体的对置的侧面上的正极端子以及负极端子的外部端子。在该固体电池中，正极层以及负极层的电极层具有活性物质部分和集电体部分而构成，所述活性物质部分包含用于该电极层的活性物质，所述集电体部分具有相对于该活性物质部分相对较小的活性物质密度，并且，该固体电池具有在设置于活性物质部分的端面上的集电体部分进行集电的端面集电结构。

技术领域

本发明涉及一种固体电池。更具体而言，本发明涉及一种层叠型固体电池。

背景技术

一直以来，能够反复充放电的二次电池被用于各种用途。例如，二次电池被用作智能手机以及笔记本电脑等电子设备的电源。

在二次电池中，一般使用液体电解质作为有助于充放电的用于离子移动的介质。即，所谓的电解液被用于二次电池。然而，在这样的二次电池中，在防止电解液漏出方面一般要求安全性。另外，由于用于电解液的有机溶剂等是可燃性物质，因此在这一点上也要求安全性。

因此，对使用了固体电解质来代替电解液的固体电池进行了研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-192370号公报

固体电池具有固体电池层叠体而构成，所述固体电池层叠体由正极层、负极层以及它们之间的固体电解质层构成(参照专利文献1)。如图10所示，在固体电池层叠体500’中，依次层叠有正极层10A、固体电解质层20、负极层10B。在固体电池层叠体500’上，以与其对置相对的两个侧面(即，正极侧端面500’A以及负极侧端面500’B)接触的方式设置有正极端子30A和负极端子30B。

在正极层10A中，正极活性物质部分11A和正极集电体部分12A在层叠方向上邻接。换言之，正极层10A在其活性物质部分的内部或主面具有正极集电体部分12A(即，导电性层)。同样地，在负极层10B中，负极活性物质部分11B和负极集电体部分12B在层叠方向上邻接。换言之，负极层10B在其活性物质部分的内部或主面具有负极集电体部分12B(即，导电性层)。

如图10的剖视观察所示，正极层10A与正极端子30A直接接触，并且从负极端子30B分离。同样地，负极层10B与负极端子30B直接接触，并且从正极端子30A分离。至少包含电绝缘材料的正极分离部40A以及负极分离部40B分别介于正极层10A与负极端子30B之间以及负极层10B与正极端子30A之间。

本申请发明人注意到在上述那样的以往提出的固体电池中依然存在需要克服的技术问题，并且发现有必要采取相应的措施。具体而言，本申请发明人发现存在以下的技术问题。

图10中例示的固体电池500具有在电极层(例如，正极层10A)中在该电极层的活性物质部分(例如，正极活性物质部分11A)的主面(例如，主面11A’)进行集电的主面集电结构。

在该主面集电结构中，正极活性物质部分11A和正极集电体部分12A在层叠方向上邻接。如果为这样的构成，则固体电池中的活性物质部分的体积比率能够变小。由此，能量密度有可能降低。

另外，在采用了负极集电体部分12B包含负极活性物质并且在正极层10A与负极端子30B之间设置不包含电极活性物质的正极分离部40A的结构的情况下，有时在充电时离子扩散到负极活性物质部分11B与负极端子30B之间的负极区域中，并且在放电时难以取出。

同样地，在采用了正极集电体部分12A包含正极活性物质并且在负极层10B与正极端子30A之间设置不包含电极活性物质的负极分离部40B的结构的情况下，有时由于从正极活性物质部分11A与正极端子30A之间的正极区域供给过量的离子，还原物质容易析出。