電池的制作方法
本公開涉及電池。
背景技術(shù)：
專利文獻(xiàn)1中公開了一種鋰二次電池，該鋰二次電池構(gòu)成為：對(duì)于包含正極、隔板和負(fù)極的層疊體的彎折部分，在正極板和負(fù)極板設(shè)置未涂布部，并且用絕緣膠帶覆蓋未涂布部。
在先技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1：日本特開2002-093404號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
以往技術(shù)中，期望高能量密度的電池。
本公開的一技術(shù)方案中的電池，具備第1部分和第2部分，所述第1部分包含第1正極層、第1負(fù)極層、和位于所述第1正極層與所述第1負(fù)極層之間的第1固體電解質(zhì)層，所述第2部分包含第2正極層、第2負(fù)極層、和位于所述第2正極層與所述第2負(fù)極層之間的第2固體電解質(zhì)層，所述第1部分和所述第2部分相互接觸，所述第2部分以與所述第1部分相比急劇彎曲的狀態(tài)配置，將所述第1正極層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cp1，將所述第2正極層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cp2，將所述第1固體電解質(zhì)層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Ce1，將所述第2固體電解質(zhì)層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Ce2，將所述第1負(fù)極層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cn1，將所述第2負(fù)極層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cn2時(shí)，滿足Cp1<Cp2、Ce1<Ce2、且Cn1<Cn2。
根據(jù)本公開，能夠?qū)崿F(xiàn)高能量密度的電池。
附圖說明
圖1是表示實(shí)施方式1中的電池1000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖6是表示實(shí)施方式1中的電池2000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖7是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖8是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖9是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖10是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖11是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2500的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖12是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2600的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖13是用于說明負(fù)極NE的制造方法的圖
圖14是用于說明正極PE的制造方法的圖。
圖15是用于說明電池的制造方法的圖。
圖16是表示電池的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖17是表示實(shí)施方式3中的電池3000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖18是表示實(shí)施方式3中的變形例的電池3100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖19是表示實(shí)施方式4中的電池4000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖20是表示實(shí)施方式4中的變形例的電池4100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖21是表示實(shí)施方式4中的變形例的電池4200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖22是表示實(shí)施方式5中的電池5000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖23是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖24是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖25是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖26是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖27是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5500的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖28是用于說明雙極電極的正極側(cè)部分Pp的制造方法的圖。
圖29是用于說明雙極電極BU1的制造方法的圖。
圖30是用于說明電池的制造方法的圖。
圖31是表示通過工序B8制作的電池的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
標(biāo)號(hào)說明
PC 正極集電體
NC 負(fù)極集電體
101 第1部分
PA11 第1正極層
NA11 第1負(fù)極層
SE11 第1固體電解質(zhì)層
102 第2部分
PA12 第2正極層
NA12 第2負(fù)極層
SE12 第2固體電解質(zhì)層
103 第3部分
PA13 第3正極層
NA13 第3負(fù)極層
SE13 第3固體電解質(zhì)層
C1 集電體層
C2 第2集電體層
201 第4部分
PA21 第4正極層
NA21 第4負(fù)極層
SE21 第4固體電解質(zhì)層
202 第5部分
PA22 第5正極層
NA22 第5負(fù)極層
SE22 第5固體電解質(zhì)層
203 第6部分
PA23 第6正極層
NA23 第6負(fù)極層
SE23 第6固體電解質(zhì)層
具體實(shí)施方式
以下，參照附圖對(duì)實(shí)施方式進(jìn)行說明。
(實(shí)施方式1)
圖1是表示實(shí)施方式1中的電池1000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式1中的電池1000具備第1部分101和第2部分102。
第1部分101包含第1正極層PA11、第1負(fù)極層NA11和第1固體電解質(zhì)層SE11。
第1固體電解質(zhì)層SE11位于第1正極層PA11與第1負(fù)極層NA11之間。
第2部分102包含第2正極層PA12、第2負(fù)極層NA12和第2固體電解質(zhì)層SE12。
第2固體電解質(zhì)層SE12位于第2正極層PA12與第2負(fù)極層NA12之間。
第1部分101和第2部分102相互接觸。
第2部分102以與第1部分101相比急劇彎曲的狀態(tài)配置。
在此，將第1正極層PA11中的粘結(jié)劑的濃度(重量％)設(shè)為Cp1。并且，將第2正極層PA12中的粘結(jié)劑的濃度(重量％)設(shè)為Cp2。并且，將第1固體電解質(zhì)層SE11中的粘結(jié)劑的濃度(重量％)設(shè)為Ce1。并且，將第2固體電解質(zhì)層SE12中的粘結(jié)劑的濃度(重量％)設(shè)為Ce2。將第1負(fù)極層NA11中的粘結(jié)劑的濃度(重量％)設(shè)為Cn1。將第2負(fù)極層NA12中的粘結(jié)劑的濃度(重量％)設(shè)為Cn2。
此時(shí)，實(shí)施方式1中的電池1000，滿足Cp1<Cp2、Ce1<Ce2、Cn1<Cn2之中的至少一個(gè)。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)高能量密度的電池。
例如，使用了無機(jī)固體電解質(zhì)的電池中，出于提高粒子彼此的粘結(jié)性或粒子與集電體的粘結(jié)性的目的而使用粘結(jié)劑。
例如，正極合劑層(正極層)可包含正極活性物質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)和粘結(jié)劑。另外，無機(jī)固體電解質(zhì)層可包含無機(jī)固體電解質(zhì)和粘結(jié)劑。另外，負(fù)極合劑層(負(fù)極層)可包含負(fù)極活性物質(zhì)、無機(jī)固體電解質(zhì)和粘結(jié)劑。
像這樣，通過包含粘結(jié)劑，能夠抑制以由于伴隨電池的卷繞或彎折形成彎曲部而發(fā)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力等為原因的、粒子彼此的接觸點(diǎn)的分割或粒子與集電體的接觸點(diǎn)的分割。其結(jié)果，能夠提高電池的能量密度。
另一方面，粘結(jié)劑是不傳導(dǎo)鋰離子和電子的絕緣性的物質(zhì)。因此，正極合劑層、無機(jī)固體電解質(zhì)層、負(fù)極合劑層中所含的粘結(jié)劑的濃度越大，電池的充放電特性降低，能量密度降低。
另外，使用了液體電解質(zhì)的電池中，例如，液體電解液容易浸滲于在正極合劑層所含的正極活性物質(zhì)與粘結(jié)劑之間產(chǎn)生的小的空隙中。由此，形成良好的活性物質(zhì)/電解質(zhì)界面。
另一方面，例如，使用了無機(jī)固體電解質(zhì)的電池中，無機(jī)固體電解質(zhì)難以浸滲于這樣的小的空隙中。因此，無法形成良好的活性物質(zhì)/電解質(zhì)界面，充放電特性降低。
與此相對(duì)，實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)中，在形變或受到內(nèi)部應(yīng)力的電池的第2部分(例如彎曲部)中，粘結(jié)劑的濃度大。另一方面，在第1部分(例如直線部)中，粘結(jié)劑的濃度小。
因此，實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)，能夠抑制在第2部分(例如彎曲部)中由于形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的能量密度降低，并且能夠抑制在第1部分(例如直線部)中由于粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。
其結(jié)果，與直線部和彎曲部這兩者的粘結(jié)劑濃度一樣大的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
另外，如專利文獻(xiàn)1所公開的在彎曲部不設(shè)置合劑層的結(jié)構(gòu)中，不會(huì)發(fā)生形變或應(yīng)力。另一方面，在未涂布部(也就是不設(shè)置合劑層的彎曲部)不進(jìn)行發(fā)電。因此，電池的能量密度降低。
與此相對(duì)，實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)中，在第2部分(例如彎曲部)也設(shè)置正極層、負(fù)極層、固體電解質(zhì)層。
因此，與在彎曲部不設(shè)置合劑層的結(jié)構(gòu)相比，實(shí)施方式1的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
第1部分101可以是直線(平面)配置的部分。
或者，第1部分101也可以是與第2部分102相比平緩彎曲而配置的部分。
第1部分101例如可以是卷繞結(jié)構(gòu)的電池或曲折結(jié)構(gòu)的電池中的非彎曲部的部分。
第2部分102例如可以是卷繞結(jié)構(gòu)的電池或曲折結(jié)構(gòu)的電池中的彎曲部。
再者，第1部分101的厚度與第2部分102的厚度可以相同。
或者，第1部分101的厚度與第2部分102的厚度也可以不同。
作為粘結(jié)劑，例如可使用聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯腈、六氟聚丙烯、苯乙烯丁二烯橡膠、羧甲基纖維素等。
再者，可以設(shè)為第1正極層PA11、第2正極層PA12、第1固體電解質(zhì)層SE11、第2固體電解質(zhì)層SE12、第1負(fù)極層NA11和第2負(fù)極層NA12都包含粘結(jié)劑。
或者，可以是第1正極層PA11不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
或者，可以是第1固體電解質(zhì)層SE11不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
或者，可以是第1負(fù)極層NA11不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式1中的電池1000，在滿足Cp1<Cp2的情況下，可以是第2固體電解質(zhì)層SE12和第2負(fù)極層NA12之中的一者或兩者不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式1中的電池1000，在滿足Ce1<Ce2的情況下，可以是第2正極層PA12和第2負(fù)極層NA12之中的一者或兩者不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式1中的電池1000，在滿足Cn1<Cn2的情況下，可以是第2正極層PA12和第2固體電解質(zhì)層SE12之中的一者或兩者不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，第1部分101中所含的粘結(jié)劑與第2部分102中所含的粘結(jié)劑可以是相同的材料。
另外，第1部分101中所含的粘結(jié)劑與第2部分102中所含的粘結(jié)劑也可以是不同材料的粘結(jié)劑。
第1固體電解質(zhì)層SE11和第2固體電解質(zhì)層SE12是包含固體電解質(zhì)的層。
作為該固體電解質(zhì)，例如可使用無機(jī)固體電解質(zhì)。
作為該無機(jī)固體電解質(zhì)，例如可使用氧化物固體電解質(zhì)或硫化物固體電解質(zhì)等。
作為氧化物固體電解質(zhì)，例如可使用以LiTi2(PO4)3及其元素置換體為代表的NASICON型固體電解質(zhì)、(LaLi)TiO3系的鈣鈦礦型固體電解質(zhì)、以Li14ZnGe4O16、Li4SiO4、LiGeO4及其元素置換體為代表的LISICON型固體電解質(zhì)、以Li7La3Zr2O12及其元素置換體為代表的石榴石型固體電解質(zhì)、Li3N及其H置換體、Li3PO4及其N置換體等。
作為硫化物固體電解質(zhì)，例如可使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li10GeP2S12等。另外，可以向它們添加LiX(X：F、Cl、Br、I)、MOy、LixMOy(M：P、Si、Ge、B、Al、Ga、In的任一種)(x、y：自然數(shù))等。Li2S-P2S5的離子導(dǎo)電率高、且在低電位難以被還原，粒子硬度小。因此，通過使用Li2S-P2S5，電池化變得容易，并且能夠得到高能量密度的電池。
第1固體電解質(zhì)層SE11和第2固體電解質(zhì)層SE12的厚度可以為1～100μm。再者，固體電解質(zhì)層的厚度小于1μm的情況下，正極層和負(fù)極層短路的可能性提高。再者，固體電解質(zhì)層的厚度大于100μm的情況下，高輸出時(shí)的工作有可能變得困難。
再者，第1固體電解質(zhì)層SE11中所含的固體電解質(zhì)與第2固體電解質(zhì)層SE12中所含的固體電解質(zhì)可以是相同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)。
或者，第1固體電解質(zhì)層SE11中所含的固體電解質(zhì)與第2固體電解質(zhì)層SE12中所含的固體電解質(zhì)也可以是不同材質(zhì)或結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)。
再者，第1固體電解質(zhì)層SE11與第2固體電解質(zhì)層SE12可以相互接觸。
第1正極層PA11和第2正極層PA12是包含正極活性物質(zhì)的層。
第1正極層PA11和第2正極層PA12可以是包含正極活性物質(zhì)和固體電解質(zhì)的正極合劑層。
正極活性物質(zhì)例如可以是吸藏和放出金屬離子的材料。正極活性物質(zhì)例如可以是吸藏和放出鋰離子的材料。作為正極活性物質(zhì)，例如可使用含鋰的過渡金屬氧化物、過渡金屬氟化物、聚陰離子和氟化聚陰離子材料、以及過渡金屬硫化物等。在使用含鋰離子的過渡金屬氧化物的情況下，能夠減少制造成本，并且提高平均放電電壓。
正極合劑層的厚度可以為10～500μm。再者，正極合劑層的厚度小于10μm的情況下，電池的能量密度的充分確保有可能變得困難。再者，正極合劑層的厚度大于500μm的情況下，高輸出時(shí)的動(dòng)作有可能變得困難。
再者，第1正極層PA11中所含的正極活性物質(zhì)與第2正極層PA12中所含的正極活性物質(zhì)可以是相同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)。
或者，第1正極層PA11中所含的正極活性物質(zhì)與第2正極層PA12中所含的正極活性物質(zhì)也可以是不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)。
再者，第1正極層PA11與第2正極層PA12可以相互接觸。
第1負(fù)極層NA11和第2負(fù)極層NA12是包含負(fù)極活性物質(zhì)的層。
第1負(fù)極層NA11和第2負(fù)極層NA12可以是包含負(fù)極活性物質(zhì)和固體電解質(zhì)的負(fù)極合劑層。
負(fù)極活性物質(zhì)例如可以是吸藏和放出金屬離子的材料。負(fù)極活性物質(zhì)例如可以是吸藏和放出鋰離子的材料。作為負(fù)極活性物質(zhì)，例如可使用鋰金屬、與鋰進(jìn)行合金化反應(yīng)的金屬或合金、碳、過渡金屬氧化物、過渡金屬硫化物等。作為碳，例如可使用石墨、或硬碳、焦炭之類的非石墨系碳。作為過渡金屬氧化物，例如可使用CuO、NiO等。作為過渡金屬硫化物，例如可使用由CuS表示的硫化銅等。作為顯示與鋰合金化反應(yīng)的金屬或合金，例如可使用硅化合物、錫化合物、鋁化合物與鋰的合金等。使用了碳的情況下，能夠減少制造成本，并且提高平均放電電壓。
負(fù)極合劑層的厚度可以為10～500μm。再者，負(fù)極合劑層的厚度小于10μm的情況下，電池的能量密度的充分確保有可能變得困難。再者，負(fù)極合劑層的厚度大于500μm的情況下，高輸出時(shí)的工作有可能變得困難。
再者，第1負(fù)極層NA11中所含的負(fù)極活性物質(zhì)與第2負(fù)極層NA12中所含的負(fù)極活性物質(zhì)可以是相同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)。
或者，第1負(fù)極層NA11中所含的負(fù)極活性物質(zhì)與第2負(fù)極層NA12中所含的負(fù)極活性物質(zhì)也可以是不同的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)。
再者，第1負(fù)極層NA11與第2負(fù)極層NA12可以相互接觸。
圖1所示的電池1000具備正極集電體PC。
正極集電體PC中，第1正極層PA11與第2正極層PA12接觸設(shè)置。
作為正極集電體，例如可使用由鋁、不銹鋼、鈦、以及它們的合金等金屬材料作成的多孔質(zhì)或無孔的片材或薄膜等。鋁及其合金便宜且容易薄膜化。作為片材或薄膜，也可以是金屬箔或絲網(wǎng)等。
正極集電體的厚度可以為1～30μm。再者，正極集電體的厚度小于1μm的情況下，機(jī)械強(qiáng)度不充分，容易發(fā)生集電體的斷裂或破損。再者，正極集電體的厚度大于30μm的情況下，電池的能量密度有可能降低。
再者，可以在正極集電體PC附設(shè)正極端子。
圖1所示的電池1000具備負(fù)極集電體NC。
負(fù)極集電體NC中，第1負(fù)極層NA11與第2負(fù)極層NA12接觸設(shè)置。
作為負(fù)極集電體，例如可使用由不銹鋼、鎳、銅、以及它們的合金等金屬材料作成的多孔質(zhì)或無孔的片材或薄膜等。銅及其合金便宜且容易薄膜化。作為片材或薄膜，也可以是金屬箔或絲網(wǎng)等。
負(fù)極集電體的厚度可以為1～30μm。再者，負(fù)極集電體的厚度小于1μm的情況下，機(jī)械強(qiáng)度不充分，容易發(fā)生集電體的斷裂或破損。再者，負(fù)極集電體的厚度大于30μm的情況下，電池的能量密度有可能降低。
再者，可以在負(fù)極集電體NC附設(shè)負(fù)極端子。
正極合劑層和負(fù)極合劑層可以出于降低電極電阻的目的而包含導(dǎo)電助劑。
作為導(dǎo)電助劑，例如可使用天然石墨或人造石墨的石墨類、乙炔黑、科琴黑等炭黑類、碳纖維或金屬纖維等導(dǎo)電性纖維類、氟化碳、鋁等金屬粉末類、氧化鋅或鈦酸鋰等導(dǎo)電性晶須類、氧化鈦等導(dǎo)電性金屬氧化物、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等導(dǎo)電性高分子化合物等。使用了碳導(dǎo)電助劑的情況下，能夠謀求低成本化。
另外，實(shí)施方式1中的電池1000，可以全部滿足Cp1<Cp2、Ce1<Ce2、且Cn1<Cn2。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步抑制由第1部分(例如直線部)中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。更具體而言，正極層、固體電解質(zhì)層和負(fù)極層中，都能夠抑制在第2部分(例如彎曲部)中由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的能量密度降低，并且抑制在第1部分(例如直線部)中由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。例如，與在正極層、固體電解質(zhì)層和負(fù)極層的任一者中直線部與彎曲部這兩者的粘結(jié)劑濃度一樣大的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。另外，例如與僅滿足Cp1<Cp2的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。另外，例如與僅滿足Ce1<Ce2的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。另外，例如與僅滿足Cn1<Cn2的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，作為負(fù)極層的負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用與正極層中所含的正極活性物質(zhì)相比粒子硬度小的活性物質(zhì)。
使用粒子硬度小的活性物質(zhì)的情況下，與使用粒子硬度大的活性物質(zhì)的情況相比，形變或內(nèi)部應(yīng)力的發(fā)生進(jìn)一步減少。因此，使用粒子硬度小的活性物質(zhì)的情況下，即使降低粘結(jié)劑的濃度，也能夠抑制粒子彼此的接觸點(diǎn)的分割或粒子與集電體的接觸點(diǎn)的分割。
此時(shí)，實(shí)施方式1中的電池1000，可以滿足Cp2>Cn2。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠在負(fù)極層中維持粘結(jié)劑的效果，并且進(jìn)一步減少粘結(jié)劑量。由此，能夠抑制由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，第1正極層PA11的厚度Dp1與第2正極層PA12的厚度Dp2可以相同。
另外，第1固體電解質(zhì)層SE11的厚度De1與第2固體電解質(zhì)層SE12的厚度De2可以相同。
另外，第1負(fù)極層NA11的厚度Dn1與第2負(fù)極層NA12的厚度Dn2可以相同。
再者，第1部分101中所含的各層的厚度與第2部分102中所含的各層的厚度可以各自互不相同。
圖2是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖2所示的電池1100中，滿足Dp1>Dp2。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，通過使第2部分(例如彎曲部)的正極層比第1部分(例如直線部)的正極層薄，第2部分(例如彎曲部)中產(chǎn)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小。由此，進(jìn)一步抑制由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的充放電特性的降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
圖3是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖3所示的電池1200中，滿足Dn1>Dn2。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，通過使第2部分(例如彎曲部)的負(fù)極層比第1部分(例如直線部)的負(fù)極層薄，第2部分(例如彎曲部)中產(chǎn)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小。由此，進(jìn)一步抑制由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的充放電特性的降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
圖4是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖5是表示實(shí)施方式1中的變形例的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖4所示的電池1300和圖5所示的電池1400中，滿足Dn1>Dn2且Dp1>Dp2。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠兼具通過上述的電池1100和電池1200的結(jié)構(gòu)而發(fā)揮的上述效果。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，作為正極層的正極活性物質(zhì)，使用與負(fù)極層中所含的負(fù)極活性物質(zhì)相比粒子硬度大的活性物質(zhì)的情況下，在第2部分(例如彎曲部)中，容易產(chǎn)生形變或內(nèi)部應(yīng)力。
因此，如圖2所示的電池1100或圖5所示的電池1400那樣，可以滿足Dp2<Dn2。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，正極層中產(chǎn)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小。由此，進(jìn)一步抑制由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的充放電特性的降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，如圖1～圖5所示，可以設(shè)為第2部分102以向第1負(fù)極層NA11位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
或者，也可以設(shè)為第2部分102以向第1正極層PA11位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。該結(jié)構(gòu)也能夠發(fā)揮上述的各效果。
(實(shí)施方式2)
以下，對(duì)實(shí)施方式2進(jìn)行說明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1重復(fù)的說明。
圖6是表示實(shí)施方式2中的電池2000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式2中的電池2000，除了上述的實(shí)施方式1中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式2中的電池2000具備第3部分103。
第3部分103包含第3正極層PA13、第3負(fù)極層NA13、和位于第3正極層PA13與第3負(fù)極層NA13之間的第3固體電解質(zhì)層SE13。
第1部分101與第3部分103相互接觸。
第3部分103以與第1部分101相比急劇彎曲的狀態(tài)配置。
在此，將第3正極層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cp3(重量％)。并且，將第3固體電解質(zhì)層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Ce3(重量％)。并且，將第3負(fù)極層中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cn3(重量％)。
此時(shí)，滿足Cp1<Cp3、Ce1<Ce3、Cn1<Cn3之中的至少一者。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制在第3部分(例如彎曲部)中由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的能量密度降低，并且抑制在第1部分(例如直線部)中由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，第3部分103例如可以是卷繞結(jié)構(gòu)的電池或曲折結(jié)構(gòu)的電池中的彎曲部。
另外，第3部分103可以是與第2部分102相比平緩彎曲而配置的部分。
或者，第3部分103也可以是與第2部分102相比急劇彎曲而配置的部分。
或者，第3部分103也可以是與第2部分102以相同程度彎曲而配置的部分。
再者，第3部分103的厚度與第1部分101的厚度可以相同。
或者，第3部分103的厚度與第1部分101的厚度也可以不同。
再者，第3部分103的厚度與第2部分102的厚度可以相同。
或者，第3部分103的厚度與第2部分102的厚度也可以不同。
作為第3部分103中所含的粘結(jié)劑，可使用上述的實(shí)施方式1中所示的粘結(jié)劑。
再者，可以設(shè)為第3正極層PA13、第3固體電解質(zhì)層SE13和第3負(fù)極層NA13都包含粘結(jié)劑。
另外，實(shí)施方式2中的電池2000，滿足Cp1<Cp3的情況下，可以設(shè)為第3固體電解質(zhì)層SE13和第3負(fù)極層NA13之中的一者或兩者不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式2中的電池2000，滿足Ce1<Ce3的情況下，可以設(shè)為第3正極層PA13和第3負(fù)極層NA13之中的一者或兩者不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，實(shí)施方式2中的電池2000，滿足Cn1<Cn3的情況下，可以設(shè)為第3正極層PA13和第3固體電解質(zhì)層SE13之中的一者或兩者不含粘結(jié)劑的結(jié)構(gòu)。
另外，第3部分103中所含的粘結(jié)劑與第1部分101中所含的粘結(jié)劑可以是相同材料的粘結(jié)劑。
另外，第3部分103中所含的粘結(jié)劑與第1部分101中所含的粘結(jié)劑也可以是不同材料的粘結(jié)劑。
第3固體電解質(zhì)層SE13是包含固體電解質(zhì)的層。
作為該固體電解質(zhì)，可使用上述的實(shí)施方式1中所示的固體電解質(zhì)。
再者，第3固體電解質(zhì)層SE13中所含的固體電解質(zhì)與第1固體電解質(zhì)層SE11或第2固體電解質(zhì)層SE12中所含的固體電解質(zhì)可以是相同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)。
或者，第3固體電解質(zhì)層SE13中所含的固體電解質(zhì)與第1固體電解質(zhì)層SE11或第2固體電解質(zhì)層SE12中所含的固體電解質(zhì)也可以是不同材質(zhì)或結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)。
再者，第3固體電解質(zhì)層SE13與第1固體電解質(zhì)層SE11可以相互接觸。
第3正極層PA13是包含正極活性物質(zhì)的層。
作為該正極活性物質(zhì)，可使用上述的實(shí)施方式1中所示的正極活性物質(zhì)。
第3正極層PA13可以是包含正極活性物質(zhì)和固體電解質(zhì)的正極合劑層。
再者，第3正極層PA13中所含的正極活性物質(zhì)與第1正極層PA11或第2正極層PA12中所含的正極活性物質(zhì)可以是相同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)。
或者，第3正極層PA13中所含的正極活性物質(zhì)與第1正極層PA11或第2正極層PA12中所含的正極活性物質(zhì)也可以是不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的正極活性物質(zhì)。
再者，第3正極層PA13與第1正極層PA11可以相互接觸。
第3負(fù)極層NA13是包含負(fù)極活性物質(zhì)的層。
作為該負(fù)極活性物質(zhì)，可使用上述的實(shí)施方式1中所示的負(fù)極活性物質(zhì)。
第3負(fù)極層NA13可以是包含負(fù)極活性物質(zhì)和固體電解質(zhì)的負(fù)極合劑層。
再者，第3負(fù)極層NA13中所含的負(fù)極活性物質(zhì)與第1負(fù)極層NA11或第2負(fù)極層NA12中所含的負(fù)極活性物質(zhì)可以是相同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)。
或者，第3負(fù)極層NA13中所含的負(fù)極活性物質(zhì)與第1負(fù)極層NA11或第2負(fù)極層NA12中所含的負(fù)極活性物質(zhì)也可以是不同材質(zhì)和結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)。
再者，第3負(fù)極層NA13與第1負(fù)極層NA11可以相互接觸。
第3正極層PA13與正極集電體PC接觸而設(shè)置。
第3負(fù)極層NA13與負(fù)極集電體NC接觸而設(shè)置。
另外，實(shí)施方式2中的電池2000，可以全部滿足Cp1<Cp3、Ce1<Ce3、且Cn1<Cn3。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步抑制由第1部分(例如直線部)中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。更具體而言，正極層、固體電解質(zhì)層和負(fù)極層中，都能夠抑制在第3部分(例如彎曲部)中由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的能量密度降低，并且抑制在第1部分(例如直線部)中由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。例如，與在正極層、固體電解質(zhì)層、負(fù)極層的任一者中，直線部和彎曲部這兩者的粘結(jié)劑濃度一樣大的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。另外，例如與僅滿足Cp1<Cp3的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。另外，例如與僅滿足Ce1<Ce3的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。另外，例如與僅滿足Cn1<Cn3的結(jié)構(gòu)相比，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，作為第3負(fù)極層NA13的負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用與第3正極層PA13中所含的正極活性物質(zhì)相比粒子硬度小的活性物質(zhì)。
此時(shí)，實(shí)施方式2中的電池2000，可以滿足Cp3>Cn3。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠在負(fù)極層中維持粘結(jié)劑的效果，并且進(jìn)一步減少粘結(jié)劑量。其結(jié)果，能夠進(jìn)一步抑制由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，第3正極層PA13的厚度Dp3與第1正極層PA11的厚度Dp1或第2正極層PA12的厚度Dp2可以相同。
另外，第3固體電解質(zhì)層SE13的厚度De3與第1固體電解質(zhì)層SE11的厚度De1或第2固體電解質(zhì)層SE12的厚度De2可以相同。
另外，第3負(fù)極層NA13的厚度Dn3與第1負(fù)極層NA11的厚度Dn1或第2負(fù)極層NA12的厚度Dn2可以相同。
再者，第3部分103中所含的各層的厚度與第1部分101或第2部分102中所含的各層的厚度可以各自互不相同。
圖7是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖7所示的電池2100中，滿足Dp1>Dp3。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，通過使第3部分(例如彎曲部)的正極層比第1部分(例如直線部)的正極層薄，第3部分(例如彎曲部)中產(chǎn)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小。由此，進(jìn)一步抑制由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的放電特性的降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
圖8是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖8所示的電池2200中，滿足Dn1>Dn3。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，通過使第3部分(例如彎曲部)的負(fù)極層比第1部分(例如直線部)的負(fù)極層薄，第3部分(例如彎曲部)中產(chǎn)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小。由此，進(jìn)一步抑制由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的充放電特性的降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
圖9是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖10是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖9所示的電池2300和圖10所示的電池2400中，滿足Dn1>Dn3且Dp1>Dp3。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠兼具通過上述的電池2100和電池2200的結(jié)構(gòu)而發(fā)揮的上述效果。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，作為第3正極層PA13的正極活性物質(zhì)，使用與第3負(fù)極層NA13中所含的負(fù)極活性物質(zhì)相比粒子硬度大的活性物質(zhì)的情況下，在第3部分(例如彎曲部)中容易產(chǎn)生形變或內(nèi)部應(yīng)力。
因此，可以如圖7所示的電池2100或圖10所示的電池2400那樣，滿足Dp3<Dn3。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，在正極層產(chǎn)生的形變或內(nèi)部應(yīng)力進(jìn)一步減小。由此，進(jìn)一步抑制由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的充放電特性的降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，如圖6～圖10所示，可以設(shè)為第3部分103以向第1正極層PA11位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
或者，也可以設(shè)為第3部分103以向第1負(fù)極層NA11位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。該結(jié)構(gòu)也能夠發(fā)揮上述的各效果。
圖11是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2500的概略結(jié)構(gòu)的示意圖。
圖11所示的電池2500是曲折結(jié)構(gòu)的電池的一例。
圖11所示的電池2500包含四個(gè)直線部和三個(gè)彎曲部。
即，圖11所示的電池2500，在第2部分102的不與第1部分101接觸的一側(cè)具備直線部。
另外，圖11所示的電池2500，在第3部分103的不與第1部分101接觸的一側(cè)具備直線部和彎曲部的重復(fù)結(jié)構(gòu)。
再者，實(shí)施方式2中的曲折結(jié)構(gòu)的電池，只要直線部為兩個(gè)以上、且彎曲部為兩個(gè)以上，對(duì)于各自的數(shù)量就不特別限定。
即，實(shí)施方式2中的曲折結(jié)構(gòu)的電池，可以是與圖11所示的結(jié)構(gòu)例相比直線部和彎曲部更多地反復(fù)的曲折結(jié)構(gòu)。
圖11所示的電池2500中，在曲折的狀態(tài)下相向的正極集電體PC彼此以相互分離的狀態(tài)配置。
另外，圖11所示的電池2500中，在曲折的狀態(tài)下相向的負(fù)極集電體NC彼此以相互分離的狀態(tài)配置。
再者，實(shí)施方式2中，可以設(shè)為在曲折的狀態(tài)下相向的正極集電體PC彼此以相互接觸的狀態(tài)配置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電阻降低，能夠提高充放電特性。
另外，實(shí)施方式2中，可以設(shè)為在曲折的狀態(tài)下相向的負(fù)極集電體NC彼此以相互接觸的狀態(tài)配置。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，電阻降低，能夠提高充放電特性。
彎曲部的寬度(x方向上的厚度)可以為1～50000μm。
在此，彎曲部的寬度小于1μm的情況下，曲折結(jié)構(gòu)的折痕的寬度大于彎曲部的寬度，有可能發(fā)生形變、斷裂。
另外，彎曲部的寬度大于50000μm的情況下，電池的能量密度有可能降低。
上述的圖6～圖11所示的結(jié)構(gòu)例中，第2部分102和第3部分103向不同的方向彎曲。
再者，第2部分102和第3部分103也可以向相同的方向彎曲。
圖12是表示實(shí)施方式2中的變形例的電池2600的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖12所示的電池2600是扁平狀的卷繞結(jié)構(gòu)的電池的一例。
圖12中圖示了三個(gè)直線部和兩個(gè)彎曲部。
即，圖12所示的電池2600，在第2部分102的不與第1部分101接觸的一側(cè)具備直線部。
另外，圖12所示的電池2600，在第3部分103的不與第1部分101接觸的一側(cè)具備直線部。
再者，實(shí)施方式2中的卷繞結(jié)構(gòu)的電池，只要直線部為一個(gè)以上、彎曲部為兩個(gè)以上，對(duì)于各自的數(shù)量就不特別限定。
即，實(shí)施方式2中的卷繞結(jié)構(gòu)的電池，可以是與圖12所示的結(jié)構(gòu)例相比，直線部和彎曲部更多地重復(fù)的卷繞結(jié)構(gòu)。
圖12所示的電池2600中，在卷繞的狀態(tài)下相向的正極集電體PC與負(fù)極集電體NC以相互分離的狀態(tài)配置。
再者，實(shí)施方式2中的卷繞結(jié)構(gòu)的電池，在卷繞的狀態(tài)下相向的正極集電體PC與負(fù)極集電體NC之間，可以配置絕緣體。
再者，實(shí)施方式2中的曲折結(jié)構(gòu)的電池和扁平狀的卷繞結(jié)構(gòu)的電池，可以作為全固體鋰二次電池構(gòu)成。
此時(shí)，例如作為智能手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等便攜電子設(shè)備用的全固體鋰二次電池，電池的主面的面積可以為1～100cm2。
或者，作為電動(dòng)汽車等大型移動(dòng)設(shè)備的電源用的全固體鋰二次電池，電池的主面的面積可以為100～1000cm2。
[電池的制造方法]
以下，對(duì)實(shí)施方式1和2中的電池的制造方法的一例進(jìn)行說明。
圖13是用于說明負(fù)極NE的制造方法的圖。
負(fù)極NE的制造方法包括工序A1和工序A2。
工序A1是將添加溶劑制成糊狀的第1負(fù)極層NA11、第2負(fù)極層NA12和第3負(fù)極層NA13利用縫模(slit die)涂布于負(fù)極集電體NC上的工序。
工序A2是將分別添加溶劑制成糊狀的第1固體電解質(zhì)層SE11、第2固體電解質(zhì)層SE12和第3固體電解質(zhì)層SE13分別利用縫模涂布于第1負(fù)極層NA11、第2負(fù)極層NA12和第3負(fù)極層NA13上的工序。
再者，上述各涂布的方向可以是圖13的箭頭A表示的方向。
可采用同樣的方法，將其它直線部和其它彎曲部的負(fù)極部分也形成于負(fù)極集電體NC上。
圖14是用于說明正極PE的制造方法的圖。
正極PE的制造方法包括工序A3和工序A4。
工序A3是將添加溶劑制成糊狀的第1正極層PA11、第2正極層PA12和第3正極層PA13利用縫模涂布于正極集電體PC上的工序。
工序A4是將分別添加溶劑制成糊狀的第1固體電解質(zhì)層SE11、第2固體電解質(zhì)層SE12和第3固體電解質(zhì)層SE13分別利用縫模涂布于第1正極層PA11、第2正極層PA12和第3正極層PA13上的工序。
再者，上述各涂布的方向可以是圖14的箭頭B表示的方向。
可采用同樣的方法，將其它直線部和其它彎曲部的正極部分也形成于正極集電體PC上。
圖15是用于說明電池的制造方法的圖。
電池是通過將負(fù)極NE和正極PE壓接而制造的(工序A5)。
此時(shí)，以負(fù)極NE中所含的各固體電解質(zhì)層的位置與正極PE中所含的各固體電解質(zhì)層的位置相互一致的方式進(jìn)行壓接。
再者，上述壓接的方向可以是圖15的箭頭CC’表示的方向。
將通過工序A5制作出的電池的第2部分102和第3部分103彎折(工序A6)。
此時(shí)，可以根據(jù)彎折方式，確定電池的結(jié)構(gòu)(卷繞結(jié)構(gòu)、曲折結(jié)構(gòu)等)。
另外，可以在正極集電體PC附設(shè)正極端子(工序A7)。
另外，可以在負(fù)極集電體NC附設(shè)負(fù)極端子(工序A8)。
例如，通過調(diào)整在上述工序A1～A4中使用的各糊的粘結(jié)劑的含量，能夠分別調(diào)整正極層、固體電解質(zhì)層或負(fù)極層的粘結(jié)劑的濃度。
圖16是表示電池的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
例如，通過適當(dāng)?shù)卣{(diào)整涂布的各層的寬度(x方向的厚度)和z方向的厚度，可制造實(shí)施方式1或2中的各變形例電池。
即，如果是圖16中的正極層PAa、固體電解質(zhì)層Sea或負(fù)極層NAa的結(jié)構(gòu)，則可得到上述的電池1000和電池2000。
即，如果是圖16中的正極層PAb、固體電解質(zhì)層SEb或負(fù)極層NAb的結(jié)構(gòu)，則可得到上述的電池1100和電池2100。
即，如果是圖16中的正極層PAc、固體電解質(zhì)層SEc或負(fù)極層NAc的結(jié)構(gòu)，則可得到上述的電池1200和電池2200。
即，如果是圖16中的正極層PAd、固體電解質(zhì)層SEd或負(fù)極層NAd的結(jié)構(gòu)，則可得到上述的電池1300和電池2300。
即，如果是圖16中的正極層PAe、固體電解質(zhì)層SEe或負(fù)極層NAe的結(jié)構(gòu)，則可得到上述的電池1400和電池2400。
(實(shí)施方式3)
以下，對(duì)實(shí)施方式3進(jìn)行說明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1或2重復(fù)的說明。
圖17是表示實(shí)施方式3中的電池3000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式3中的電池3000，除了上述的實(shí)施方式1中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式3中的電池3000具備第1層、第2層和集電體層C1。
第1層包含第1部分101和第2部分102。
第1部分101和第2部分102具有在上述的實(shí)施方式1中所示的結(jié)構(gòu)。
第2層包含第4部分201和第5部分202。
第4部分201包含第4正極層PA21、第4負(fù)極層NA21和第4固體電解質(zhì)層SE21。
第4固體電解質(zhì)層SE21位于第4正極層PA21與第4負(fù)極層NA21之間。
第5部分202包含第5正極層PA22、第5負(fù)極層NA22和第5固體電解質(zhì)層SE22。
第5固體電解質(zhì)層SE22位于第5正極層PA22與第5負(fù)極層NA22之間。
第4部分201與第5部分202相互接觸。
在此，將第4正極層PA21中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cp4(重量％)。并且，將第5正極層PA22中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cp5(重量％)。并且，將第4固體電解質(zhì)層SE21中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Ce4(重量％)。并且，將第5固體電解質(zhì)層SE22中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Ce5(重量％)。并且，將第4負(fù)極層NA21中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cn4(重量％)。并且，將第5負(fù)極層NA22中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cn5(重量％)。
此時(shí)，滿足Cp4<Cp5、Ce4<Ce5、Cn4<Cn5之中的至少1者(例如，滿足Cp4<Cp5、Ce4<Ce5和Cn4<Cn5)。
第1層、第2層和集電體層C1層疊。
集電體層C1的一側(cè)與第1負(fù)極層NA11和第2負(fù)極層NA12接觸。
集電體層C1的另一側(cè)與第4正極層PA21和第5正極層PA22接觸。
第2部分102、集電體層C1和第5部分202，以向相同方向彎曲的狀態(tài)配置。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第5部分(例如彎曲部)中由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的能量密度降低，并且抑制第4部分(例如直線部)由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
第4部分201的材料或結(jié)構(gòu)，可以與上述的實(shí)施方式1中所示的第1部分101是同樣的。
第5部分202的材料或結(jié)構(gòu)，可以與上述的實(shí)施方式1中所示的第2部分102是同樣的。
實(shí)施方式3中的電池3000是雙極電池的一例。
即，實(shí)施方式3中的電池3000的層疊結(jié)構(gòu)是雙極層疊結(jié)構(gòu)的一例。
雙極層疊是包含雙極電極作為構(gòu)成要素，并且包含正極層、固體電解質(zhì)層和負(fù)極層的發(fā)電元件為兩層以上，經(jīng)由集電體(集電體層)串聯(lián)連接的結(jié)構(gòu)。
雙極電極是在集電體的一側(cè)的面擔(dān)載有正極活性物質(zhì)層，并且在集電體的另一側(cè)的面擔(dān)載有負(fù)極活性物質(zhì)層的電極。
集電體層C1可以在正極側(cè)和負(fù)極側(cè)由各自分開的集電體構(gòu)成。即，集電體層C1可以是將上述的實(shí)施方式1中所示的正極集電體PC與負(fù)極集電體NC貼合的結(jié)構(gòu)。
或者，集電體層C1可以在正極和負(fù)極由共同的集電體構(gòu)成。即，集電體層C1可以是上述的實(shí)施方式1中所示的正極集電體PC或負(fù)極集電體NC的任一者。
再者，如圖17所示，可以設(shè)為第2部分102、集電體層C1和第5部分202，以向第4部分201位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
圖18是表示實(shí)施方式3中的變形例的電池3100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
如圖18所示，可以設(shè)為第2部分102、集電體層C1和第5部分202，以向第1部分101位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。該結(jié)構(gòu)也能夠發(fā)揮上述的效果。
(實(shí)施方式4)
以下，對(duì)實(shí)施方式4進(jìn)行說明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1～3的任一者重復(fù)的說明。
圖19是表示實(shí)施方式4中的電池4000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式4中的電池4000，除了上述的實(shí)施方式3中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式3中的電池3000，第1層包含第3部分103。
第3部分103具有在上述的實(shí)施方式2中所示的結(jié)構(gòu)。
第2層包含第6部分203。
第6部分203包含第6正極層PA23、第6負(fù)極層NA23和第6固體電解質(zhì)層SE23。
第6固體電解質(zhì)層SE23位于第6正極層PA23與第6負(fù)極層NA23之間。
第4部分201與第6部分203相互接觸。
在此，將第6正極層PA23中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cp6(重量％)。并且，將第6固體電解質(zhì)層SE23中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Ce6(重量％)。并且，將第6負(fù)極層NA23中的粘結(jié)劑的濃度設(shè)為Cn6(重量％)。
此時(shí)，滿足Cp4<Cp6、Ce4<Ce6、Cn4<Cn6之中的至少1者(例如，滿足Cp4<Cp6、Ce4<Ce6和Cn4<Cn6)。
集電體層C1的一側(cè)與第1負(fù)極層NA11、第2負(fù)極層NA12和第3負(fù)極層NA13接觸。
集電體層C1的另一側(cè)與第4正極層PA21、第5正極層PA22和第6正極層PA23接觸。
第3部分103、集電體層C1和第6部分203以向相同方向彎曲的狀態(tài)配置。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第6部分(例如彎曲部)中由形變或內(nèi)部應(yīng)力導(dǎo)致的能量密度降低，并且抑制第4部分(例如直線部)中由粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
第6部分203的材料或結(jié)構(gòu)可以與上述的實(shí)施方式2中所示的第3部分103是同樣的。
再者，如圖19所示，可以設(shè)為第3部分103、集電體層C1和第6部分203以向第1部分101位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
或者，也可以設(shè)為第3部分103、集電體層C1和第6部分203以向第4部分201位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。該結(jié)構(gòu)也能夠發(fā)揮上述的各效果。
再者，發(fā)電元件的層疊數(shù)例如可根據(jù)電池的用途而任意設(shè)定。例如，發(fā)電元件的層疊數(shù)可以為3以上。
圖20是表示實(shí)施方式4中的變形例的電池4100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
再者，圖20中，出于簡化的目的，使正極層、負(fù)極層和固體電解質(zhì)層一體化而進(jìn)行圖示。
圖20所示的電池4100是曲折結(jié)構(gòu)的雙極電池的一例。
圖20所示的電池4100為三層層疊體。
即，圖20所示的電池4100除了第1層、第2層和集電體層C1以外，還具備第3層和第2集電體層C2。
第3層包含第7部分301、第8部分302和第9部分303。
圖20所示的電池4100中，第1層、第2層和第3層分別經(jīng)由集電體層C1和第2集電體層C2而串聯(lián)連接(層疊)。
再者，第3層的材料或結(jié)構(gòu)可以與第1層或第2層是同樣的。
另外，第2集電體層C2的材料或結(jié)構(gòu)可以與集電體層C1是同樣的。
另外，第1層、第2層和第3層的每一個(gè)中，可適當(dāng)采用上述的實(shí)施方式2中的電池2500的結(jié)構(gòu)。
另外，關(guān)于正極集電體PC和負(fù)極集電體NC等，也可適當(dāng)采用上述的實(shí)施方式2中的電池2500的結(jié)構(gòu)。
上述的圖19和圖20所示的結(jié)構(gòu)例中，第2部分102和第5部分202、與第3部分103和第6部分203，向不同的方向彎曲。
再者，第2部分102和第5部分202、與第3部分103和第6部分203，也可以向相同方向彎曲。
圖21是表示實(shí)施方式4中的變形例的電池4200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
再者，圖21中，出于簡化的目的，使正極層、負(fù)極層和固體電解質(zhì)層一體化而進(jìn)行圖示。
圖21所示的電池4200是扁平狀的卷繞結(jié)構(gòu)的雙極電池的一例。
圖21所示的電池4200中的第1層和第2層的每一個(gè)，可適當(dāng)采用上述的實(shí)施方式2中的電池2600的結(jié)構(gòu)。
另外，關(guān)于正極集電體PC和負(fù)極集電體NC等，也可適當(dāng)采用上述的實(shí)施方式2中的電池2600的結(jié)構(gòu)。
(實(shí)施方式5)
以下，對(duì)實(shí)施方式5進(jìn)行說明。再者，適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1～4的任一者重復(fù)的說明。
圖22是表示實(shí)施方式5中的電池5000的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式5中的電池5000，除了上述的實(shí)施方式3中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式5中的電池5000，第2部分102、集電體層C1和第5部分202以向第4部分201位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
此時(shí)，第5部分202的寬度(W22)小于第2部分102的寬度(W12)。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第5部分(例如彎曲部)的寬度變得過寬。由此，能夠使粘結(jié)劑的含量較少的第4部分(例如直線部)的寬度更寬。因此，能夠進(jìn)一步抑制由第2層中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，在第2部分102中，第2正極層PA12的寬度(W12p)、第2負(fù)極層NA12的寬度(W12n)和第2固體電解質(zhì)層SE12的寬度(W12s)可以不同。
此時(shí)，第2部分102的寬度(W12)可以是W12p、W12n和W12s之中的最大值。
與此同樣地，第5部分202的寬度(W22)、第3部分103的寬度(W13)和第6部分203的寬度(W23)等，可以是它們每一個(gè)所包含的正極層、負(fù)極層和固體電解質(zhì)層的寬度之中的最大值。
圖23是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式5中的電池5100，除了上述的實(shí)施方式3中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式5中的電池5100，第2部分102、集電體層C1和第5部分202以向第1部分101位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
此時(shí)，第2部分102的寬度(W12)小于第5部分202的寬度(W22)。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第2部分(例如彎曲部)的寬度變得過寬。由此，能夠使粘結(jié)劑的含量較少的第1部分(例如直線部)的寬度更寬。因此，能夠進(jìn)一步抑制由第1層中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
圖24是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式5中的電池5200，除了上述的實(shí)施方式4中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式5中的電池5200，第3部分103、集電體層C1和第6部分203以向第1部分101位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
此時(shí)，第3部分103的寬度(W13)小于第6部分203的寬度(W23)。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第3部分(例如彎曲部)的寬度變得過寬。由此，能夠使粘結(jié)劑的含量較少的第1部分(例如直線部)的寬度更寬。因此，能夠進(jìn)一步抑制由第1層中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，圖24所示的電池5200也具備上述的圖22所示的電池5000的結(jié)構(gòu)。
因此，圖24所示的電池5200也能夠得到上述的電池5000所發(fā)揮的效果。
圖25是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
實(shí)施方式5中的電池5300，除了上述的實(shí)施方式4中所示的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式5中的電池5300，第3部分103、集電體層C1和第6部分203以向第4部分201位于的一側(cè)彎曲的狀態(tài)配置。
此時(shí)，第6部分203的寬度(W23)小于第3部分103的寬度(W13)。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠進(jìn)一步抑制第6部分(例如彎曲部)的寬度變得過寬。由此，能夠使粘結(jié)劑的含量較少的第4部分(例如直線部)的寬度更寬。因此，能夠進(jìn)一步抑制由第2層中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
再者，圖25所示的電池5300也具備上述的圖23所示的電池5100的結(jié)構(gòu)。
因此，圖25所示的電池5300也能夠得到上述的電池5100所發(fā)揮的效果。
再者，在實(shí)施方式5中，發(fā)電元件的層疊數(shù)例如可以為3以上。
圖26是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖26所示的電池5400是曲折結(jié)構(gòu)的雙極電池的一例。
實(shí)施方式5中的電池5400，除了上述的實(shí)施方式4的圖20所示的電池4100的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式5中的電池5400，滿足W12>W22>W32且W33>W23>W13的關(guān)系。
在此，W32是第8部分302的寬度。另外，W33是第9部分303的寬度。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第8部分(例如彎曲部)的寬度變得過寬。由此，能夠使粘結(jié)劑的含量較少的第7部分(例如直線部)的寬度更寬。因此，能夠進(jìn)一步抑制由第3層中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
圖27是表示實(shí)施方式5中的變形例的電池5500的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
圖27所示的電池5500是扁平狀的卷繞結(jié)構(gòu)的雙極電池的一例。
實(shí)施方式5中的電池5500，除了上述的實(shí)施方式4的圖21所示的電池4200的結(jié)構(gòu)以外，還具備下述結(jié)構(gòu)。
即，實(shí)施方式5中的電池5500，滿足W22>W12且W23>W13的關(guān)系。
根據(jù)以上的結(jié)構(gòu)，能夠抑制第2部分和第3部分的寬度變得過寬。由此，能夠使粘結(jié)劑的含量較少的第1部分的寬度更寬。因此，能夠進(jìn)一步抑制由第1層中的粘結(jié)劑導(dǎo)致的能量密度降低。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度更高的電池。
如上所述，實(shí)施方式5中，位于折痕外側(cè)的發(fā)電元件的彎曲部的寬度大于位于折痕內(nèi)側(cè)的發(fā)電元件的彎曲部的寬度。
作為雙極電池，通過層疊多個(gè)發(fā)電元件，z方向的電池厚度變厚。因此，從折痕的內(nèi)側(cè)到外側(cè)，折痕的寬度變寬。
通過使彎曲部的寬度從折痕的內(nèi)側(cè)到外側(cè)而變寬，能夠進(jìn)一步抑制折痕中的形變或應(yīng)力的產(chǎn)生。另外，通過使彎曲部的寬度不會(huì)變得過寬，能夠?qū)崿F(xiàn)能量密度高的雙極電池。
[電池的制造方法]
以下，對(duì)實(shí)施方式3、4和5中的電池的制造方法的一例進(jìn)行說明。
圖28是用于說明雙極電極的正極側(cè)部分Pp的制造方法的圖。
雙極電極的正極側(cè)部分Pp的制造方法包括工序B1和工序B2。
工序B1是將添加溶劑制成糊狀的第1正極層PA11、第2正極層PA12和第3正極層PA13利用縫模涂布于集電體層C1上的工序。
工序B2是將分別添加溶劑制成糊狀的第1固體電解質(zhì)層SE11、第2固體電解質(zhì)層SE12和第3固體電解質(zhì)層SE13分別利用縫模涂布于第1正極層PA11、第2正極層PA12和第3正極層PA13上的工序。
再者，上述各涂布的方向可以是圖28的箭頭A表示的方向。
可采用同樣的方法，將其它直線部和其它彎曲部的負(fù)極部分也形成于集電體層C1上。
圖29是用于說明雙極電極BU1的制造方法的圖。
雙極電極BU1的制造方法包含工序B3和工序B4。
工序B3是將添加溶劑制成糊狀的第1負(fù)極層NA11、第2負(fù)極層NA12和第3負(fù)極層NA13，利用縫模涂布于上述的正極側(cè)部分Pp的集電體層C1的主面之中沒有形成正極層的一側(cè)的主面。
工序B4是將分別添加溶劑制成糊狀的第1固體電解質(zhì)層SE11、第2固體電解質(zhì)層SE12和第3固體電解質(zhì)層SE13分別利用縫模涂布于第1負(fù)極層NA11、第2負(fù)極層NA12和第3負(fù)極層NA13上的工序。
再者，上述各涂布的方向可以是圖29的箭頭B表示的方向。
可采用同樣的方法，將其它直線部和其它彎曲部的負(fù)極部分也形成于集電體層C1上。
另外，通過以上的工序B1～B4，制作另一雙極電極BU2(工序B5)。
另外，制作負(fù)極NE(工序B6)。負(fù)極NE例如可通過上述的圖13所示的工序A1和工序A2制作。
另外，制作正極NE(工序B7)。正極PE例如可通過上述的圖14所示的工序A3和工序A4制作。
圖30是用于說明電池的制造方法的圖。
電池是通過將正極PE、雙極電極BU1、雙極電極BU2和負(fù)極NE壓接而制造的(工序B8)。
此時(shí)，以正極PE中所含的各固體電解質(zhì)層的位置與雙極電極BU1中所含的各固體電解質(zhì)層的位置相互一致的方式進(jìn)行壓接。
再者，上述壓接的方向可以是圖30的箭頭CC’表示的方向。
另外，以雙極電極BU1中所含的各固體電解質(zhì)層的位置與雙極電極BU2中所含的各固體電解質(zhì)層的位置相互一致的方式進(jìn)行壓接。
再者，上述壓接的方向可以是圖30的箭頭DD’表示的方向。
另外，以雙極電極BU2中所含的各固體電解質(zhì)層的位置與負(fù)極NE中所含的各固體電解質(zhì)層的位置相互一致的方式進(jìn)行壓接。
再者，上述壓接的方向可以是圖30的箭頭EE’表示的方向。
將通過工序B8制作出的電池的第2部分102和第3部分103彎折(工序B9)。
此時(shí)，可以根據(jù)彎折方式和各層的寬度，確定電池的結(jié)構(gòu)(卷繞結(jié)構(gòu)、曲折結(jié)構(gòu)等)。
另外，可以在負(fù)極集電體NC附設(shè)負(fù)極端子(工序B10)。
另外，可以在正極集電體PC附設(shè)正極端子(工序B11)。
另外，可以在集電體層C1或第2集電體層C2附設(shè)電壓檢測(cè)用的端子(工序B12)。
例如，通過調(diào)整在上述工序B1～B7中使用的各糊的粘結(jié)劑的含量，能夠分別調(diào)整正極層、固體電解質(zhì)層或負(fù)極層的粘結(jié)劑的濃度。
圖31是表示通過工序B8制作出的電池的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。
例如，通過適當(dāng)調(diào)整涂布的各層的寬度(x方向的厚度)和z方向的厚度，可制造實(shí)施方式3、4或5中所示的各電池。
即，如圖31所示，例如如果L32<L22<L12且L13<L23<L33，則可得到上述的電池5400。
在此，如果不使用雙極電極BU2，則通過彎折方式的調(diào)整，可得到上述的電池5000、電池5100、電池5200或電池5300。
另外，通過彎折方式和各層的寬度的調(diào)整，可得到上述的電池5500。即，如果各彎曲部都向相同方向彎折，L12<L22且L13<L23，則可得到上述的電池5500。如果是電池5500的結(jié)構(gòu)，則層疊數(shù)為兩層。
另外，例如如果L32＝L22＝L12且L33＝L23＝L13，則可得到上述的電池4100。
在此，如果不使用雙極電極BU2，則通過彎折方式的調(diào)整，可得到上述的電池3000、電池3100或電池4000。
另外，通過彎折方式和各層的寬度的調(diào)整，可得到上述的電池4200。即，如果各彎曲部都向相同方向彎折，L22＝L12且L13＝L23，則可得到上述的電池4200。如果是電池4200的結(jié)構(gòu)，則層疊數(shù)為兩層。
在此，L12是彎折前的第2部分102的寬度。另外，L22是彎折前的第5部分202的寬度。另外，L32是彎折前的第8部分302的寬度。另外，L13是彎折前的第3部分103的寬度。另外，L23是彎折前的第6部分203的寬度。另外，L33是彎折前的第9部分303的寬度。
再者，上述的實(shí)施方式1～5的任一者所記載的結(jié)構(gòu)，可以適當(dāng)相互組合。
產(chǎn)業(yè)可利用性
本公開的電池例如可作為全固體鋰二次電池等利用。
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