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      電池、電池制造方法和電池制造裝置與流程

      文檔序號(hào):12838235閱讀:261來源:國知局
      電池、電池制造方法和電池制造裝置與流程

      本公開涉及電池、電池制造方法和電池制造裝置。



      背景技術(shù):

      專利文獻(xiàn)1公開了形成面積比正極層和負(fù)極層大的固體電解質(zhì)層的技術(shù)。

      專利文獻(xiàn)2公開了一種固體電池,其特征在于,從正極活性物質(zhì)層和/或負(fù)極活性物質(zhì)層的外周伸出的固體電解質(zhì)的厚度,比介于正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層之間的固體電解質(zhì)的厚度大。

      在先技術(shù)文獻(xiàn)

      專利文獻(xiàn)1:日本特開2010-282803號(hào)公報(bào)

      專利文獻(xiàn)2:日本特開2011-096550號(hào)公報(bào)



      技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

      現(xiàn)有技術(shù)中,希望降低正極層與負(fù)極層發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。

      本公開的一技術(shù)方案中的電池,具備:第1電極層;位于所述第1電極層上的固體電解質(zhì)層;位于所述固體電解質(zhì)層上且作為所述第1電極層的對極層的第2電極層;和空間部分,所述第1電極層具備第1集電體和位于所述第1集電體上的第1活性物質(zhì)層,所述第2電極層具備第2集電體和位于所述第2集電體上的第2活性物質(zhì)層,所述固體電解質(zhì)層具備具有第1厚度的第1厚度部分和具有第2厚度的第2厚度部分,所述第2厚度比所述第1厚度大,所述第1厚度部分位于所述第1活性物質(zhì)層上,所述第2厚度部分位于所述第1電極層上,所述第2活性物質(zhì)層位于與所述第1厚度部分相對的位置,并且位于隔著所述第2厚度部分而沒有與所述第1活性物質(zhì)層相對的位置,所述第2集電體在與所述第2厚度部分相對的位置和形成有所述第2活性物質(zhì)層的區(qū)域延伸存在,所述第2厚度部分與所述第2電極層接觸,所述空間部分被所述第2電極層和所述第2厚度部分包圍。

      本公開的一技術(shù)方案中的電池制造方法,使用了電池制造裝置,所述電池制造裝置具備:用于在第1電極層上形成固體電解質(zhì)層的固體電解質(zhì)層形成部;和用于在與所述固體電解質(zhì)層相對的位置形成作為所述第1電極層的對極層的第2電極層的電極層形成部,所述第1電極層具備第1集電體和位于所述第1集電體上的第1活性物質(zhì)層,所述第2電極層具備第2集電體和位于所述第2集電體上的第2活性物質(zhì)層,所述固體電解質(zhì)層具備具有第1厚度的第1厚度部分和具有第2厚度的第2厚度部分,所述第2厚度比所述第1厚度大,所述電池制造方法包括:通過所述固體電解質(zhì)層形成部,在所述第1活性物質(zhì)層上形成所述第1厚度部分的工序(a1);通過所述固體電解質(zhì)層形成部,在所述第1電極層上形成所述第2厚度部分的工序(a2);在所述工序(a2)之后,通過所述電極層形成部,在與所述第1厚度部分相對的位置以及隔著所述第2厚度部分而沒有與所述第1活性物質(zhì)層相對的位置形成所述第2活性物質(zhì)層的工序(b);和通過所述電極層形成部,在與所述第2厚度部分相對的位置和形成有所述第2活性物質(zhì)層的區(qū)域延伸存在地形成所述第2集電體的工序(c)。

      本公開的一技術(shù)方案中的電池制造裝置,具備:用于在第1電極層上形成固體電解質(zhì)層的固體電解質(zhì)層形成部;和用于在與所述固體電解質(zhì)層相對的位置形成作為所述第1電極層的對極層的第2電極層的電極層形成部,所述第1電極層具備第1集電體和位于所述第1集電體上的第1活性物質(zhì)層,所述第2電極層具備第2集電體和位于所述第2集電體上的第2活性物質(zhì)層,所述固體電解質(zhì)層具備具有第1厚度的第1厚度部分和具有第2厚度的第2厚度部分,所述第2厚度比所述第1厚度大,所述固體電解質(zhì)層形成部在所述第1活性物質(zhì)層上形成所述第1厚度部分,所述固體電解質(zhì)層形成部在所述第1電極層上形成所述第2厚度部分,所述電極層形成部在與所述第1厚度部分相對的位置以及隔著所述第2厚度部分而沒有與所述第1活性物質(zhì)層相對的位置形成所述第2活性物質(zhì)層,所述電極層形成部在與所述第2厚度部分相對的位置和形成有所述第2活性物質(zhì)層的區(qū)域延伸存在地形成所述第2集電體。

      根據(jù)本公開,能夠降低正極層與負(fù)極層發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。

      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)的圖。

      圖2是表示實(shí)施方式1中的電池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中的電池1300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖5是表示實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

      圖6是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的流程圖。

      圖7是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

      圖8是表示第1電極層100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖9是表示第2電極層200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖10是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

      圖11是表示實(shí)施方式2中的印網(wǎng)掩模800的概略結(jié)構(gòu)的圖。

      圖12是表示固體電解質(zhì)層300的膜厚分布的一例的截面圖。

      圖13是表示實(shí)施方式2中的印網(wǎng)掩模810~830的概略結(jié)構(gòu)的圖。

      圖14是表示比較例1中的電池910的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖15是表示比較例2中的電池920的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖16是表示比較例3中的電池930的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖17是表示比較例4中的電池940的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖18是表示實(shí)施方式1中的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖19是表示實(shí)施方式1中的電池1500的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      圖20是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

      附圖標(biāo)記說明

      100第1電極層

      110第1集電體

      120第1活性物質(zhì)層

      200第2電極層

      210第2集電體

      220第2活性物質(zhì)層

      230第2固體電解質(zhì)層

      300固體電解質(zhì)層

      310第1厚度部分

      320第2厚度部分

      330第3厚度部分

      400空間部分

      410第2空間部分

      500固體電解質(zhì)層形成部

      600電極層形成部

      700控制部

      1000、1100、1200、1300、1400、1500電池

      2000電池制造裝置

      具體實(shí)施方式

      以下,一邊參照附圖一邊對本公開的實(shí)施方式加以說明。

      (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)的圖。

      圖1(a)是第1電極層100、固體電解質(zhì)層300和第2電極層200的x-z圖(截面圖)。

      圖1(b)是第1電極層100和固體電解質(zhì)層300的x-y圖(俯視透視圖)。

      實(shí)施方式1中的電池1000具備:第1電極層100、第2電極層200、固體電解質(zhì)層300和空間部分400。

      第1電極層100具備第1集電體110和第1活性物質(zhì)層120。

      第1活性物質(zhì)層120位于第1集電體110上。第1活性物質(zhì)層120包含第1活性物質(zhì)。

      第2電極層200是第1電極層100的對極層。第2電極層200位于固體電解質(zhì)層300上。第2電極層200具備第2集電體210和第2活性物質(zhì)層220。

      第2活性物質(zhì)層220位于第2集電體210上。第2活性物質(zhì)層220包含第2活性物質(zhì)。

      再者,第1電極層100可以是正極層。此時(shí),第1集電體110是正極集電體。第1活性物質(zhì)層120是正極活性物質(zhì)層。第1活性物質(zhì)是正極活性物質(zhì)。第2電極層200是負(fù)極層。第2集電體210是負(fù)極集電體。第2活性物質(zhì)層220是負(fù)極活性物質(zhì)層。第2活性物質(zhì)是負(fù)極活性物質(zhì)。

      或者,第1電極層100也可以是負(fù)極層。此時(shí),第1集電體110是負(fù)極集電體。第1活性物質(zhì)層120是負(fù)極活性物質(zhì)層。第1活性物質(zhì)是負(fù)極活性物質(zhì)。第2電極層200是正極層。第2集電體210是正極集電體。第2活性物質(zhì)層220是正極活性物質(zhì)層。第2活性物質(zhì)是正極活性物質(zhì)。

      固體電解質(zhì)層300位于第1電極層100上(即第1活性物質(zhì)層120和第1集電體110的至少一者之上)。固體電解質(zhì)層300包含固體電解質(zhì)。固體電解質(zhì)層300具備第1厚度部分310和第2厚度部分320。

      第1厚度部分310具有第1厚度t1。第1厚度部分310位于第1活性物質(zhì)層120上。

      第2厚度部分320具有第2厚度t2。第2厚度t2比第1厚度t1大。第2厚度部分320位于第1電極層100上(即第1活性物質(zhì)層120和第1集電體110的至少一者之上)。在圖1所示的電池1000中,第2厚度部分320位于第1集電體110上。

      第2活性物質(zhì)層220位于第2集電體210上。第2活性物質(zhì)層220包含第2活性物質(zhì)。第2活性物質(zhì)層220位于與第1厚度部分310相對的位置(例如接觸的位置),并且位于隔著第2厚度部分320而沒有與第1活性物質(zhì)層120相對的位置。

      第2集電體210在與第2厚度部分320相對的位置和形成有第2活性物質(zhì)層220的區(qū)域延伸存在。此時(shí),第2集電體210可以與第1集電體110平行。

      第2厚度部分320與第2電極層200接觸。例如,第2集電體210可以與第2厚度部分320接觸。

      空間部分400被第2厚度部分320和第2電極層200包圍。例如,空間部分400可以被第2活性物質(zhì)層220與第2集電體210之中的至少一者和第2厚度部分320包圍。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體(即第1集電體110與第2集電體210)接觸的可能性。即,通過固體電解質(zhì)層300的第2厚度部分320,能夠?qū)⒄龢O集電體與負(fù)極集電體的間隔維持在一定的距離以上(例如第2厚度以上)。因此,能夠避免正極集電體與負(fù)極集電體相互接近。所以,例如在正極層與負(fù)極層之間不具備隔板的全固體電池中,也能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體直接接觸而使正極層與負(fù)極層發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。進(jìn)而,不需要用于使正極層與負(fù)極層絕緣的其它構(gòu)件(例如絕緣墊)。由此,能夠使電池的制造工序更加簡化并且低成本化。

      另外,根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過空間部分400緩和變形和應(yīng)力。即,能夠通過空間部分400緩和與電池使用時(shí)的各層(第1活性物質(zhì)層120、第2活性物質(zhì)層220、固體電解質(zhì)層300)的膨脹和收縮相伴的應(yīng)力。例如,在第2活性物質(zhì)層220膨脹時(shí),能夠容許第2活性物質(zhì)層220的一部分向相鄰的空間部分400鼓出。另外,例如能夠通過空間部分400緩和對電池施加彎曲變形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。另外,能夠通過空間部分400緩和電池制造時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。

      利用下述的比較例1~3對以上效果的詳情加以說明。

      圖14是表示比較例1中的電池910的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      在比較例1中的電池910中,固體電解質(zhì)層300沒有形成到各集電體的端部。即,各集電體的一部分露出。

      在此,比較例1中的電池910在固體電解質(zhì)層300中不具備第2厚度部分320。

      所以,第1集電體110與第2集電體210的間隔在各集電體的端部變得不穩(wěn)定。因此,第1集電體110與第2集電體210容易接近。所以,存在露出的集電體彼此直接接觸的風(fēng)險(xiǎn)。

      這樣,在比較例1中,由于正極層與負(fù)極層之間的位置精度的不良而存在發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。

      相對于此,根據(jù)實(shí)施方式1,如上所述,通過在固體電解質(zhì)層300中具備第2厚度部分320,能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。

      圖15是表示比較例2中的電池920的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      在比較例2中的電池920中,固體電解質(zhì)層300在各集電體的端部被切斷。例如,成為以除去電池920中的各集電體的露出的部分的方式,使各集電體的端部與固體電解質(zhì)層300一同被切斷除去的結(jié)構(gòu)。

      這樣,在集電體上的固體電解質(zhì)層被切斷的情況下,切斷部附近的固體電解質(zhì)容易發(fā)生開裂或脫落導(dǎo)致的微小缺陷。因此,電池端部的固體電解質(zhì)會(huì)產(chǎn)生損害作為絕緣體的功能的可能性。

      此外,比較例2中的電池920,在固體電解質(zhì)層300中不具備第2厚度部分320。

      所以,第1集電體110與第2集電體210的間隔在集電體的端部變得不穩(wěn)定。因此,第1集電體110與第2集電體210容易接近。所以,存在露出的集電體彼此直接接觸的風(fēng)險(xiǎn)。

      這樣,在比較例2中,由于正極層與負(fù)極層之間的絕緣不良而存在發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。

      相對于此,根據(jù)實(shí)施方式1,如上所述,通過在固體電解質(zhì)層300具備第2厚度部分320,能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。

      圖16是表示比較例3中的電池930的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      比較例3中的電池930,是在上述的比較例2中的電池920的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還具備絕緣墊90的結(jié)構(gòu)。即,絕緣墊90被配置在第1集電體110與第2集電體210之間。

      通過設(shè)置絕緣墊90,能夠防止第1集電體110與第2集電體210的接觸導(dǎo)致的短路。但是,在比較例3中的電池930的制造方法中,需要另行準(zhǔn)備絕緣墊90的工序。而且,需要將絕緣墊90在第1集電體110與第2集電體210之間精確定位的工序和進(jìn)行固定的工序。

      這樣,在比較例3中,電池的制造工序復(fù)雜化和高成本化。

      相對于此,根據(jù)實(shí)施方式1,通過進(jìn)行在固體電解質(zhì)層300形成第2厚度部分320的工序,能夠省略在使用絕緣墊90的情況下所必需的復(fù)雜工序。在固體電解質(zhì)層300形成第2厚度部分320的工序作為形成固體電解質(zhì)層300的工序之中的工序之一能夠容易地附加。即,與使用比較例3那樣的絕緣墊90的情況相比,能夠使電池的制造工序更加簡化且低成本化。

      圖17是表示比較例4中的電池940的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      在比較例4中的電池940中,固體電解質(zhì)層300具有伸出部分91。伸出部分91的厚度比第1電極層100與第2集電體210之間的距離短。即,伸出部分91沒有與第2集電體210接觸。另外,伸出部分91與第1電極層100不具有大的接觸面積。因此,在施加外力時(shí),出現(xiàn)伸出部分91發(fā)生錯(cuò)位(例如,與第1電極層100背離)的可能性。

      所以,第1集電體110與第2集電體210的間隔在集電體的端部變得不穩(wěn)定。因此,第1集電體110與第2集電體210容易接近。所以,存在露出的集電體彼此直接接觸的風(fēng)險(xiǎn)。

      這樣,在比較例4中,由于正極層與負(fù)極層之間的絕緣不良而存在發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。

      相對于此,根據(jù)實(shí)施方式1,如上所述,通過在固體電解質(zhì)層300具備第2厚度部分320,能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。

      再者,在實(shí)施方式1中,第2厚度部分320(或第3厚度部分330)與第1電極層100(即第1活性物質(zhì)層120和第1集電體110的至少一者)的接觸面積,可以比第2厚度部分320與第2集電體210的接觸面積大。此時(shí),第2厚度部分320(或第3厚度部分330)與第1電極層100(即第1活性物質(zhì)層120和第1集電體110的至少一者)的接觸部分可以與第1厚度部分310結(jié)合(例如,一體地形成)。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠提高第2厚度部分320(或第3厚度部分330)的強(qiáng)度。即,即使在施加使第1電極層100與第2集電體210接近那樣的外力的情況下,也能夠抑制第2厚度部分320(或第3厚度部分330)錯(cuò)位(例如,從第1電極層100背離)。由此,能夠進(jìn)一步降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的可能性。

      再者,如圖1所示,空間部分400可以被第2厚度部分320、第2活性物質(zhì)層220、第2集電體210和固體電解質(zhì)層300包圍。

      在此,也可以使第2活性物質(zhì)層220形成在更寬的范圍,使第2活性物質(zhì)層220與第2厚度部分320接觸。該情況下,空間部分400被第2厚度部分320、第2活性物質(zhì)層220和固體電解質(zhì)層300包圍。

      另外,如圖1所示,第2集電體210的整體可以與第1集電體110平行。即,第1集電體110與第2集電體210的距離可以在整個(gè)成膜區(qū)域中恒定。

      或者,第2集電體210的一部分可以與第1集電體110平行。即,例如在形成有第1厚度部分310的范圍中的第1集電體110與第2集電體210之間的距離、和在形成有第2厚度部分320的范圍中的第1集電體110與第2集電體210之間的距離可以相同。

      另外,如圖1所示,第1活性物質(zhì)層120可以形成在比第1集電體110窄的范圍。

      另外,如圖1所示,第2活性物質(zhì)層220可以形成在比第2集電體210窄的范圍。

      另外,如圖1所示,固體電解質(zhì)層300可以形成為比第1活性物質(zhì)層120和第2活性物質(zhì)層220的任一者都大的面積。由此,能夠防止正極層與負(fù)極層的直接接觸導(dǎo)致的短路。

      另外,如圖1所示,第2活性物質(zhì)層220的形成范圍可以比第1活性物質(zhì)層120的形成范圍大。此時(shí),第1活性物質(zhì)層120可以是正極活性物質(zhì)層,第2活性物質(zhì)層220可以是負(fù)極活性物質(zhì)層。即,負(fù)極活性物質(zhì)層的形成范圍可以比正極活性物質(zhì)層的形成范圍大。由此,例如,存在能夠防止鋰析出導(dǎo)致的電池的不良情況(例如可靠性的下降)的可能性。

      或者,第1活性物質(zhì)層120與第2活性物質(zhì)層220的形成范圍可以相同。

      另外,如圖1所示,固體電解質(zhì)層300可以形成在比第1集電體110或第2集電體210窄的范圍。由此,例如在將集電體切斷為預(yù)定形狀時(shí),能夠減少固體電解質(zhì)層300發(fā)生開裂或其一部分脫落的情況。另外,在切斷時(shí)能夠減少切屑和切粉的產(chǎn)生。

      或者,固體電解質(zhì)層300的形成范圍可以與第1集電體110或第2集電體210的整個(gè)范圍相同。在集電體的整個(gè)區(qū)域形成固體電解質(zhì)層300形成后進(jìn)行了切斷的情況下,存在微小開裂進(jìn)入固體電解質(zhì)層300的可能性。但是,在切斷區(qū)域形成有第2厚度部分320(即比第1厚度部分310厚得多的部分)。因此,難以導(dǎo)致正負(fù)極間的短路。

      作為正極集電體,可以使用金屬箔(例如sus箔、al箔)等。正極集電體的厚度例如可以為5~50μm。

      作為正極活性物質(zhì)層所含有的正極活性物質(zhì),可以使用公知的正極活性物質(zhì)(例如鈷酸鋰、lino等)。作為正極活性物質(zhì)的材料,可以使用能夠使li脫離和插入的各種材料。

      另外,作為正極活性物質(zhì)層所含有的材料,可以使用公知的固體電解質(zhì)(例如無機(jī)系固體電解質(zhì)等)。作為無機(jī)系固體電解質(zhì),可以使用硫化物固體電解質(zhì)或氧化物固體電解質(zhì)等。作為硫化物固體電解質(zhì),可以使用例如li2s:p2s5的混合物。正極活性物質(zhì)的表面可以用固體電解質(zhì)被覆。另外,作為正極活性物質(zhì)層所含有的材料,可以使用導(dǎo)電劑(例如乙炔黑等)、粘結(jié)用粘合劑(例如聚偏二氟乙烯等)等。

      作為負(fù)極集電體,可以使用金屬箔(例如sus箔、cu箔)等。負(fù)極集電體的厚度例如可以為5~50μm。

      作為負(fù)極活性物質(zhì)層所含有的負(fù)極活性物質(zhì),可以使用公知的負(fù)極活性物質(zhì)(例如石墨等)。作為負(fù)極活性物質(zhì)的材料,可以使用能夠使li脫離和插入的各種材料。

      另外,作為負(fù)極活性物質(zhì)層所含有的材料,可以使用公知的固體電解質(zhì)(例如無機(jī)系固體電解質(zhì)等)。作為無機(jī)系固體電解質(zhì),可以使用硫化物固體電解質(zhì)或氧化物固體電解質(zhì)等。作為硫化物固體電解質(zhì),可以使用例如li2s:p2s5的混合物。另外,作為負(fù)極活性物質(zhì)層所含有的材料,可以使用導(dǎo)電劑(例如乙炔黑等)、粘結(jié)用粘合劑(例如聚偏二氟乙烯等)等。

      作為固體電解質(zhì)層300所含有的固體電解質(zhì),可以使用公知的固體電解質(zhì)(例如無機(jī)系固體電解質(zhì)等)。作為無機(jī)系固體電解質(zhì),可以使用硫化物固體電解質(zhì)或氧化物固體電解質(zhì)等。作為硫化物固體電解質(zhì),可以使用例如li2s:p2s5的混合物。

      另外,作為固體電解質(zhì)層300所含有的材料,可以使用粘結(jié)用粘合劑(例如聚偏二氟乙烯等)等。

      再者,在實(shí)施方式1中的電池1000中,如圖1所示,第2厚度部分320可以位于第1厚度部分310與第1集電體110的第1端之間、以及第1厚度部分310與第1集電體110的第2端之間。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110的第1端和第1集電體110的第2端這兩者與第2集電體210接觸的可能性。

      在此,第1集電體110的第1端和第2端例如可以是圖1中的x方向上的兩端部(外緣)。

      或者,第1集電體110的第1端和第2端例如可以是圖1中的y方向上的兩端部(外緣)。

      另外,在實(shí)施方式1中的電池1000中,如圖1所示,第2厚度部分320可以位于第1厚度部分310和第1集電體110的四周的邊緣之間。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110的四周的邊緣與第2集電體210接觸的可能性。

      在此,如圖1所示,第2厚度部分320可以作為連續(xù)的1個(gè)部分,位于第1厚度部分310和第1集電體110的四周的邊緣之間。

      或者,第2厚度部分320可以作為互相被分割了的多個(gè)部分(即互相不連續(xù)的多個(gè)部分),位于第1厚度部分310和第1集電體110的四周的邊緣之間。

      另外,在實(shí)施方式1中的電池1000中,如圖1所示,空間部分400可以位于包圍第2活性物質(zhì)層220的周圍的位置。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過空間部分400進(jìn)一步緩和變形和應(yīng)力。即,例如在第2活性物質(zhì)層220發(fā)生了膨脹時(shí),能夠容許第2活性物質(zhì)層220向包圍其周圍的空間部分400鼓出。

      圖2是表示實(shí)施方式1中的電池1100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      在圖2所示的電池1100中,第2厚度部分320位于第1活性物質(zhì)層120。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠使第1活性物質(zhì)層120形成在更寬的范圍。因此,能夠構(gòu)成包含更多的第1活性物質(zhì)的電池。

      另外,在實(shí)施方式1中,固體電解質(zhì)層300可以具備第3厚度部分330。

      第3厚度部分330具有第3厚度t3。第3厚度t3比第1厚度t1大、并且比第2厚度t2小。

      第3厚度部分330位于與第2活性物質(zhì)層220相對的位置,或者位于第1活性物質(zhì)層120上。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過第2厚度部分320和第3厚度部分330,更加牢固地固定第1集電體110與第2集電體210間隔。由此,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110與第2集電體210接觸的可能性。

      圖3是表示實(shí)施方式1中的電池1200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      在圖3所示的電池1200中,第3厚度部分330位于與第2活性物質(zhì)層220相對的位置。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,即使在如圖3那樣僅第2厚度部分320能夠與第2集電體210接觸的情況下,位于第2厚度部分320附近的第3厚度部分330也能夠在結(jié)構(gòu)上支持第2厚度部分320。因此,能夠通過第2厚度部分320和第3厚度部分330,更加牢固地固定第1集電體110與第2集電體210的間隔。由此,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110與第2集電體210接觸的可能性。

      再者,在圖3所示的電池1200中,空間部分400被第2厚度部分320、第2活性物質(zhì)層220、第2集電體210、固體電解質(zhì)層300和第3厚度部分330包圍。

      圖4是表示實(shí)施方式1中的電池1300的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      在圖4所示的電池1300中,第3厚度部分330位于第1活性物質(zhì)層120上。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠如圖4那樣通過第2厚度部分320與第3厚度部分330這兩者支持第2集電體210。因此,能夠通過第2厚度部分320與第3厚度部分330,更加牢固地固定第1集電體110與第2集電體210的間隔。由此,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110與第2集電體210接觸的可能性。

      再者,在圖4所示的電池1300中,空間部分400被第2厚度部分320、第2集電體210和固體電解質(zhì)層300包圍。

      另外,在圖4所示的電池1300中,第3厚度部分330可以與第2集電體210接觸。

      另外,圖4所示的電池1300具備第2空間部分410。第2空間部分410被第3厚度部分330、第2活性物質(zhì)層220、第2集電體210和固體電解質(zhì)層300包圍。第2空間部分410能夠發(fā)揮與空間部分400同樣的效果。

      如上所述,實(shí)施方式1中的電池,其特征在于,將固體電解質(zhì)層300的厚度不是均一而是以多階段的厚度形成。

      再者,在實(shí)施方式1中,第1厚度t1可以意味著第1厚度部分310中的最大厚度。

      另外,在實(shí)施方式1中,第2厚度t2可以意味著第2厚度部分320中的最大厚度。

      另外,在實(shí)施方式1中,第3厚度t3可以意味著第3厚度部分330中的最大厚度。

      圖18是表示實(shí)施方式1中的電池1400的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      實(shí)施方式1中的電池1400在上述的實(shí)施方式1中的電池1000的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還具備下述結(jié)構(gòu)。

      即,在實(shí)施方式1中的電池1400中,第1活性物質(zhì)層120具有第1層120a和第2層120b。

      第1活性物質(zhì)層120的第1層120a是與固體電解質(zhì)層300接觸的層。第1活性物質(zhì)層120的第1層120a例如是以比第1活性物質(zhì)層120的第2層120b高的濃度含有固體電解質(zhì)的層。

      第1活性物質(zhì)層120的第2層120b是與第1集電體110接觸的層。第1活性物質(zhì)層120的第2層120b例如是以比第1活性物質(zhì)層120的第1層120a高的濃度含有第1活性物質(zhì)的層。

      另外,在實(shí)施方式1中的電池1400中,第2活性物質(zhì)層220具有第1層220a和第2層220b。

      第2活性物質(zhì)層220的第1層220a是與固體電解質(zhì)層300接觸的層。第2活性物質(zhì)層220的第1層220a例如是以比第2活性物質(zhì)層220的第2層220b高的濃度含有固體電解質(zhì)的層。

      第2活性物質(zhì)層220的第2層220b是與第2集電體210接觸的層。第2活性物質(zhì)層220的第2層220b例如是以比第2活性物質(zhì)層220的第1層220a高的濃度含有第2活性物質(zhì)的層。

      圖19是表示實(shí)施方式1中的電池1500的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      實(shí)施方式1中的電池1500,在上述的實(shí)施方式1中的電池1000的結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上還具備下述結(jié)構(gòu)。

      即,在實(shí)施方式1中的電池1500中,第2電極層200還具備第2固體電解質(zhì)層230。

      第2固體電解質(zhì)層230位于第2活性物質(zhì)層220與第1厚度部分310之間。第2固體電解質(zhì)層230是含有固體電解質(zhì)的層。

      第2厚度部分320與第2固體電解質(zhì)層230接觸。此時(shí),第2厚度部分320可以僅與第2固體電解質(zhì)層230接觸?;蛘?,第2厚度部分320也可以與第2固體電解質(zhì)層230和第2集電體210這兩者接觸。

      空間部分400被第2固體電解質(zhì)層230和第2厚度部分320包圍。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過空間部分400緩和變形和應(yīng)力。即,能夠通過空間部分400緩和與電池使用時(shí)的各層(第1活性物質(zhì)層120、第2活性物質(zhì)層220、固體電解質(zhì)層300、第2固體電解質(zhì)層230)的膨脹和收縮相伴的應(yīng)力。例如,在第2活性物質(zhì)層220與第2固體電解質(zhì)層230發(fā)生了膨脹時(shí),能夠容許第2固體電解質(zhì)層230的一部分向相鄰的空間部分400鼓出。

      再者,在實(shí)施方式1中的電池1500中,第2厚度部分320可以與第2集電體210和第2固體電解質(zhì)層230接觸。

      另外,在實(shí)施方式1中的電池1500中,空間部分400可以位于包圍第2固體電解質(zhì)層230的周圍的位置。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過空間部分400進(jìn)一步緩和變形和應(yīng)力。即,例如在第2活性物質(zhì)層220與第2固體電解質(zhì)層230發(fā)生了膨脹時(shí),能夠容許第2固體電解質(zhì)層230向包圍其周圍的空間部分400鼓出。

      再者,第2固體電解質(zhì)層230所含的材料和固體電解質(zhì)層300所含的材料可以彼此相同,也可以彼此不同。

      再者,以后述的實(shí)施方式2對實(shí)施方式1中的電池的制造方法加以說明。

      (實(shí)施方式2)

      以下,對實(shí)施方式2加以說明。適當(dāng)省略與上述的實(shí)施方式1重復(fù)的說明。

      圖5表示實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000的概略結(jié)構(gòu)的圖。

      實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000具備固體電解質(zhì)層形成部500和電極層形成部600。

      固體電解質(zhì)層形成部500將固體電解質(zhì)層300形成于第1電極層100上。

      更具體而言,固體電解質(zhì)層形成部500在第1活性物質(zhì)層120上形成第1厚度部分310。

      此外,固體電解質(zhì)層形成部500在第1電極層100上(即第1活性物質(zhì)層120和第1集電體110的至少一者之上)形成第2厚度部分320。

      電極層形成部600將第2電極層200形成在與固體電解質(zhì)層300相對的位置。

      更具體而言,電極層形成部600在通過固體電解質(zhì)層形成部500形成第2厚度部分320之后,形成第2活性物質(zhì)層220。電極層形成部600在與第1厚度部分310相對的位置(例如接觸的位置)以及隔著第2厚度部分320而沒有與第1活性物質(zhì)層120相對的位置形成第2活性物質(zhì)層220。

      電極層形成部600在與第2厚度部分320相對的位置和形成有第2活性物質(zhì)層220的區(qū)域延伸存在地形成第2集電體210。

      圖6是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的流程圖。

      實(shí)施方式2中的電池制造方法使用了實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000。例如,實(shí)施方式2中的電池制造方法在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中執(zhí)行。

      實(shí)施方式2中的電池制造方法,包括:第1厚度部分形成工序s1101(=工序(a1))、第2厚度部分形成工序s1102(=工序(a2))、第2活性物質(zhì)層形成工序s1201(=工序(b))和第2集電體形成工序s1202(=工序(c))。

      第1厚度部分形成工序s1101,是通過固體電解質(zhì)層形成部500在第1活性物質(zhì)層120上形成第1厚度部分310的工序。

      第2厚度部分形成工序s1102,是通過固體電解質(zhì)層形成部500在第1電極層100上(即第1活性物質(zhì)層120和第1集電體110的至少一者之上)形成第2厚度部分320的工序。

      第2活性物質(zhì)層形成工序s1201,是在第2厚度部分形成工序s1102之后執(zhí)行的工序。第2活性物質(zhì)層形成工序s1201,是通過電極層形成部600在與第1厚度部分310相對的位置(例如接觸的位置)以及隔著第2厚度部分320而沒有與第1活性物質(zhì)層120相對的位置形成第2活性物質(zhì)層220的工序。

      第2集電體形成工序s1202,是通過電極層形成部600在與第2厚度部分320相對的位置和形成有第2活性物質(zhì)層220的區(qū)域延伸存在地形成第2集電體210的工序。

      根據(jù)以上的制造裝置或制造方法,能夠制造實(shí)施方式1中的電池。

      根據(jù)以上的制造裝置或制造方法,能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體(即第1集電體110與第2集電體210)接觸的可能性。即,能夠通過固體電解質(zhì)層300的第2厚度部分320,將正極集電體與負(fù)極集電體的間隔維持在一定的距離以上(例如,第2厚度以上)。因此,能夠避免正極集電體與負(fù)極集電體彼此接近。因此,例如即使是在正極層與負(fù)極層之間不具備隔板的全固體電池中,也能夠降低正極集電體與負(fù)極集電體直接接觸從而使正極層與負(fù)極層發(fā)生短路的風(fēng)險(xiǎn)。而且,不需要用于使正極層和負(fù)極層絕緣的其它構(gòu)件(例如絕緣墊)。由此,能夠使電池的制造工序更加簡化且低成本化。

      另外,根據(jù)以上的制造裝置或制造方法,能夠在實(shí)施方式1中形成上述的空間部分400。因此,能夠通過空間部分400緩和變形和應(yīng)力。即,能夠通過空間部分400緩和與電池使用時(shí)的各層(第1活性物質(zhì)層120、第2活性物質(zhì)層220、固體電解質(zhì)層300)的膨脹和收縮相伴的應(yīng)力。例如,在第2活性物質(zhì)層220發(fā)生了膨脹時(shí),能夠容許第2活性物質(zhì)層220的一部分向相鄰的空間部分400鼓出。另外,例如能夠通過空間部分400緩和對電池施加彎曲變形時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。另外,能夠通過空間部分400緩和在電池的制造時(shí)產(chǎn)生的應(yīng)力。

      另外,根據(jù)以上的制造裝置或制造方法,通過在第2厚度部分320的形成之后形成第2活性物質(zhì)層220,在電池制造時(shí),能夠提高各集電體的位置的穩(wěn)定性,并且降低集電體彼此接觸的可能性。

      再者,在實(shí)施方式2中,作為第2電極層200,可以使用預(yù)先準(zhǔn)備好的電極層(制作完成的電極層)。

      此時(shí),電極層形成部600例如可以使預(yù)先準(zhǔn)備的第2電極層200貼合在形成有固體電解質(zhì)層300的第1電極層100上,由此在固體電解質(zhì)層300上形成第2活性物質(zhì)層220和第2集電體210。

      換句話說,第2活性物質(zhì)層形成工序s1201和第2集電體形成工序s1202例如可以作為使預(yù)先準(zhǔn)備的第2電極層200貼合在形成有固體電解質(zhì)層300的第1電極層100上的工序同時(shí)執(zhí)行。

      另外,在實(shí)施方式2中,作為第1電極層100可以使用預(yù)先準(zhǔn)備的電極層(制作完成的電極層)。

      或者,第1電極層100可以采用實(shí)施方式2中的制造裝置和制造方法制作。

      圖7是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

      如圖7所示,實(shí)施方式2中的電池制造方法可以還包括第1集電體形成工序s1001和第1活性物質(zhì)層形成工序s1002。

      第1集電體形成工序s1001,是通過電極層形成部600形成第1集電體110的工序。

      第1活性物質(zhì)層形成工序s1002,是通過電極層形成部600在第1集電體110上形成第1活性物質(zhì)層120的工序。

      再者,在電極層形成部600,形成第1電極層100的機(jī)構(gòu)和形成第2電極層200的機(jī)構(gòu)可以是其一部分共通的構(gòu)成,也可以是彼此不同的構(gòu)成。

      以下,對實(shí)施方式2中的電池制造方法的具體一例加以說明。

      圖8是表示第1電極層100的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      如圖8所示,在第1集電體110上形成第1活性物質(zhì)層120。

      即,將實(shí)施方式1中說明過的活性物質(zhì)所含有的材料與溶劑一同混煉而得到糊狀的涂料,將該涂料在第1集電體110上涂敷干燥,制作第1電極層100。

      為了提高第1活性物質(zhì)層120的密度,第1電極層100可以被壓制。

      這樣制作的第1活性物質(zhì)層120的厚度例如為5~300μm。

      再者,第1活性物質(zhì)可以是正極活性物質(zhì)。此時(shí),第1活性物質(zhì)層120是正極活性物質(zhì)層。另外,第1集電體110是正極集電體。該情況下,第1電極層100是正極板。

      圖9是表示第2電極層200的概略結(jié)構(gòu)的截面圖。

      如圖9所示,在第2集電體210上形成第2活性物質(zhì)層220。

      即,將實(shí)施方式1中說明過的活性物質(zhì)所含有的材料與溶劑一同混煉而得到糊狀的涂料,將該涂料在第2集電體210上涂敷干燥,制作第2電極層200。

      為了提高第2活性物質(zhì)層220的密度,第2電極層200可以被壓制。

      這樣制作的第2活性物質(zhì)層220的厚度例如為5~300μm。

      再者,第2活性物質(zhì)可以是負(fù)極活性物質(zhì)。此時(shí),第2活性物質(zhì)層220是負(fù)極活性物質(zhì)層。另外,第2集電體210是負(fù)極集電體。該情況下,第2電極層200是負(fù)極板。

      在第1電極層100上形成固體電解質(zhì)層300。

      即,將實(shí)施方式1中說明過的固體電解質(zhì)層所含有的材料與溶劑一同混煉而得到糊狀的涂料,將該涂料在第1活性物質(zhì)層120上涂敷干燥,制作固體電解質(zhì)層300。

      作為具體的固體電解質(zhì)層300的形成方法,可采用例如利用圖11或圖13等表示的方法。

      如上所述,在制作了第1電極層100和第2電極層200后,例如將第1電極層100和第2電極層200隔著固體電解質(zhì)層300貼合。更具體而言,可以將形成有固體電解質(zhì)層300的第1電極層100和第2電極層200,以隔著固體電解質(zhì)層300使第1活性物質(zhì)層120與第2活性物質(zhì)層220相對的方式重疊,并利用壓制機(jī)等進(jìn)行加壓壓迫。通過加壓壓迫,致密的各層成為良好的接合狀態(tài)。通過將形成的各層密合層疊,作為全固體電池良好地發(fā)揮功能。再者,即使在進(jìn)行了加壓壓迫的情況下,在實(shí)施方式1中說明過的空間部分也能夠殘存。

      再者,在實(shí)施方式2中,固體電解質(zhì)層形成部500也可以具備將作為涂敷劑的固體電解質(zhì)進(jìn)行涂敷的涂敷機(jī)構(gòu)。

      另外,在實(shí)施方式2中,電極層形成部600也可以具備在形成有固體電解質(zhì)層300的第1電極層100上貼合第2電極層200的機(jī)構(gòu)。或者,在實(shí)施方式2中,電極層形成部600也可以具備將作為涂敷劑的第2活性物質(zhì)進(jìn)行涂敷的涂敷機(jī)構(gòu)。

      另外,固體電解質(zhì)層形成部500和電極層形成部600例如也可以具備將涂敷劑吐出的吐出機(jī)構(gòu)(例如吐出口)、向吐出機(jī)構(gòu)供給涂敷劑的供給機(jī)構(gòu)(例如容器和供給管)、使涂敷對象等移動(dòng)的移動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如輥)、進(jìn)行加壓壓迫的壓制機(jī)構(gòu)(例如壓制臺(tái)和汽缸)等。對于這些機(jī)構(gòu),可適當(dāng)使用一般公知的裝置和構(gòu)件。

      另外,實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000如圖5所示,可以還具備控制部700。

      控制部700對固體電解質(zhì)層形成部500和電極層形成部600的動(dòng)作進(jìn)行控制。

      控制部700例如也可以由處理器和存儲(chǔ)器構(gòu)成。該處理器例如可以是cpu(中央處理器;centralprocessingunit)或mpu(微處理器;micro-processingunit)等。此時(shí),該處理器可以通過讀取并執(zhí)行存儲(chǔ)器中儲(chǔ)存的程序,來執(zhí)行本公開所示的控制方法(電池制造方法)。

      全固體電池中,替代電解液使用固體電解質(zhì)。因此,正極或負(fù)極與固體電解質(zhì)的接合狀態(tài)變得重要。全固體電池能夠通過薄膜層疊工藝而形成?;蛘?,也可以通過生產(chǎn)率優(yōu)異的涂敷工藝形成正極層、負(fù)極層和固體電解質(zhì)層。此時(shí),作為涂敷方法,可使用棒涂敷、模涂敷、絲網(wǎng)涂敷、噴墨涂敷等方法。另外,對于制造工序中的各層的形成順序不特別限定。例如,可以應(yīng)用依次層疊、貼合、轉(zhuǎn)印以及它們的組合方法。

      再者,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以形成具有使得“第2距離”為“第1距離”以上的第2厚度t2的第2厚度部分320。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,可以在第2厚度部分形成工序s1102中,通過固體電解質(zhì)層形成部500,形成具有使得“第2距離”為“第1距離”以上的第2厚度t2的第2厚度部分320。

      在此,該“第1距離”是形成有第1厚度部分310的位置上的、將第1活性物質(zhì)層120的厚度、第2活性物質(zhì)層220的厚度和第1厚度t1合計(jì)的距離。

      另外,該“第2距離”是形成有第2厚度部分320的位置上的、從第1集電體110的面到第2厚度部分320的位于第2集電體210側(cè)的端部為止的距離。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠使第2厚度部分320與第2集電體210接觸。由此,能夠通過第2厚度部分320,更牢固地固定第2集電體210的位置。因此,能夠進(jìn)一步避免正極集電體與負(fù)極集電體彼此接近。另外,能夠進(jìn)一步提高電池的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

      另外,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以在第1厚度部分310與第1集電體110的第1端之間、以及第1厚度部分310與第1集電體110的第2端之間形成第2厚度部分320。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,在第2厚度部分形成工序s1102中,可以通過固體電解質(zhì)層形成部500,在第1厚度部分310與第1集電體110的第1端之間、以及第1厚度部分310與第1集電體110的第2端之間形成第2厚度部分320。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110的第1端和第1集電體110的第2端這兩者與第2集電體210接觸的可能性。

      另外,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以在第1厚度部分310與第1集電體110的四周的邊緣之間形成第2厚度部分320。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,在第2厚度部分形成工序s1102中,可以通過固體電解質(zhì)層形成部500,在第1厚度部分310與第1集電體110的四周的邊緣之間形成第2厚度部分320。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110的四周的邊緣與第2集電體210接觸的可能性。另外,空間部分400能夠形成在包圍第2活性物質(zhì)層220的周圍的位置。通過空間部分400,能夠進(jìn)一步緩和變形和應(yīng)力。即,例如在第2活性物質(zhì)層220發(fā)生了膨脹時(shí),能夠容許第2活性物質(zhì)層220向包圍周圍的空間部分400鼓出。

      圖10是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

      在實(shí)施方式2中,固體電解質(zhì)層300可以具備具有第3厚度t3的第3厚度部分330。此時(shí),第3厚度t3比第1厚度t1大、并且比第2厚度t2小。

      此時(shí),在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以在與第2活性物質(zhì)層220相對的位置或第1活性物質(zhì)層120上形成第3厚度部分330。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,在第2厚度部分形成工序s1102中,還可以包括通過固體電解質(zhì)層形成部500,在與第2活性物質(zhì)層220相對的位置或第1活性物質(zhì)層120上形成第3厚度部分330的第3厚度部分形成工序s1103(=工序(a3))。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠通過第2厚度部分320和第3厚度部分330,更加牢固地固定第1集電體110與第2集電體210的間隔。由此,能夠進(jìn)一步降低第1集電體110與第2集電體210接觸的可能性。

      另外,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以同時(shí)形成第1厚度部分310和第2厚度部分320。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,第1厚度部分形成工序s1101與第2厚度部分形成工序s1102可以同時(shí)執(zhí)行。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠縮短第2厚度部分320的形成所需的時(shí)間。

      另外,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以同時(shí)形成第1厚度部分310、第2厚度部分320和第3厚度部分330。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,第1厚度部分形成工序s1101、第2厚度部分形成工序s1102和第3厚度部分形成工序s1103可以同時(shí)執(zhí)行。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠縮短第2厚度部分320和第3厚度部分330的形成所需的時(shí)間。

      圖11是表示實(shí)施方式2中的印網(wǎng)掩模800的概略結(jié)構(gòu)的圖。

      實(shí)施方式2中的印網(wǎng)掩模800具有3階段的開口率的網(wǎng)孔。

      通過使用印網(wǎng)掩模800進(jìn)行絲網(wǎng)涂敷,能夠?qū)⒐腆w電解質(zhì)層300的厚度以多階段的厚度形成。

      在印網(wǎng)掩模800中,在第1開口部801,例如在以正極活性物質(zhì)層與負(fù)極活性物質(zhì)層相對的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域所對應(yīng)的位置上,配置開口率小的網(wǎng)孔。

      另外,在印網(wǎng)掩模800中,在第2開口部802,例如在以存在負(fù)極活性物質(zhì)層但不存在正極活性物質(zhì)層的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域所對應(yīng)的位置上,配置開口率為中等程度的網(wǎng)孔。

      進(jìn)而,在印網(wǎng)掩模800中,在第3開口部803,例如在以正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層都不存在的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域所對應(yīng)的位置上,配置開口率高的網(wǎng)孔。

      圖12是表示固體電解質(zhì)層300的膜厚分布的一例的截面圖。

      圖12表示通過印網(wǎng)掩模800僅形成固體電解質(zhì)層300的情況的結(jié)構(gòu)。

      通過使用印網(wǎng)掩模800那樣的網(wǎng)孔,能夠分別在第1區(qū)域形成薄的固體電解質(zhì)層、在第2區(qū)域形成比第1區(qū)域厚的固體電解質(zhì)層、并在第3區(qū)域形成比第2區(qū)域更厚的固體電解質(zhì)層。

      另外,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以將第1厚度部分310和第2厚度部分320在不同的定時(shí)(timing)形成。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,第1厚度部分形成工序s1101與第2厚度部分形成工序s1102可以在不同的定時(shí)執(zhí)行。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠精度更好地確定第2厚度部分320的形成位置。

      另外,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以將第1厚度部分310、第2厚度部分320和第3厚度部分330在不同的定時(shí)形成。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造方法中,第1厚度部分形成工序s1101、第2厚度部分形成工序s1102和第3厚度部分形成工序s1103可以在不同的定時(shí)執(zhí)行。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,可以精度更好地確定第2厚度部分320和第3厚度部分330的形成位置。

      圖13是表示實(shí)施方式2中的印網(wǎng)掩模810~830的概略結(jié)構(gòu)的圖。

      實(shí)施方式2中的印網(wǎng)掩模810~830分別具有3種開口率的網(wǎng)孔。

      通過使用印網(wǎng)掩模810~830依次進(jìn)行絲網(wǎng)涂敷,能夠?qū)⒐腆w電解質(zhì)層300的厚度以多階段的厚度形成。

      如圖13(a)所示,在印網(wǎng)掩模810具有的第4開口部,在形成有固體電解質(zhì)層的全部區(qū)域(例如第1區(qū)域、第2區(qū)域和第3區(qū)域)所對應(yīng)的位置配置網(wǎng)孔。

      另外,如圖13(b)所示,在印網(wǎng)掩模820具有的第5開口部,在除了正極活性物質(zhì)層與負(fù)極活性物質(zhì)層相對的區(qū)域以外的、形成有固體電解質(zhì)層的區(qū)域(例如第2區(qū)域和第3區(qū)域)所對應(yīng)的位置配置網(wǎng)孔。

      此外,如圖13(c)所示,在印網(wǎng)掩模830具有的第6開口部,在除了正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層的任一者存在的區(qū)域以外的、形成有固體電解質(zhì)層的區(qū)域(例如第3區(qū)域)所對應(yīng)的位置配置網(wǎng)孔。

      使用印網(wǎng)掩模810~830進(jìn)行多次涂敷。由此,能夠形成如上述的圖12所示的、在第1~第3區(qū)域中厚度為3階段的固體電解質(zhì)層300。

      再者,使用了第4~第6開口部的涂敷順序可以適當(dāng)變更。

      再者,在采用棒涂敷或模涂敷的方法的情況下也可以進(jìn)行多次涂敷等,同樣地形成厚度為3階段的固體電解質(zhì)層。

      另外,例如,在噴墨涂敷中,可以使糊的單位涂敷面積的點(diǎn)數(shù)在以正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層相對的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域中最少、在以存在負(fù)極活性物質(zhì)層但不存在正極活性物質(zhì)層的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域中稍多、在以正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層都不存在的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域中最多。由此,可以分別在第1區(qū)域形成薄的固體電解質(zhì)層、在第2區(qū)域形成比第1區(qū)域厚的固體電解質(zhì)層、并在第3區(qū)域形成比第2區(qū)域更厚的固體電解質(zhì)層。即,能夠?qū)⒐腆w電解質(zhì)層的厚度以多階段的厚度形成。

      另外,可以將單位涂敷面積的點(diǎn)數(shù)設(shè)為相同,使墨點(diǎn)直徑在以正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層相對的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域中最小、在以存在負(fù)極活性物質(zhì)層但不存在正極活性物質(zhì)層的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域中稍大、在以正極活性物質(zhì)層和負(fù)極活性物質(zhì)層都不存在的區(qū)域?yàn)橹行牡牡?區(qū)域中最大。由此,能夠分別在第1區(qū)域形成薄的固體電解質(zhì)層、在第2區(qū)域形成比第1區(qū)域厚的固體電解質(zhì)層、并在第3區(qū)域形成比第2區(qū)域更厚的固體電解質(zhì)層。

      實(shí)施方式2中的電池制造方法不僅適用于糊涂敷的方法,也可以適用于固體電解質(zhì)層的形成中使用了薄膜工藝的方法。例如,可以采用蒸鍍法或?yàn)R鍍法準(zhǔn)備3種限制成膜區(qū)域的金屬掩模的形狀,進(jìn)行層疊成膜。由此,能夠與糊涂敷成膜時(shí)同樣地,分別在第1區(qū)域形成薄的固體電解質(zhì)層、在第2區(qū)域形成比第1區(qū)域厚的固體電解質(zhì)層、在第3區(qū)域形成比第2區(qū)域更厚的固體電解質(zhì)層。

      通過將固體電解質(zhì)層的厚度多階段地形成,能夠遍及成膜區(qū)域的整個(gè)區(qū)域?qū)⒄龢O集電體與負(fù)極集電體間的距離例如設(shè)為恒定。例如,可以將正極活性物質(zhì)層的厚度設(shè)為100μm、將形成在比正極活性物質(zhì)層寬的區(qū)域的負(fù)極活性物質(zhì)層的厚度設(shè)為130μm。此時(shí),可以將固體電解質(zhì)層的厚度在第1的區(qū)域設(shè)為30μm、在第2的區(qū)域設(shè)為130μm、并在第3的區(qū)域設(shè)為260μm。該情況下,能夠在成膜區(qū)域的整個(gè)區(qū)域?qū)⒄龢O集電體與負(fù)極集電體間的距離設(shè)為恒定的260μm。

      這樣,通過在成膜區(qū)域的整個(gè)區(qū)域?qū)⒄龢O集電體與負(fù)極集電體間的距離設(shè)為恒定,即使在固體電解質(zhì)的成膜區(qū)域的外側(cè)存在沒有實(shí)施成膜的集電體,也能夠大幅地降低正極集電體與負(fù)極集電體接觸的風(fēng)險(xiǎn)。

      再者,形成有上述的薄的電解質(zhì)層的第1區(qū)域,可以比正極活性物質(zhì)層與負(fù)極活性物質(zhì)層相對的區(qū)域?qū)捯恍?。另外,?區(qū)域的外緣部可以比存在負(fù)極活性物質(zhì)層但不存在正極活性物質(zhì)層的區(qū)域?qū)捯恍?。由此,在正極活性物質(zhì)層或負(fù)極活性物質(zhì)層與固體電解質(zhì)層的涂敷位置從設(shè)計(jì)位置稍微偏離時(shí),能夠避免涂敷厚度的重疊局部地變厚。即,能夠防止局部的厚度所造成的層間接合的不良情況和壓制工序中開裂的產(chǎn)生。

      另外,如果第1區(qū)域比正極活性物質(zhì)層與負(fù)極活性物質(zhì)層相對的區(qū)域?qū)捯恍?,使?區(qū)域的外緣部比存在負(fù)極活性物質(zhì)層但不存在正極活性物質(zhì)層的區(qū)域?qū)捯恍?,則會(huì)在電池內(nèi)部產(chǎn)生實(shí)施方式1中說明過的空間部分。

      另外,正極活性物質(zhì)層的周邊或負(fù)極活性物質(zhì)層的周邊等、空間部分的位置,可以根據(jù)層疊成膜工序中的成膜范圍或成膜順序等適當(dāng)變更。例如,使在正極集電體上形成了正極活性物質(zhì)層和固體電解質(zhì)層的構(gòu)件、與在負(fù)極集電體上比正極活性物質(zhì)層寬的范圍形成了負(fù)極活性物質(zhì)層的構(gòu)件相對接合的情況下,能夠形成圖1或圖3所示的空間部分。另外,使在負(fù)極集電體上形成了負(fù)極活性物質(zhì)層和固體電解質(zhì)層的構(gòu)件、與在正極集電體上比負(fù)極活性物質(zhì)層窄的范圍形成了正極活性物質(zhì)層的構(gòu)件相對接合的情況下,能夠形成圖2或圖4所示的空間部分。

      圖20是表示實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例的流程圖。

      如圖20所示,實(shí)施方式2中的電池制造方法可以還包括第2固體電解質(zhì)層形成工序s1203(=工序(d))。

      第2固體電解質(zhì)層形成工序s1203是通過電極層形成部600,在第2活性物質(zhì)層220與第1厚度部分310之間形成第2固體電解質(zhì)層230的工序。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,電極層形成部600可以在第2活性物質(zhì)層220與第1厚度部分310之間形成第2固體電解質(zhì)層230。

      根據(jù)以上的技術(shù)構(gòu)成,能夠制造具有第2電極層200的電池(例如,上述的實(shí)施方式1中的電池1500),所述第2電極層200具備第2固體電解質(zhì)層230。

      再者,如圖20所示,第2固體電解質(zhì)層形成工序s1203可以在第2厚度部分形成工序s1102之后執(zhí)行。此時(shí),第2活性物質(zhì)層形成工序s1201可以在第2固體電解質(zhì)層形成工序s1203之后執(zhí)行。

      再者,電極層形成部600例如可以通過將預(yù)先準(zhǔn)備的第2電極層200與形成有固體電解質(zhì)層300的第1電極層100貼合,從而在固體電解質(zhì)層300上形成第2固體電解質(zhì)層230、第2活性物質(zhì)層220和第2集電體210。

      換句話說,第2活性物質(zhì)層形成工序s1201、第2集電體形成工序s1202和第2固體電解質(zhì)層形成工序s1203例如可以作為將預(yù)先準(zhǔn)備的第2電極層200與形成有固體電解質(zhì)層300的第1電極層100貼合的工序同時(shí)執(zhí)行。

      再者,在圖20所示的實(shí)施方式2中的電池制造方法的變形例中,在工序(a2)中,可以通過固體電解質(zhì)層形成部500,形成具有使得“第2距離”為“第3距離”以上的第2厚度t2的第2厚度部分320。

      換句話說,在實(shí)施方式2中的電池制造裝置2000中,固體電解質(zhì)層形成部500可以形成具有使得“第2距離”為“第3距離”以上的第2厚度t2的第2厚度部分320。

      在此,該“第3距離”是形成有第1厚度部分310的位置上的、將第1活性物質(zhì)層120的厚度、第2活性物質(zhì)層220的厚度、第1厚度t1和第2固體電解質(zhì)層的厚度合計(jì)的距離。

      另外,該“第2距離”是形成有第2厚度部分320的位置上的、從第1集電體110的面到第2厚度部分320的位于第2集電體210側(cè)的端部為止的距離。

      產(chǎn)生上的可利用性

      本公開例如可以適當(dāng)用于層疊不同面積的多個(gè)功能層而構(gòu)成的各種裝置用途(例如以電池為首的各種能源裝置、各種陶瓷裝置、碳材料裝置等)。

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