[发明专利]固态电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种固态电池，该固态电池即使当电力产生单元的体积随 充电、放电等而变化时也防止密闭部分破裂，并由此最小化因湿气进入电 力产生单元而导致的硫化物基固体电解质膜的劣化。

背景技术

近年来，随着个人计算机、摄像机和移动电话等各种信息设备和通信 设备的迅速普及，对作为这些设备的电源的电池的开发给予了较多重视。 在汽车产业和其它相关产业中，也对用于电动车和混合动力车的高输出和 高容量电池进行了开发。在这些正在开发的电池中，锂电池因其高能量密 度而吸引了颇多关注。

在目前市售的锂电池中，使用包含可燃性有机溶剂的有机电解质溶 液，它需要用于防止短路时的温度上升的各种安全装置，并且需要对用于 防止短路的结构和材料进行各种改进。

另一方面，使用固体电解质代替液体电解质的固态锂电池不包含任何 可燃性有机溶剂，因此可省略或简化上述安全装置和安全结构，这从生产 成本和可制造性方面看来是合乎希望的。然而，在使用硫化物基固体电解 质膜作为固体电解质膜的情况下，如果硫化物基固体电解质膜接触空气中 的湿气，则产生硫化氢，并造成硫化物基固体电解质膜的性能的显著劣化。

考虑到这些问题，提出了这样的固态电池：其中使用密封剂密封由阴 极、硫化物基固体电解质膜和阳极构成的电力产生单元。作为一种这样的 固态电池，在日本特开平06-275247号公报(JP-A-06-275247)中记载 了一种全固态锂电池，其中由高温固化树脂密封剂密封电力产生单元。根 据该固态电池，因为由密封剂保护电力产生单元，所以造成硫化物基固体 电解质膜劣化的空气中的湿气不进入电力产生单元，并因此不发生因湿气 进入电力产生单元而导致的硫化物基固体电解质膜的所述劣化。然而，当 锂离子随充电、放电等而在阴极和阳极之间移动时，电力产生单元的体积 变化(电力产生单元膨胀或收缩)，由高温固化树脂密封的部分会破裂。 在这种情况下，空气中的湿气经由裂隙进入电力产生单元，并造成硫化物 基固体电解质膜的劣化。

发明内容

本发明提供了固态电池，该固态电池即使当电力产生单元的体积随充 电、放电等而变化时也防止密闭部分破裂，并由此防止本来会因湿气进入 电力产生单元而造成的硫化物基固体电解质膜的劣化。

本发明的一方面涉及一种固态电池，该固态电池具有：(i)电力产生 单元，电力产生单元具有依次堆叠的阴极层、硫化物基固体电解质膜和阳 极层；(ii)电池盒，电力产生单元设置在电池盒中；以及(iii)流动性密 封剂，流动性密封剂设置在电池盒中并且不与硫化物基固体电解质膜反 应，电力产生单元浸渍在流动性密封剂中。

根据上述固态电池，因为通过将电力产生单元浸渍在流动性密封剂中 来对电力产生单元进行密封，所以使得硫化物基固体电解质膜劣化的湿气 不进入电力产生单元，并因此可防止硫化物基固体电解质膜的所述可能的 劣化。由于固态电池具有流动性密封剂，因此固态电池是挠性的或可变形 的，从而足以容许当向电力产生单元充电时或当从电力产生单元放电时等 发生的电力产生单元的体积变化。

根据上述固态电池，流动性密封剂可以是疏水性液体。在这种情况下， 可以更可靠地防止空气中的湿气接触硫化物基固体电解质膜。

根据上述固态电池，进一步说，疏水性液体可以是液体石蜡，这是因 为液体石蜡是强疏水性的并且不与硫化物基固体电解质膜直接反应。

根据上述固态电池，进一步说，流动性密封剂可以是分散系。

根据上述固态电池，进一步说，流动性密封剂可以是绝缘性的。

根据上述固态电池，进一步说，可以提供多个电力产生单元，并且可 以在多个电力产生单元之间插入多个中间集电体来堆叠该多个电力产生 单元。该结构增强了固态电池的实用性。

根据上述固态电池，进一步说，电池盒可以是开放电池盒。当电力产 生单元的体积随充电、放电等而变化时，该结构缓解固态电池的内部压力 的急剧变化。

根据上述固态电池，进一步说，电池盒可以是密闭电池盒。在这种情 况下，空气中的湿气不进入固态电池。

上述固态电池可进一步具有内部压力调整部，内部压力调整部对响应 于电力产生单元的体积变化而发生的固态电池的内部压力的变化进行调 整。