[发明专利]层叠型固体电池

说明书

技术领域

本发明主要涉及层叠型固体电池，尤其涉及对单电池进行并联连接所构成的层叠型固体电池。

背景技术

近年来，使用电池、特别是二次电池来作为移动电话、便携式个人计算机等便携式电子设备的电源。作为二次电池的一个例子，已知锂离子二次电池相对而言具有较大的能量密度。以往，在上述二次电池中，使用有机溶剂等液体的电解质（电解液）来作为用于使离子移动的介质。但是，在使用电解液的二次电池中，存在电解液泄漏等问题。为此，正在开发一种使用固体电解质、并用固体来构成所有构成要素的层叠型固体电池。

作为这种层叠型固体电池的结构，例如，日本专利特开2004-158222号公报（下文称为专利文献1）中揭示了将薄膜固体锂离子二次电池作为一个单元，并将该电池单元重叠多层所得到的多层层叠电池的结构。

在专利文献1所揭示的一个结构中，对正极层、固体电解质层、负极层、和集电层进行层叠来得到发电要素，并经由具有电子传导和离子传导绝缘性的绝缘层对多个该发电要素进行层叠所得到的层叠型固体电池中，将设置在集电层的外周缘部的引出调整片在与层叠体方向垂直的方向上配置并引出至层叠体的外侧，在这些引出调整片上设置贯穿绝缘层的连接用过孔，过孔中埋入有金属电极从而可进行连接，根据这些连接的组合，能选择串联型、并联型、和串并联型的连接。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2004-158222号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在专利文献1所揭示的一个层叠型固体电池中，通过绝缘层来对各单电池进行电子传导和离子传导的绝缘，并通过配置于单电池外侧的引出调整片来对各单电池进行并联电连接。

然而，由于在单电池外侧使用配置于每个单电池的引出调整片来对单电池进行电连接，因此，需要与单电池基本相同数量的引出调整片。此外，需要在层叠型固体电池中具备用于配置引出调整片的容积。

因此，本发明的目的在于提供一种层叠型固体电池，能够以简单的结构对构成层叠型固体电池的多个单电池进行并联连接。

为解决问题所采用的技术方案

本发明的层叠型固体电池包括第一和第二单电池、以及以夹在第一和第二单电池之间的方式进行配置的内部集电层。第一和第二单电池分别由依次进行层叠的正极层、固体电解质层及负极层构成。内部集电层与第一和第二单电池各自的正极层接触，或者与第一和第二单电池各自的负极层接触。此外，内部集电层包含具有离子传导导电性的特定传导材料。

首先，在本发明中，由于在内部集电层的两侧配置有相同的极，因此能够得到多个单电池进行并联连接且之间夹有内部集电层的单极型的层叠型固体电池。由此，能够得到高容量型的层叠型固体电池。

此外，在本发明的层叠型固体电池中，夹在第一和第二单电池之间的内部集电层包含具有离子传导导电性的特定传导材料，因此能够对相邻的两个单电池进行并联的电连接，并且能够在相邻的两个单电池中使正极层彼此之间或负极层彼此之间进行离子传导导通。由此，能够使经由内部集电层相邻的正极层之间或负极层之间的电位平均化，因此能够得到稳定的输出电压。

而且，能够在省略引出调整片等外部集电构件的情况下，对构成层叠型固体电池的单电池进行并联电连接。由此，能够得到空间利用率和成本较佳的层叠型固体电池。

在本发明的层叠型固体电池中，内部集电层进一步包含电子传导材料。

通过采用上述结构，能够提高内部集电层的电子传导性。

优选地，上述电子传导材料包含从包括导电性氧化物、金属及碳素材料的组中选出的至少一种材料。

优选地，在本发明的层叠型固体电池中，特定传导材料具有与从正极层及负极层中选出的至少一层中包含的固体电解质材料相同或相类似的结构。

通过采用上述结构，能够使正极层或负极层、固体电解质层和内部集电层的收缩率相近。由此，能够在通过一体烧结来制作层叠型固体电池时抑制裂纹等的产生。

此外，优选地，在本发明的层叠型固体电池中，上述固体电解质材料和特定传导材料包含含有锂的化合物。

另外，优选地，在本发明的层叠型固体电池中，固体电解质材料和特定传导材料包含含有锂的磷酸化合物。

通过采用上述结构，能够通过一体烧结来致密地制作层叠型固体电池。

优选地，在本发明的层叠型固体电池中，固体电解质材料和特定传导材料包含具有NASICON(钠超离子导体)型结构的含有锂的磷酸化合物。