[发明专利]电池的制造方法、使用该方法制造的电池、车辆以及电子装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种使固体电解质层介于活性物质层之间而形成的电池的制造方法和使用该方法所制造的电池，以及具备该电池的车辆和电子装置。

背景技术

例如，作为制造诸如锂离子二次电池等化学电池的方法，已知以往有下述技术：通过隔离件(separator)重叠分别附着有正极活性物质和负极活性物质的、作为集电体的金属箔，并使电解液浸渍到隔离件。但是，作为电解液含有挥发性高的有机溶剂的电池，在使用上需要注意并且被要求进一步的小型化、大输出功率化，因此，在近年来，有人提出了以固体电解质来取代电解液，并且通过微细加工来制造全固体电池的技术。

例如，在日本特开2005-116248号公报(下称“专利文献1”)中，公开了下述技术：在成为集电体的金属箔上，采用喷墨法形成表面具有凹凸的活性物质层，采用喷墨法以填补该凹凸的方式依次立体地层叠固体电解质层、另外的活性物质层。在该技术中，将由一次印刷工序中形成的正负活性物质层和固体电解质层等不同功能层混在的层，通过重复涂布层叠为多层，由此获得上述立体结构。此时，每涂布一层即进行干燥处理，以使油墨中所含的溶剂挥发。

发明内容

发明要解决的课题

在使电解质层介于正负活性物质层之间的电池中，为了获得良好的电化学特性，在活性物质层与电解质层间的界面使两者良好地粘接是重要的。若电解质为液体时，电解质会浸透至活性物质层表面的细小凹凸的内部，但是，特别是在电解质为固体时，在活性物质层和电解质层的界面，有必要使材料良好地进行相互粘附。然而，在上述现有技术中并没有考虑这些，在获得电化学特性良好的电池方面，尚有改善的余地。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于，提供一种使用固体电解质且小型而电化学特性优良的电池以及具备该电池的装置。

解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明的电池的制造方法，其特征在于，具有：第一活性物质层形成工序，其在基材表面涂布含有第一活性物质材料的第一涂布液，以形成与前述基材接触的面相反的一侧表面具有凹凸的第一活性物质层；电解质层形成工序，其在前述第一活性物质层的表面涂布含有固体电解质材料的第二涂布液的同时，使该第二涂布液的粘度增大，以形成与前述第一活性物质层接触的面相反一侧的表面具有迎合(追随)前述第一活性物质层凹凸的凹凸形状的固体电解质层；第二活性物质层形成工序，其在前述固体电解质层的表面涂布含有第二活性物质材料的第三涂布液，以形成第二活性物质层；以及加热工序，其在前述第二活性物质层形成工序后，加热前述固体电解质层，以降低该固体电解质层的粘度。

基于本发明所制造的电池，具有第一活性物质层和第二活性物质层通过固体电解质层相互对置的结构，所述固体电解质层具有迎合第一活性物质层表面的凹凸的凹凸形状。对于这种电池而言，相对于所使用活性物质体积的第一活性物质层和第二活性物质层的对置面积大，因此，充放电特性良好。并且，涂布含有电解质材料的第二涂布液，以使其粘度增大，并在形成固体电解质层后形成第二活性物质层，进而，在此后加热固体电解质层而再次使粘度降低。因此，在第一活性物质层与固体电解质层的界面、以及在第二活性物质层与固体电解质层的界面中，材料粘附性均良好。由此进一步提高了作为电池的特性。如此地，基于本发明可制造出采用固体电解质、小型且电化学特性优良的电池。

在本发明中，在涂布第二涂布液后使其粘度增大，由此，可抑制在第一活性物质层表面的凸部上所涂布的第二涂布液流向周围的凹部，可形成与第一活性物质层的凹凸相迎合的固体电解质层。并且，通过在形成第二活性物质层后进一步加热固体电解质材料，使已增大的固体电解质层的粘度再次降低。此时，固体电解质层已处于由第一活性物质层和第二活性物质层夹持的状态，电解质材料不会流出。

此外，例如，当作为固体电解质使用聚合物电解质时，从促进电解质材料的聚合反应的方面考虑，在涂布后设置加热工序也有意义。因而，在结束电解质层形成工序时，材料的聚合度也可以低，并且，作为涂布液中所含的电解质材料，也可以是高分子电解质材料的前驱体。

在本发明的加热工序中，例如，可使固体电解质材料加热至其玻璃化转变点以上的温度。若将固体电解质材料加热至其玻璃化转变点以上，则固体电解质材料的粘度急剧降低、流动性增大，因此，可使电解质材料浸透至第一第二活性物质层和第二活性物质层的细小凹凸中。