[发明专利]硫化物系固体电池模块

说明书

技术领域

本发明涉及硫化物系固体电池模块，其能够抑制由于硫化氢而导致的部分单位电池的急剧劣化。

背景技术

二次电池是除了能够将伴随化学反应的化学能的减少部分转变成电能、进行放电之外，还能够通过使电流向与放电时相反的方向流动，来将电能转换成化学能并进行储存(充电)的电池。二次电池中，由于锂二次电池的能量密度高，因此作为笔记本型个人计算机、移动电话等的电源广泛使用。

锂二次电池中，在使用石墨(表示为C)作为负极活性物质的情况下，放电时负极中进行下式(I)的反应。

Li_xC→C+xLi+xe^-(I)

(上式(I)中，0＜x＜1。)

式(I)的反应中产生的电子经由外部电路，在外部的负荷中工作之后，到达正极。并且，式(I)的反应产生的锂离子(Li⁺)利用电渗而在负极和正极中夹持的电解质内从负极侧向正极侧移动。

另外，在使用钴酸锂(Li_1-xCoO₂)作为正极活性物质的情况下，在放电时正极中进行下式(II)的反应。

Li_1-xCoO₂+xLi⁺+xe^-→LiCoO₂(II)

(上式(II)中，0＜x＜1。)

充电时，负极和正极中，分别进行上式(I)和式(II)的逆反应，由于石墨插层而混入了锂的石墨(Li_xC)在负极中再生，钴酸锂(Li_1-xCoO₂)在正极中再生，因此能够重新放电。

在锂二次电池中，电解质为固体电解质、电池为全固体化的锂二次电池由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂，因此认为能够实现安全和装置的简化，并且制造成本和生产率优良。作为这样的固体电解质中使用的固体电解质材料，已知有硫化物系固体电解质。

但是，硫化物系固体电解质材料由于具有容易与水分反应而生成硫化氢的性质，因此在使用了硫化物系固体电解质材料的电池中，存在容易发生由于生成硫化氢而引起的劣化，电池的寿命短的问题。

现在仍在开发使用了硫化物系固体电解质材料的电池。专利文献1中公开了如下电池单元的技术，所述电池单元包括：固体电池，其包括含有硫化物玻璃陶瓷和正极活性物质的第一层积材层、含有硫化物玻璃陶瓷和负极活性物质的第二层积材层以及位于所述第一层积材层和所述第二层积材层之间并含有硫化物玻璃陶瓷的固体电解质层；收容所述固体电池的收容壳体；设置于所述收容壳体上的荷重传感器；以及夹着所述收容壳体和所述荷重传感器的夹持部件。

现有技术文献

专利文献：特开2010-073544号公报

发明内容

发明要解决的问题

专利文献1的图3中记载了该文献中公开的发明的固体电池的截面示意图。但是，一旦这样的固体电池内浸入水分，则该水分和硫化物玻璃陶瓷反应而生成硫化氢，生成的硫化氢驻留在部分特定的固体电池内，仅该固体电池劣化的结果，可能会引起电池单元全体的过度充电等。

本发明是鉴于所述实际情况而做成的，目的在于提供能够抑制由于硫化氢而引起的部分单位电池的急剧劣化的硫化物系固体电池模块。

用于解决问题的手段

本发明的硫化物系固体电池模块包括沿单位电池的层叠方向层叠了两个以上的所述单位电池而成的单位电池层叠体，在所述单位电池中至少依次层叠了正极、电解质层和负极，并且所述正极、所述电解质层和所述负极中的至少一者包含硫化物系固体材料，所述单位电池层叠体的层叠方向相对于铅垂方向倾斜45°至90°的角度。

本发明中，优选所述硫化物系固体材料为硫化物系固体电解质。

本发明中，优选所述单位电池层叠体的层叠方向相对于铅垂方向大致垂直。

发明的效果

根据本发明，通过将单位电池层叠体倾斜至某个预定的角度，由此在生成了硫化氢的情况下，单位电池层叠体中包含的各单位电池从硫化氢驻留的端部开始同样地劣化，因此使各单位电池的劣化速度均大致相等，能够防止部分单位电池的急剧劣化。

附图说明

图1是示出根据本发明的硫化物系固体电池模块的典型例的图，并且是示意性示出在层叠方向切开了的截面的图；

图2是示出本发明中包含的单位电池层叠体的层叠方向和铅垂方向的关系的截面示意图。

具体实施方式