[发明专利]全固体电池

说明书

本发明提供一种全固体电池，即使不在固体电解质层形成高空隙率的区域，也能够抑制因电极的体积变化而引起固体电解质层产生裂纹，并且循环特性优异。全固体电池包括：正极(30)与负极(40)隔着固体电解质层(50)层叠而成的层叠体(20)，该层叠体包括正极集电体层(31)露出的第一侧面(21)、和与第一侧面(21)相对且负极集电体层(41)露出的第二侧面(22)；附设于第一侧面(21)的正极外部端子(35)；和附设于第二侧面(22)的负极外部端子(45)。从第n层的正极(30)的第二侧面侧端部至第二侧面(22)的距离Lc_n与从第n+1层的正极(30)的第二侧面侧端部至第二侧面(22)的距离Lc_n+1之差、以及从第n层的负极(40)的第一侧面侧端部至第一侧面(21)的距离La_n与从第n+1层的负极(40)的第一侧面侧端部至第一侧面(21)的La_n+1的距离之差的至少一方的差值为10μm以上。

技术领域

本发明涉及全固体电池，例如涉及全固体锂离子二次电池。

本申请基于2018年11月30日在日本申请的特愿2018－224938号主张优先权，在此援引其内容。

背景技术

锂离子二次电池已被广泛用作例如手机、笔记本型个人电脑(PC)、便携式信息终端(PDA)等便携式小型设备的电源。这种便携式小型设备所使用的锂离子二次电池需求小型化、薄型化以及可靠性的提升。

作为锂离子二次电池，已知电解质使用有机电解液的锂离子二次电池和使用固体电解质的锂离子二次电池。正极和负极隔着固体电解质层层叠而成的全固体锂离子二次电池与使用有机电解液的锂离子二次电池相比，电池形状的设计自由度高、容易实现电池尺寸的小型化和薄型化、而且不会发生电解液漏液等，因而具有可靠性高的优点。

并且，全固体锂离子二次电池与其它的电子部件同样是不燃性的，所以具有能够通过回流焊接而安装于基盘的优点。

但是，与层叠陶瓷电容器那样的一般的表面安装电子器件不同，全固体锂离子二次电池与使用有机电解液的锂离子二次电池同样，反复进行通过锂离子的插入和解吸而实现的充放电反应，因而伴随该充放电反应，因膨胀和收缩而发生体积变化。因此，在全固体锂离子二次电池中存在负极与正极相对的参与充放电反应的区域即因充放电而发生体积膨胀收缩的区域、以及负极与正极不相对的不参与充放电反应的区域即不因充放电而发生体积膨胀收缩的区域。因此，在发生电极的体积膨胀收缩的区域(固体电解质层受到应力的区域)与不发生电极的体积膨胀收缩的区域(固体电解质层不受到应力的区域)的边界部，存在固体电解质层所受到的应力出现差异的课题。一旦在上述这样的边界部出现应力差，固体电解质层就容易产生裂纹。如果固体电解质层产生裂纹，全固体锂离子二次电池的内阻就会增大，存在无法获得充分的循环特性的课题。

为了缓和该由于充放电所带来的电极的体积膨胀收缩而使固体电解质层受到的应力差，抑制固体电解质层产生裂纹，研究着降低固体电解质层的靠近电极的区域的空隙率、提高远离电极的区域的空隙率的技术(专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第5910737号公报

发明内容

发明所要解决的问题

然而，固体电解质层的空隙无法通过Li离子。因此，如果提高固体电解质层的空隙率、空隙增多，就可能导致固体电解质层的Li离子传导率下降。

本发明是鉴于上述课题而完成的，其目的在于提供一种即使不在固体电解质层形成高空隙率的区域，也能够抑制因电极的体积变化而导致电池内部产生裂纹、并且循环特性优异的全固体电池。

用于解决问题的技术方案

为了实现上述目的，本发明提供以下方案。