[发明专利]固态电池

说明书

提供：具有固态电池层叠体而成的固态电池，所述固态电池层叠体具备正极层、负极层、及在正极层与负极层之间夹设的固体电解质。本发明的固态电池中，提供一种固态电池，在其截面观察下，正极层及负极层中的至少1个电极层向该电极层的边缘形成锥形形状，正极层、负极层及固体电解质由一体烧结体形成。

技术领域

本发明涉及固态电池。更具体而言，本发明涉及层叠型固态电池。

背景技术

一直以来，能够重复充放电的二次电池被用于各种各样的用途。例如，二次电池被用作智能手机及笔记本电脑等电子设备的电源。

二次电池中，作为用于有助于充放电的离子移动的介质，通常使用液体的电解质。即，所谓的电解液被用于二次电池。然而，在这样的二次电池中，从防止电解液的漏出的方面来看，通常要求安全性。另外，电解液中使用的有机溶剂等为可燃性物质，因此从这一点来看也要求安全性。

因此，正对使用固体电解质代替电解液的固态电池进行研究。

专利文献1：日本特开2016-207540号公报

发明内容

固态电池具有固态电池层叠体，所述固态电池层叠体由正极层、负极层、及它们之间的固体电解质形成(参照专利文献1)。例如图10A～图10C所示，固态电池层叠体500’中，正极层10A及负极层10B隔着固体电解质20进行层叠。固态电池层叠体500’中，分别设置有作为与其对置的2个侧面(即，正极侧端面500’A及负极侧端面500’B)接触的外部端子的正极端子30A和负极端子30B。此处，正极层10A及负极层10B以在正极侧端面500’A及负极侧端面500’B分别终止的方式进行延伸。

本申请发明人注意到如上所述的以往提出的固态电池中依然有需要克服的问题，发现需要对其采取对策。具体而言，本申请发明人发现以下的问题。

固态电池主要由包含电极活性物质的电极区域(即，正极层10A及负极层10B)、和以与它们接触的方式包含固体电解质和/或绝缘材料等的电解质区域(例如，固体电解质20)构成。需要说明的是，电解质区域有时也被称作绝缘材料区域。构成电极区域及电解质区域的材料的热物性及力学物性等之间的差异较大。因此，在它们的区域的边界部分，若存在构成材料的比率剧烈变化的部分，在固态电池的制造时或使用时，在固态电池内部产生应力的情况下，该部分有发生裂纹、剥离等的担忧。

本发明是鉴于该课题而做出的。即，本发明的主要目的为提供一种固态电池，其通过减少充放电时的正极层和/或负极层等的裂纹、剥离等，来更适宜地防止电池性能的劣化。

本申请发明人尝试不通过现有技术的延伸进行对应，而通过全新方向的处理来解决上述问题。其结果，完成了达成上述主要目的的固态电池的发明。

本发明提供一种固态电池，其具有固态电池层叠体，所述固态电池层叠体具备正极层、负极层、及在正极层与负极层之间夹设的固体电解质，在固态电池的截面观察中，正极层及负极层中的至少1个电极层朝向该电极层的边缘呈锥形形状，正极层、负极层及固体电解质由一体烧结体形成。

本发明的一个实施方式的固态电池通过减少充放电时的正极层和/或负极层等裂纹、剥离等，来更适宜地防止电池性能的劣化。

更具体而言，本发明的固态电池中，在其截面观察中，至少1个电极层朝向该电极层的边缘呈锥形形状。由此，可以得到电极区域与电解质区域或绝缘材料区域的边界部分中，构成材料的比率缓缓地变化的结构。另外，可以增大电极区域与电解质区域或绝缘材料区域的接触面积。因此，可以提高固态电池的强度，从而可以抑制电极区域与电解质区域的边界部分中的裂纹、剥离等。因此，可以更适宜地防止固态电池的电池性能的劣化，可以使固态电池的长期可靠性提高。

附图说明

图1为示意性地示出本发明的一个实施方式的固态电池的俯视图。