本發(fā)明專(zhuān)利技術(shù)涉及一種電池的制造方法、使用該方法制造的電池、車(chē)輛以及電子裝置。在負(fù)極集電體的表面，采用噴嘴掃描法以線(xiàn)條狀涂布含有負(fù)極活性物質(zhì)的涂布液并使其干燥，由此形成具有線(xiàn)與間隙結(jié)構(gòu)的負(fù)極活性物質(zhì)層(步驟S101、S102)。接著，采用旋涂法，涂布含有固體電解質(zhì)材料的涂布液(步驟S103)，加熱至低于電解質(zhì)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度，以使其干燥，由此形成與負(fù)極活性物質(zhì)層的凹凸相迎合的薄而均勻的固體電解質(zhì)層。進(jìn)而，涂布含有正極活性物質(zhì)的涂布液(步驟S?105)，并層疊正極集電體(步驟S106)，然后，加熱至電解質(zhì)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，以使固體電解質(zhì)流動(dòng)而粘附于活性物質(zhì)層上。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及一種使固體電解質(zhì)層介于活性物質(zhì)層之間而形成的電池的制造方法和使用該方法所制造的電池，以及具備該電池的車(chē)輛和電子裝置。
技術(shù)介紹
例如，作為制造諸如鋰離子二次電池等化學(xué)電池的方法，已知以往有下述技術(shù)通過(guò)隔離件(s印arator)重疊分別附著有正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)的、作為集電體的金屬箔，并使電解液浸漬到隔離件。但是，作為電解液含有揮發(fā)性高的有機(jī)溶劑的電池，在使用上需要注意并且被要求進(jìn)一步的小型化、大輸出功率化，因此，在近年來(lái)，有人提出了以固體電解質(zhì)來(lái)取代電解液，并且通過(guò)微細(xì)加工來(lái)制造全固體電池的技術(shù)。例如，在日本特開(kāi)2005-116248號(hào)公報(bào)(下稱(chēng)“專(zhuān)利文獻(xiàn)1”)中，公開(kāi)了下述技術(shù)在成為集電體的金屬箔上，采用噴墨法形成表面具有凹凸的活性物質(zhì)層，采用噴墨法以填補(bǔ)該凹凸的方式依次立體地層疊固體電解質(zhì)層、另外的活性物質(zhì)層。在該技術(shù)中，將由一次印刷工序中形成的正負(fù)活性物質(zhì)層和固體電解質(zhì)層等不同功能層混在的層，通過(guò)重復(fù)涂布層疊為多層，由此獲得上述立體結(jié)構(gòu)。此時(shí)，每涂布一層即進(jìn)行干燥處理，以使油墨中所含的溶劑揮發(fā)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專(zhuān)利技術(shù)要解決的課題在使電解質(zhì)層介于正負(fù)活性物質(zhì)層之間的電池中，為了獲得良好的電化學(xué)特性， 在活性物質(zhì)層與電解質(zhì)層間的界面使兩者良好地粘接是重要的。若電解質(zhì)為液體時(shí)，電解質(zhì)會(huì)浸透至活性物質(zhì)層表面的細(xì)小凹凸的內(nèi)部，但是，特別是在電解質(zhì)為固體時(shí)，在活性物質(zhì)層和電解質(zhì)層的界面，有必要使材料良好地進(jìn)行相互粘附。然而，在上述現(xiàn)有技術(shù)中并沒(méi)有考慮這些，在獲得電化學(xué)特性良好的電池方面，尚有改善的余地。本專(zhuān)利技術(shù)是鑒于上述課題而完成的，其目的在于，提供一種使用固體電解質(zhì)且小型而電化學(xué)特性?xún)?yōu)良的電池以及具備該電池的裝置。解決課題的方法為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)的電池的制造方法，其特征在于，具有第一活性物質(zhì)層形成工序，其在基材表面涂布含有第一活性物質(zhì)材料的第一涂布液，以形成與前述基材接觸的面相反的一側(cè)表面具有凹凸的第一活性物質(zhì)層；電解質(zhì)層形成工序，其在前述第一活性物質(zhì)層的表面涂布含有固體電解質(zhì)材料的第二涂布液的同時(shí)，使該第二涂布液的粘度增大，以形成與前述第一活性物質(zhì)層接觸的面相反一側(cè)的表面具有迎合(追隨)前述第一活性物質(zhì)層凹凸的凹凸形狀的固體電解質(zhì)層；第二活性物質(zhì)層形成工序，其在前述固體電解質(zhì)層的表面涂布含有第二活性物質(zhì)材料的第三涂布液，以形成第二活性物質(zhì)層；以及加熱工序，其在前述第二活性物質(zhì)層形成工序后，加熱前述固體電解質(zhì)層，以降低該固體電解質(zhì)層的粘度。基于本專(zhuān)利技術(shù)所制造的電池，具有第一活性物質(zhì)層和第二活性物質(zhì)層通過(guò)固體電解質(zhì)層相互對(duì)置的結(jié)構(gòu)，所述固體電解質(zhì)層具有迎合第一活性物質(zhì)層表面的凹凸的凹凸形狀。對(duì)于這種電池而言，相對(duì)于所使用活性物質(zhì)體積的第一活性物質(zhì)層和第二活性物質(zhì)層的對(duì)置面積大，因此，充放電特性良好。并且，涂布含有電解質(zhì)材料的第二涂布液，以使其粘度增大，并在形成固體電解質(zhì)層后形成第二活性物質(zhì)層，進(jìn)而，在此后加熱固體電解質(zhì)層而再次使粘度降低。因此，在第一活性物質(zhì)層與固體電解質(zhì)層的界面、以及在第二活性物質(zhì)層與固體電解質(zhì)層的界面中，材料粘附性均良好。由此進(jìn)一步提高了作為電池的特性。如此地，基于本專(zhuān)利技術(shù)可制造出采用固體電解質(zhì)、小型且電化學(xué)特性?xún)?yōu)良的電池。在本專(zhuān)利技術(shù)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質(zhì)層表面的凸部上所涂布的第二涂布液流向周?chē)陌疾浚尚纬膳c第一活性物質(zhì)層的凹凸相迎合的固體電解質(zhì)層。并且，通過(guò)在形成第二活性物質(zhì)層后進(jìn)一步加熱固體電解質(zhì)材料，使已增大的固體電解質(zhì)層的粘度再次降低。此時(shí)，固體電解質(zhì)層已處于由第一活性物質(zhì)層和第二活性物質(zhì)層夾持的狀態(tài)，電解質(zhì)材料不會(huì)流出。此外，例如，當(dāng)作為固體電解質(zhì)使用聚合物電解質(zhì)時(shí)，從促進(jìn)電解質(zhì)材料的聚合反應(yīng)的方面考慮，在涂布后設(shè)置加熱工序也有意義。因而，在結(jié)束電解質(zhì)層形成工序時(shí)，材料的聚合度也可以低，并且，作為涂布液中所含的電解質(zhì)材料，也可以是高分子電解質(zhì)材料的前驅(qū)體。在本專(zhuān)利技術(shù)的加熱工序中，例如，可使固體電解質(zhì)材料加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的溫度。若將固體電解質(zhì)材料加熱至其玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，則固體電解質(zhì)材料的粘度急劇降低、流動(dòng)性增大，因此，可使電解質(zhì)材料浸透至第一第二活性物質(zhì)層和第二活性物質(zhì)層的細(xì)小凹凸中。另一方面，在電解質(zhì)層形成工序中，也可以在涂布第二涂布液后，加熱至低于固體電解質(zhì)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度。通過(guò)加熱第二涂布液，揮發(fā)液體成分，可使粘度增大， 但若加熱至玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上，則反而會(huì)降低粘度而引起電解質(zhì)材料的流出。在未形成第二活性物質(zhì)層的狀態(tài)下，使固體電解質(zhì)材料的溫度保持低于玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度，由此可避免上述流出問(wèn)題。另外，在第一活性物質(zhì)層形成工序中，例如，可將相對(duì)于基材進(jìn)行相對(duì)移動(dòng)的噴嘴噴出的第一涂布液涂布在基材表面上。有實(shí)績(jī)表明，通過(guò)這種所謂的噴嘴分配(nozzle dispense)方式進(jìn)行的涂布技術(shù)，可將涂布液涂布成微細(xì)的凹凸圖案，可適用于本專(zhuān)利技術(shù)的第一涂布液的涂布中。并且，采用該方式，可在短時(shí)間內(nèi)形成厚的圖案，因此，能夠以遠(yuǎn)高于采用噴墨方式的現(xiàn)有技術(shù)的生產(chǎn)效率制造電池。再例如，在第二活性物質(zhì)層形成工序中，以使與固體電解質(zhì)層接觸的面相反一側(cè)的面成為平坦的方式涂布第三涂布液，還可以設(shè)置層疊工序，該層疊工序在該第三涂布液未固化的狀態(tài)下，將成為集電體的導(dǎo)電膜層疊在第三涂布液的表面。對(duì)于第二活性物質(zhì)層而言，在夾持固體電解質(zhì)層而與第一活性物質(zhì)層相對(duì)置的面必須追隨(迎合)固體電解質(zhì)層表面的凹凸，但與之相反一側(cè)的面則沒(méi)有該必要。通過(guò)使該面形成為平坦面，可使與成為集電體的導(dǎo)電膜的粘附性良好。另外，第三涂布液的涂布方法的選擇范圍變廣，可適用各種涂布方法，因此，可實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高、制造成本的降低等。另外，在電解質(zhì)層形成工序中，例如，可使固體電解質(zhì)層的厚度小于第一活性物質(zhì)層表面凹凸的高低差。為了獲得高性能電池，優(yōu)選以寬大面積且盡量接近的方式配置第一活性物質(zhì)層和第二活性物質(zhì)層。在此，若電解質(zhì)層形成得厚，則會(huì)喪失為了增大對(duì)置面積而在第一活性物質(zhì)層設(shè)置凹凸的意義，而且，第一活性物質(zhì)層與第二活性物質(zhì)層之間的間隔也增大。因此，優(yōu)選電解質(zhì)層的厚度小于第一活性物質(zhì)層凹凸的高低差。另外，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本專(zhuān)利技術(shù)的電池的特征在于，具有依次層疊第一集電體層、第一活性物質(zhì)層、固體電解質(zhì)層、第二活性物質(zhì)層以及第二集電體層而成的結(jié)構(gòu)，并且， 采用將前述第一集電體層作為前述基材的上述任意制造方法，制造前述第一活性物質(zhì)層、 前述固體電解質(zhì)層以及前述第二活性物質(zhì)層。在如此構(gòu)成的本專(zhuān)利技術(shù)中，第一活性物質(zhì)層和第二活性物質(zhì)層是通過(guò)固體電解質(zhì)層相互對(duì)置，所述固體電解質(zhì)層具有迎合(追隨)第一活性物質(zhì)層表面凹凸的凹凸形狀。并且，如上所述，在第一活性物質(zhì)層與固體電解質(zhì)層的界面以及在第二活性物質(zhì)層與固體電解質(zhì)層的界面中，材料的粘附性均良好。因此，本專(zhuān)利技術(shù)的電池，成為使用固體電解質(zhì)且電化學(xué)特性?xún)?yōu)良的電池。具有上述結(jié)構(gòu)的電池可適用于各種應(yīng)用領(lǐng)域，例如，可作為諸如電動(dòng)汽車(chē)等各種車(chē)輛的電源使用，還有，可適用于具有以該電池作為電源來(lái)動(dòng)作的電路部的各種電子裝置中。更具體而言，由于可構(gòu)成薄型且高性能的電源，因此，特別適合應(yīng)用于例如IC卡等具有保持電池和電路部的卡片式框體的電子裝置中。專(zhuān)利技術(shù)的效果基于本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
１．一種電池的制造方法，其特征在于，具有：第一活性物質(zhì)層形成工序，在基材表面涂布含有第一活性物質(zhì)材料的第一涂布液，以形成與所述基材接觸的面相反一側(cè)的表面具有凹凸的第一活性物質(zhì)層；電解質(zhì)層形成工序，在所述第一活性物質(zhì)層的表面涂布含有固體電解質(zhì)材料的第二涂布液的同時(shí)，增大該第二涂布液的粘度，以形成與所述第一活性物質(zhì)層接觸的面相反一側(cè)的表面具有迎合所述第一活性物質(zhì)層凹凸的凹凸形狀的固體電解質(zhì)層；第二活性物質(zhì)層形成工序，在所述固體電解質(zhì)層的表面涂布含有第二活性物質(zhì)材料的第三涂布液，以形成第二活性物質(zhì)層；以及加熱工序，在所述第二活性物質(zhì)層形成工序后，加熱所述固體電解質(zhì)層，以降低該固體電解質(zhì)層的粘度。
【技術(shù)特征摘要】
2010.07.01 JP 2010-1507371.一種電池的制造方法，其特征在于，具有第一活性物質(zhì)層形成工序，在基材表面涂布含有第一活性物質(zhì)材料的第一涂布液，以形成與所述基材接觸的面相反一側(cè)的表面具有凹凸的第一活性物質(zhì)層；電解質(zhì)層形成工序，在所述第一活性物質(zhì)層的表面涂布含有固體電解質(zhì)材料的第二涂布液的同時(shí)，增大該第二涂布液的粘度，以形成與所述第一活性物質(zhì)層接觸的面相反一側(cè)的表面具有迎合所述第一活性物質(zhì)層凹凸的凹凸形狀的固體電解質(zhì)層；第二活性物質(zhì)層形成工序，在所述固體電解質(zhì)層的表面涂布含有第二活性物質(zhì)材料的第三涂布液，以形成第二活性物質(zhì)層；以及加熱工序，在所述第二活性物質(zhì)層形成工序后，加熱所述固體電解質(zhì)層，以降低該固體電解質(zhì)層的粘度。2.如權(quán)利要求1所述的電池的制造方法，其中，在所述加熱工序中，將所述固體電解質(zhì)層加熱至所述固體電解質(zhì)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)以上的溫度。3.如權(quán)利要求1所述的電池的制造方法，其中，在所述電解質(zhì)層形成工序中，在涂布所述第二涂布液后，將該第二涂布液加熱至低于所述固體電解質(zhì)材料的玻璃化轉(zhuǎn)變點(diǎn)的溫度。4.如權(quán)利要求1所述的...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：真田雅和，松田健，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：大日本網(wǎng)屏制造株式會(huì)社，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：JP
還沒(méi)有人留言評(píng)論。發(fā)表了對(duì)其他瀏覽者有用的留言會(huì)獲得科技券。