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CN101567465A - 固态锂二次电池及其制造方法 - Google Patents

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CN101567465A CNA2009101392199A CN200910139219A CN101567465A CN 101567465 A CN101567465 A CN 101567465A CN A2009101392199 A CNA2009101392199 A CN A2009101392199A CN 200910139219 A CN200910139219 A CN 200910139219A CN 101567465 A CN101567465 A CN 101567465A
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Abstract

在电绝缘的框架部件(12)内形成固态电解质层(20)和电极层(22,24),并且由电绝缘的框架部件(12)保持集电板(14,16)。由于由框架部件(12)保持集电板(14,16),可以抑制集电板(14,16)的位移或脱落。为了使得集电板(14,16)由框架部件(12)保持,在框架部件(12)与集电板(14,16)之间填充电极层(22,24)的材料的粉末。

Description

固态锂二次电池及其制造方法
技术领域
本发明涉及固态型锂二次电池以及该固态型锂二次电池的制造方法。
背景技术
锂二次电池具有高的能量密度且能够输出高电压,因此被预期作为电动车、混合动力车等的电池的电源,或者作为诸如笔记本个人计算机、便携式电话等的便携式电器的电源。在锂二次电池之中,最近已提出了采用固态电解质而不采用液态电解质的固态锂二次电池。固态锂二次电池被认为在安全性和产量方面优良,并且被预期作为将来的二次电池。固态锂二次电池具有这样的结构,其中正电极层、固态电解质层和负电极层以此顺序层叠,并且集电板附接到层叠单元的两侧。通常,通过粉末模制方法形成固态锂二次电池。具体地,在模具中放置正电极材料、电解质材料和负电极材料,然后对其施压,以形成芯块(pellet),在该芯块中电极层和电解质层形成层叠结构(以下有时称为“电解质-电极层叠组件”)。从模具中取出该芯块之后,对其附接集电板,从而制成电池。
在固态锂二次电池以上述方式制成的情况下,当从模具中取出芯块时,芯块的侧表面摩擦模具的内表面,从而电极材料附着到电解质层的侧表面上,引起电池内部短路的问题。为了克服该问题,已提出了这样的固态锂二次电池,其中采用电绝缘的框架部件,并且在该框架部件中整体地形成电极层和电解质层(参见日本专利申请公开No.9-35724(JP-A-9-35724))。根据该固态锂二次电池,不发生芯块的侧表面的摩擦,因此可以防止电池的内部短路。另外,为了制造电池,有必要将集电板附接到如上所述由正电极层、电解质层和负电极层制成的层叠组件。如果集电板与电解质-电极层叠组件分开,或者集电板与电极层之间的接着面积减小,则可出现生产率下降、接触电阻增大等问题。因此,需要想办法使电解质-电极层叠组件和集电板固定。
发明内容
本发明提供一种固态锂二次电池,其采用电绝缘的框架部件且能够抑制集电部件从电解质-电极层叠组件脱落或者集电部件与电极层的接触面积的减小(以下称为“脱落等”),并且还提供一种固态锂二次电池的制造方法。
本发明的第一方面是一种固态锂二次电池,其包括:电绝缘的管状绝缘框架;固态电解质层,其形成在所述绝缘框架内;电极层,其层叠在所述固态电解质层的至少一个表面上,并且形成在所述绝缘框架内;以及集电部件,其层叠在所述电极层上,并且由所述绝缘框架保持。
在本发明的第一方面中,所述电极层包括:正电极层,其层叠在所述绝缘框架内的所述固态电解质层的一侧上,并且通过压缩粉末而形成;以及负电极层,其层叠在所述绝缘框架内的所述固态电解质层的另一侧上,并且通过压缩粉末而形成,并且所述集电部件可以包括:正电极集电部件,其层叠在所述正电极层上,并且由所述绝缘框架保持;以及负电极集电部件,其层叠在所述负电极层上,并且由所述绝缘框架保持。
此外,所述集电部件被设置为使得所述集电部件的至少一部分在所述绝缘框架内,并且,接触所述集电部件的所述电极层的材料的粉末可以填充所述绝缘框架与所述集电部件的外周侧表面之间的空间。
此外,所述集电部件的外径可以比所述绝缘框架的内径小200微米至1200微米的长度。
本发明的第二方面是一种固态锂二次电池的制造方法,所述固态锂二次电池包括:电绝缘的管状绝缘框架;固态电解质层,其形成在所述绝缘框架内;电极层,其层叠在所述固态电解质层的至少一个表面上,并且通过对所述电极层的材料的粉末施压而形成在所述绝缘框架内;以及集电部件,其层叠在所述电极层上,所述集电部件的至少一部分被设置在所述绝缘框架内,所述制造方法包括以下步骤:通过对所述集电部件施加力,对所述电极层的材料施压。在该步骤中,当对所述材料施压时,执行施压以使得所述集电部件相对于所述绝缘框架移动。
本发明的第三方面是一种固态锂二次电池的制造方法,所述制造方法包括以下步骤:通过在电绝缘的管状绝缘框架中放置电极层的材料的粉末和固态电解质层的材料的粉末且对所述电极层的材料的粉末和所述固态电解质层的材料的粉末初步施压,形成电解质-电极层叠组件,所述电解质-电极层叠组件具有包括所述电极层和所述固态电解质层的层叠结构;在所述电解质-电极层叠组件上层叠集电部件,以使得所述集电部件的至少一部分被设置在所述绝缘框架内;以及对其上已层叠了所述集电部件的所述电解质-电极层叠组件最后施压,以使得所述集电部件相对于所述绝缘框架移动。
在本发明的第二和第三方面中,所述集电部件相对于所述绝缘框架移动的距离大于或等于所述集电部件的厚度的五分之一,且小于或等于所述集电部件的厚度。
本发明的第四方面是一种固态锂二次电池的制造方法,所述固态锂二次电池包括:电绝缘的管状绝缘框架;固态电解质层,其形成在所述绝缘框架内;电极层,其层叠在所述固态电解质层的至少一个表面上,并且通过对所述电极层的材料的粉末施压而形成在所述绝缘框架内;以及集电部件,其层叠在所述电极层上,所述集电部件的至少一部分被设置在所述绝缘框架内。所述制造方法包括以下步骤:通过对所述集电部件施加力,对所述电极层的材料施压。在该步骤中,当对所述材料施压时,执行施压以使得随着所述电极层的材料的粉末的层塑性形变,所述电极层的材料进入所述绝缘框架与所述集电部件的外周之间。
本发明的第五方面是一种固态锂二次电池的制造方法,其包括以下步骤:通过在电绝缘的管状绝缘框架中放置电极层的材料的粉末和固态电解质层的材料的粉末且对所述电极层的材料的粉末和所述固态电解质层的材料的粉末初步施压,形成电解质-电极层叠组件,所述电解质-电极层叠组件具有包括所述电极层和所述固态电解质层的层叠结构;在所述电解质-电极层叠组件上层叠集电部件,以使得所述集电部件的至少一部分被设置在所述绝缘框架内;以及对其上已层叠了所述集电部件的所述电解质-电极层叠组件最后施压,以使得随着所述电极层塑性形变,所述电极层的材料进入所述绝缘框架与所述集电部件的外周之间。
在上述第二至第五方面中的任何一方面中,所述电极层可以包括:正电极层,其形成在所述绝缘框架内的所述固态电解质层的一侧上;以及负电极层,其形成在所述绝缘框架内的所述固态电解质层的另一侧上,并且所述集电部件可以包括:正电极集电部件,其层叠在所述正电极层上,并且由所述绝缘框架保持;以及负电极集电部件,其层叠在所述负电极层上,并且由所述绝缘框架保持。
此外,在本发明的第二至第五方面中的任何一方面中,所述集电部件的外径比所述绝缘框架的内径小200微米至1200微米的长度。
本发明的第一方面的一种解释可以说是全固态锂电池,其包括固态电解质层、电极层、集电部件、以及覆盖所述固态电解质层和所述电极层的侧表面的绝缘框架,其特征在于,所述集电部件由所述绝缘框架保持。此外,本发明的第一方面的至少一种解释可以说是全固态锂电池,其特征在于包括:固态电解质层;通过压缩粉末而形成的电极层;层叠在所述电极层上的集电部件;以及电绝缘的框架部件,其覆盖所述集电部件的外周的至少一部分、所述固态电解质层的外周,并且保持所述集电部件。此外,本发明的第一方面的至少一种解释可以说是全固态锂电池,其包括:固态电解质层;负电极层,其通过压缩粉末而形成在所述固态电解质层的一侧上;正电极层,其通过压缩粉末而形成在所述固态电解质层的另一侧上;集电部件,其层叠在每一个所述电极层的与接触所述固态电解质层的一侧相反的一侧上;以及电绝缘的框架部件,其覆盖所述固态电解质层的外周和每一个集电部件的外周的至少一部分,并且保持所述集电部件中的至少一个。
根据本发明的第一方面,由于集电部件由框架部件保持,因此可以抑制集电部件的脱落等。
此外,根据本发明的第一方面,框架部件与集电部件之间的空间被电极层的材料的粉末所填充。因此,通过粉末的弹性力,集电部件被固定到绝缘框架。因此,可以有效防止集电部件的脱落等。也就是,在该发明中,通过电极材料的粉末由绝缘框架间接保持集电部件。
此外,根据本发明的第一方面,电极材料的粉末移动到其中的间隙形成在框架部件与集电部件之间,并且通过填充该间隙的粉末的弹性力保持集电部件。
根据本发明的第二至第四方面,当执行初步施压时,电极材料的粉末进入集电部件与框架部件之间。因此,可以制成这样的固态锂二次电池,其中通过粉末的弹性力由框架部件保持集电部件。
根据本发明的第五方面,由于电极材料的粉末移动到其中的间隙形成在框架部件与集电部件之间,因此更确定地迫使电极材料的粉末进入框架部件与集电部件之间。
附图说明
通过参考附图给出的对示例性实施例的以下说明,本发明的上述和其他特征和优点将变得显而易见,在附图中,相同的标号用于表示相同的部件,其中:
图1是本发明的实施例1的固态电池的透视图;
图2是实施例1的固态电池的截面图;
图3是实施例1的固态电池的截面图和局部放大图;
图4是用于说明实施例1的固态电池的制造方法的图;
图5是用于说明实施例1的固态电池的制造方法的图;
图6是用于说明实施例1的固态电池的制造方法的图;
图7是用于说明实施例1的固态电池的制造方法的图;以及
图8是实施例1的固态电池的修改例的透视图。
具体实施方式
以下将参考附图说明本发明的实施例。
图1是本发明的实施例1的固态锂二次电池的透视图。如图1所示,根据该实施例的固态锂二次电池10具有电绝缘的框架部件12(以下称为绝缘框架12)。该绝缘框架12被设置为完全覆盖固态锂二次电池10的电解质层、正电极层和负电极层的侧表面,并且部分覆盖固态锂二次电池10的负电极集电板14的侧表面和正电极集电板16的侧表面。
图2是实施例1的固态锂二次电池10的截面图。如图2所示,锂二次电池10具有这样的结构,其中集电板14和16附接到由电解质层20、负电极层22和正电极层24(以下有时合称为电极层)构成的层叠组件(电解质-电极层叠组件)。绝缘框架12被设置为完全覆盖电解质层20以及电极层22和24的侧表面,并且部分覆盖集电板14和16的侧表面。电解质层和电极层都是由固态物质制成,并且通过对原材料粉末施压而形成。
在该实施例中,电解质层的材料是70Li2S-30P2S5,正电极层的材料是作为电解质层材料的70Li2S-30P2S5和作为正电极活性材料的LiCoO2的混合物,负电极层的材料是作为电解质层材料的70Li2S-30P2S5和作为负电极活性材料的石墨的混合物。在该实施例中,所使用的70Li2S-30P2S5为具有20微米的平均粒径的粉末的形式,所使用的LiCoO2为具有10微米的平均粒径的粉末的形式,所使用的石墨为具有10微米的平均粒径的粉末的形式。此外,绝缘框架由电绝缘的树脂构成。此外,集电板是由不锈钢制成且具有300微米的厚度的薄板。
图3是该实施例的固态锂二次电池10的截面图和局部放大图。如图3所示,用构成正电极层24的材料(即,正电极活性材料或电解质层的材料)填充该实施例的固态锂二次电池10中的绝缘框架12与正电极集电板16之间的间隙30。同样地,用构成负电极层22的材料(即,负电极活性材料或电解质层的材料)填充绝缘框架12与负电极集电板14之间的间隙。
在该实施例中,设定间隙30,使得其宽度,即,间隙尺寸,为150微米。具体地,确定绝缘框架12和正电极集电板16的尺寸,使得绝缘框架12的内径与正电极集电板16的外径之间的差异为300微米。同样地,确定负电极集电板14的尺寸,使得绝缘框架12的内径与负电极集电板14的外径之间的差异为300微米。如上所述,分别用电极层22和24的材料填充以该方式形成的绝缘框架12与集电板14和16之间的间隙30。在该实施例的固态锂二次电池10中,通过填充绝缘框架12与集电板14和16之间的间隙的电极材料的弹性力来保持集电板14和16,并且将集电板14和16固定到绝缘框架12。从另一观点,这意味着绝缘框架通过电极材料来支撑集电板14和16。此外,还可以认为,通过电极材料的弹性力,使得集电板固定到绝缘框架。
将参考图4至图7来说明该实施例的固态锂二次电池的制造方法的实例。如图4所示,首先在用于电池制造的压力装置41中放置绝缘框架50。
接下来,如图5所示,在绝缘框架50中放置作为电解质材料的70Li2S-30P2S5,并且执行初步施压,从而形成电解质层52。然后,如图6所示,在电解质层52的两侧中的一侧上,层叠作为正电极活性材料的LiCoO2和作为电解质材料的70Li2S-30P2S5的混合物,并且在电解质层52的另一侧上,层叠作为负电极活性材料的石墨和作为电解质材料的70Li2S-30P2S5的混合物,然后执行初步施压。通过以该方式初步施压,在绝缘框架50中形成正电极层、电解质层和负电极层的层叠组件(电解质-电极层叠组件)。此时,设定初步施压的压力,使得通过(稍后描述的)最后施压使得每个电极层都被压缩约100微米。
接下来,如图7所示,将集电板附接到电解质-电极层叠组件的两侧。在集电板附接到电解质-电极层叠组件的两侧的状态下,通过在两侧对集电板施加力,执行施压(最后施压)。通过从层叠组件的两侧施加每平方厘米5吨的力,执行施压。执行这里的施压以使得集电板60和62相对于绝缘框架50移动。具体地,执行施压以使得集电板60和62中的每一个都在绝缘框架50内朝向电解质层52移动。
当如上所述执行施压以使集电板相对于绝缘框架移动时,电极层塑性形变,从而电极层的材料进入绝缘框架50与集电板60和62之间的间隙。换句话说,随着当压缩电极层时集电板位移而沉入电极层中,电极层的材料被迫使填充绝缘框架50与集电板60和62之间的间隙。于是,通过电极层的材料的弹性力保持集电板。在该实施例中,执行最后施压,以使得具有300微米厚度的集电板中的每一个都移动100微米的距离。以该方式,迫使电极层的材料进入绝缘框架与集电板的侧表面之间。
根据该实施例的固态锂二次电池,由于由绝缘框架保持集电板,抑制了集电板的脱落等。制造期间的集电板脱落降低生产率,而制造之后的集电板脱落使得充放电困难。然而,根据该实施例的固态锂二次电池,由于可以抑制集电板的脱落,因此可以抑制这些问题。此外,虽然不发生集电板的脱落,如果电极层与集电板之间的接触压力或接触面积降低,则接触电阻增大。根据本发明的全固态锂二次电池,由于可以抑制集电板相对于绝缘框架的移动,因此也可以抑制电极层与集电板之间的接触的减弱。
此外,根据该实施例的固态锂二次电池,确定绝缘框架与集电板的尺寸,使得绝缘框架的内径与集电板的外径之间的差异为300微米。如上所述,如果间隙的尺寸为约150微米,由于在该实施例中使用的电极的材料的平均粒径为10至20微米,可以迫使用于保持集电板的足量的电极材料进入绝缘框架与集电板的侧表面之间的间隙中。因此,通过被迫使填充绝缘框架与集电板之间的间隙的电极材料的弹性力,保持集电板。
此外,由于电极材料填充绝缘框架与集电板之间的间隙,存在于电极层中的电极材料不与外部空气接触。通常,电极层具有高的反应性,因此当与外部空气接触时很可能劣化。然而,根据该实施例,由于电极层不接触外部空气,因此电极层不经历劣化。另外,可以想到使用密封材料等以确保气密性。然而,由于如上所述电极层具有高的反应性,电极层与一种不同于电极材料的树脂等的接触会带来预料不到的反应的风险。然而,在该实施例中,由于通过使用电极层的材料来替代在种类上不同于电极层材料的密封材料而确保气密性,因此不会发生预料不到的反应。
此外,可以想到使用粘合剂来作为固定绝缘框架和集电板的方法。然而,如上所述,如果不同于电极材料的树脂等接触电极层,则有引起预料不到的反应的风险。在该实施例中,由于集电板被固定到绝缘框架而不使用种类上不同于电极材料的粘合剂,因此可以在抑制预料不到的反应的发生的同时获得绝缘框架与集电板之间的固定。
此外,如图1所示,每个集电板的一部分被插入绝缘框架中,并且其一部分从绝缘框架凸出。因此,可以容易地附接从电池提取输出的机构,因此提高生产率。此外,由于用电极材料填充两侧上绝缘框架与集电板之间的空间,该结构抑制了任一集电板的脱落。
此外,执行施压的步骤和迫使电极层的材料进入绝缘框架与集电板之间的步骤可以同时执行,因此易于制造。此外,由于可以以受压状态保持绝缘框架,可以在对其施加合适压力的条件下固定绝缘框架和集电板。因此,可以制成具有减小的接触电阻的固态锂二次电池。
虽然在实施例1中,确定绝缘框架和集电板的尺寸以使得绝缘框架的内径与集电板的外径之间的差异为300微米,但这不是限定性的。合适的是,将绝缘框架和集电板的尺寸设置为使得电极层的材料可进入绝缘框架与集电板之间并且可以通过电极层的材料的弹性力来保持集电板。具体地,集电板与绝缘框架之间的间隙的尺寸在50微米至600微米的范围内,并且特别地,在100微米至600微米的范围内。也就是,集电板的外径比绝缘框架的内径小100微米至1200微米的长度,特别地,小200微米至1200微米的长度。
顺便提及,电极层材料进入绝缘框架与集电板之间的空间中的容易度取决于材料的粒径。因此,基于电极层的材料的粒径来确定绝缘框架的内径与集电板的外径之间的差异。具体地,绝缘框架与集电板的侧表面之间的间隙的尺寸是电极层材料的平均粒径的约2倍至30倍(绝缘框架与集电板的侧表面之间的直径差是该平均粒径的约4倍至60倍)。根据电极层材料的制造方法,在材料中还可能存在其直径大于平均粒径的颗粒。在这种情况下,基于电极层的材料物质的最大粒径来设定间隙的尺寸。具体地,绝缘框架与集电板的侧表面之间的间隙的尺寸可以是最大粒径的约1倍至10倍(其间的直径差是该最大粒径的约2倍至20倍)。
虽然在实施例1中,通过电极层的材料物质的弹性力来保持集电板,但这不是限定性的。只要由绝缘框架保持或固定集电板就足够了。例如,由绝缘框架直接保持集电板。具体地,集电板的外径可以基本等于绝缘框架的内径。因此,可以由绝缘框架直接保持集电板,并且可以确保电极层的气密性。也就是,从抑制集电板的脱落等的观点,由绝缘框架直接或间接保持集电板是合适的。
虽然在实施例1中,使用具有圆形截面的管状绝缘框架,但这不是限定性的。也就是,足够的是,绝缘框架由电绝缘部件构成,并且其形状允许在其内部形成电解质-电极层叠组件、以及使得可以直接或间接保持集电板。例如,绝缘框架可以为具有矩形截面的中空管(方管)的形状、或者具有多角或椭圆形截面的管状。也就是说,在本申请中,术语“管状”不限于圆形管状。
虽然在实施例1中,每个集电板的一部分都在绝缘框架内而其另一部分在绝缘框架外,但这不是限定性的。例如,如图8所示的其中集电板设置在绝缘框架72内的结构也是允许的。在该结构中,即使在对电池施加横向力的情况下,也可以抑制集电板的脱落等。此外,虽然在实施例1中,负电极和正电极的集电板都由绝缘框架保持,但这不是限定性的。其中绝缘框架保持集电板的上述结构应用于两个集电板的至少一个是合适的。因此,例如,在具有其中负电极的电极层也用作负电极的集电板的结构的固态电池中,对正电极侧应用本发明是合适的。
实施例1使用LiCoO2作为正电极活性材料,使用70Li2S-30P2S5作为电解质材料,使用石墨作为负电极活性材料,并且使用不锈钢作为集电板。然而,这不是限定性的。集电板由这样的导电物质制成是合适的,该导电物质提供可由绝缘框架直接或间接保持集电板的强度。例如,可使用铝、镍、铜等。
电极活性材料和电解质材料只要允许构成固态锂二次电池就足够了。在此使用的正电极活性材料可以是例如TiS2、LiNiO2等。此外,在此使用的负电极活性材料可以是例如Li金属、Li-Al合金、Li-In合金等。此外,在此使用的电解质材料还可以是除了70Li2S-30P2S5之外的固态电解质,例如Li3PO4-Li2S-SiS2基玻璃、包含Li2O、Li2SO4和Li2CO3的硫属(chalcogenite)基锂离子导体、包含锂卤化物的材料、以及其他氧化物基锂离子导体等。
此外,电极活性材料和电解质材料的粒径不限于以上结合实施例1所提到的粒径,从产率的观点合适地选择所选择的粒径是合适的。
虽然在实施例1的制造方法中,执行最后施压,使得每个集电板移动100微米,但这不是限定性的。合适的是,确定集电板的移动量,使得迫使电极层的材料进入间隙以便可以通过电极层的材料的弹性力保持集电板。顺便提及,从通过电极层的材料的弹性力保持集电板的观点,使得每个集电板相对于绝缘框架移动的距离等于或大于集电板厚度的五分之一且小于或等于集电板厚度也是合适的。具体地,合适的是,确定初步施压压力和最后施压压力,使得每个集电板相对于绝缘框架移动的距离等于或大于每个集电板的厚度的五分之一且小于或等于每个集电板的厚度。
此外,虽然在实施例1的制造方法中,执行初步施压压力,但这不是限定性的。具体地,该制造方法的特征在于,迫使构成电极层的材料进入绝缘框架与集电板的外周之间,因此只要该制造方法能够实现上述操作和效果就足够了。也就是,可以省略初步施压。顺便提及,由于初步施压以一定程度固定电极层的材料,从产率的观点,也可以执行初步施压。
虽然参考示例性实施例说明了本发明,但应理解,本发明不限于所述的实施例或解释。相反地,本发明旨在包括各种变型例和等效设置。另外,虽然以不同组合和配置示出了示例性实施例的各种要素,但包括更多、更少或仅仅单个要素的其他组合和配置也在本发明的范围内。

Claims (12)

1.一种固态锂二次电池,其特征在于包括:
电绝缘的管状绝缘框架(12);
固态电解质层(20),其形成在所述绝缘框架(12)内;
电极层(22,24),其层叠在所述固态电解质层(20)的至少一个表面上,并且形成在所述绝缘框架(12)内;以及
集电部件(14,16),其层叠在所述电极层(22,24)上,并且由所述绝缘框架(12)保持。
2.根据权利要求1的固态锂二次电池,其中
所述电极层包括:
正电极层(24),其层叠在所述绝缘框架(12)内的所述固态电解质层(20)的一侧上,并且通过压缩粉末而形成;以及
负电极层(22),其层叠在所述绝缘框架(12)内的所述固态电解质层(20)的另一侧上,并且通过压缩粉末而形成,并且其中
所述集电部件包括:
正电极集电部件(16),其层叠在所述正电极层(24)上,并且由所述绝缘框架(12)保持;以及
负电极集电部件(14),其层叠在所述负电极层(22)上,并且由所述绝缘框架(12)保持。
3.根据权利要求1或2的固态锂二次电池,其中:
所述集电部件(14,16)被设置为使得所述集电部件的至少一部分在所述绝缘框架(12)内;并且
接触所述集电部件(14,16)的电极层(22,24)的材料的粉末填充所述绝缘框架(12)与所述集电部件(14,16)的外周侧表面之间的空间。
4.根据权利要求3的固态锂二次电池,其中所述集电部件(14,16)的外径比所述绝缘框架(12)的内径小200微米至1200微米的长度。
5.一种固态锂二次电池的制造方法,所述固态锂二次电池包括:
电绝缘的管状绝缘框架(12);
固态电解质层(20),其形成在所述绝缘框架(12)内;
电极层(22,24),其层叠在所述固态电解质层(20)的至少一个表面上,并且通过对所述电极层的材料的粉末施压而形成在所述绝缘框架(12)内;以及
集电部件(14,16),其层叠在所述电极层(22,24)上,所述集电部件(14,16)的至少一部分被设置在所述绝缘框架(12)内,
所述制造方法的特征在于包括以下步骤:
通过对所述集电部件(14,16)施加力,对所述电极层(22,24)的材料施压,其中
当对所述材料施压时,执行施压以使得所述集电部件(14,16)相对于所述绝缘框架(12)移动。
6.根据权利要求5的制造方法,其中
所述集电部件(14,16)相对于所述绝缘框架(12)移动的距离大于或等于所述集电部件(14,16)的厚度的五分之一,且小于或等于所述集电部件(14,16)的厚度。
7.一种固态锂二次电池的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
通过在电绝缘的管状绝缘框架(12)中放置电极层(22,24)的材料的粉末和固态电解质层(20)的材料的粉末且对所述电极层的材料的粉末和所述固态电解质层的材料的粉末初步施压,形成电解质-电极层叠组件,所述电解质-电极层叠组件具有包括所述电极层(22,24)和所述固态电解质层(20)的层叠结构;
在所述电解质-电极层叠组件上层叠集电部件(14,16),以使得所述集电部件(14,16)的至少一部分被设置在所述绝缘框架(12)内;以及
对其上已层叠了所述集电部件(14,16)的所述电解质-电极层叠组件最后施压,以使得所述集电部件(14,16)相对于所述绝缘框架(12)移动。
8.根据权利要求7的制造方法,其中
所述集电部件(14,16)相对于所述绝缘框架(12)移动的距离大于或等于所述集电部件(14,16)的厚度的五分之一,且小于或等于所述集电部件(14,16)的厚度。
9.一种固态锂二次电池的制造方法,所述固态锂二次电池包括:
电绝缘的管状绝缘框架(12);
固态电解质层(20),其形成在所述绝缘框架(12)内;
电极层(22,24),其层叠在所述固态电解质层(20)的至少一个表面上,并且通过对所述电极层的材料的粉末施压而形成在所述绝缘框架(12)内;以及
集电部件(14,16),其层叠在所述电极层(22,24)上,所述集电部件(14,16)的至少一部分被设置在所述绝缘框架(12)内,
所述制造方法的特征在于包括以下步骤:
通过对所述集电部件(14,16)施加力,对所述电极层(22,24)的材料施压,其中
当对所述材料施压时,执行施压以使得,随着所述电极层的材料的粉末的层塑性形变,所述电极层(22,24)的材料进入所述绝缘框架(12)与所述集电部件(14,16)的外周之间。
10.一种固态锂二次电池的制造方法,其特征在于包括以下步骤:
通过在电绝缘的管状绝缘框架(12)中放置电极层(22,24)的材料的粉末和固态电解质层(20)的材料的粉末且对所述电极层的材料的粉末和所述固态电解质层的材料的粉末初步施压,形成电解质-电极层叠组件,所述电解质-电极层叠组件具有包括所述电极层(22,24)和所述固态电解质层(20)的层叠结构;
在所述电解质-电极层叠组件上层叠集电部件(14,16),以使得所述集电部件(14,16)的至少一部分被设置在所述绝缘框架(12)内;以及
对其上已层叠了所述集电部件(14,16)的所述电解质-电极层叠组件最后施压,以使得随着所述电极层(22,24)塑性形变,所述电极层(22,24)的材料进入所述绝缘框架(12)与所述集电部件(14,16)的外周之间。
11.根据权利要求5至10中任何一项的制造方法,其中
所述电极层包括:
正电极层(24),其形成在所述绝缘框架(12)内的所述固态电解质层(20)的一侧上;以及
负电极层(22),其形成在所述绝缘框架(12)内的所述固态电解质层(20)的另一侧上,并且其中
所述集电部件包括:
正电极集电部件(16),其层叠在所述正电极层(24)上,并且由所述绝缘框架(12)保持;以及
负电极集电部件(14),其层叠在所述负电极层(22)上,并且由所述绝缘框架(12)保持。
12.根据权利要求5至10中任何一项的制造方法,其中所述集电部件(14,16)的外径比所述绝缘框架(12)的内径小200微米至1200微米的长度。
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