JPH10247516A

JPH10247516A - 全固体リチウム電池

Info

Publication number: JPH10247516A
Application number: JP9048667A
Authority: JP
Inventors: Kazuya Iwamoto; 和也岩本; Makoto Fujino; 信藤野; Kazunori Takada; 和典高田; Shigeo Kondo; 繁雄近藤
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1997-03-04
Filing date: 1997-03-04
Publication date: 1998-09-14

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、内部抵抗が低く、さらに充放電時
における電池の膨張，収縮に伴う内部抵抗の増加を低減
するとともに集電性を高め、優れた充放電サイクル特性
を有する全固体リチウム二次電池を提供することを目的
とする。【解決手段】電池ケース２に金属製集電体１を複数箇
所の固定点３で固定することにより金属製集電体１と電
極の接点が集電体と接続された電池ケース２に対して可
動的であるように構成し、これにより電池ケースおよび
封口板が歪んだり、また充放電時において電極が膨張，
収縮した場合でも、電池ペレットの正極および負極との
充分な電気的接触をとることが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は全固体リチウム電池
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、パーソナルコンピュータ，携帯電
話等のポータブル機器の開発に伴い、その電源として電
池の需要は非常に大きなものとなっている。特に、リチ
ウム電池は、リチウムが小さな原子量を持ち、かつイオ
ン化エネルギーが大きな物質であることから、高エネル
ギー密度を得ることができる電池として各方面で盛んに
研究が行われている。

【０００３】一方、これらの用途の電池は、電解質に液
体を使用しているため、電解質の漏液等の問題を皆無と
することができない。こうした問題を解決し信頼性を高
めるため、また素子を小型，薄型化するためにも、液体
電解質を固体電解質に代えて、電池を全固体化する試み
が各方面でなされている。特に、先に述べたリチウム電
池に関しては、そのエネルギー密度の高さのために、電
池に異常が生じた際には電池が発火する等の恐れがあ
る。そのため、電池の安全性を確保するために、不燃性
の固体材料で構成される固体電解質を用いた全固体リチ
ウム電池の開発が望まれている。このような電池に用い
られる固体電解質としては、ハロゲン化リチウム，窒化
リチウム，リチウム酸素酸塩、あるいはこれらの誘導体
等が知られている。また、Ｌｉ₂Ｓ−ＳｉＳ₂，Ｌｉ₂Ｓ
−Ｐ₂Ｓ₅，Ｌｉ₂Ｓ−Ｂ₂Ｓ₃等のリチウムイオン導電性
硫化物ガラス状固体電解質や、これらのガラスにＬｉＩ
等のハロゲン化リチウム、Ｌｉ₃ＰＯ₄等のリチウム酸素
酸塩をドープしたリチウムイオン導電性固体電解質は、
１０^-4〜１０^-3Ｓ／ｃｍの高いイオン導電性を有するこ
とから世界的にその物性を中心とした研究が行われてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、全固体
リチウム電池を粉末成型法により構成し、従来のコイン
型電池ケースあるいはボタン型電池ケースに挿入し、こ
の周囲をかしめて封口した際には、正極，負極，電解質
層よりなる電池構成群が全て堅い固体からなるため、電
池ケースあるいは封口板にひずみが生じやすく、正極，
負極の電極端子を兼ねるそれぞれの電池ケースあるいは
封口板と電極ペレットとが充分な接触を保つことができ
ず、内部抵抗が増大し充電または放電が困難となる。

【０００５】また、二次電池の場合、初期的に接触を保
つことができ、充放電が可能であった場合でも、充放電
サイクルの進行に伴って、電極の膨脹，収縮が繰り返さ
れることにより、電池ケースあるいは封口板と電極との
間に隙間や電極ペレット中での活物質間の接合の弛みが
生じやすく、内部抵抗が上昇し、充放電容量が低下する
といった課題があった。

【０００６】従って、この全固体リチウム電池において
は、上述の組み立て時および充放電時における内部抵抗
の低減と高い集電性が要求されている。

【０００７】本発明は、以上の課題を解決し、さらに充
放電時における電池の膨脹，収縮に伴う内部抵抗の増加
を低減するとともに集電性を高め、優れた充放電サイク
ル特性を有する全固体リチウム電池を提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、電池の組み立て時に電池ケースおよび／ま
たは封口板が歪んだり、また充放電時において電極が膨
脹，収縮した場合でも、電池ペレットの正極および負極
との充分な電気的接触がとれるように構成したものであ
る。

【０００９】これにより、電池ペレットの正極および負
極と集電体との間に充分な電気的接触が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明は各請求項の発明の形態に
よって実施し得る。

【００１１】すなわち、本発明の請求項１に記載の発明
は、電池ケースおよび封口板の少なくとも一方に集電体
を具備し、集電体と電極の接点が電池ケースあるいは封
口板に対して可動的な状態で装填したものであり、電池
ペレットが膨脹，収縮した場合においても接触面がその
厚さ方向の変動に追随するために、正極，負極の電極と
充分な接触を確保することができる。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の集電体を金属としたものであり、前記金属の弾
性によって電極が膨脹，収縮した場合においても接触面
がその厚さ方向の変動に追随するために、電池ペレット
の正極および負極との充分な接触を確保することができ
る。

【００１３】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の金属製の集電体がステンレススチールならびに鉄，チ
タン，銅，ニッケル，アルミニウムもしくはこれらのう
ちの少なくとも一つを主成分とする合金としたものであ
り、前記する金属を用いることにより、集電体は弾性が
得られ、電池ペレットの正極および負極との充分な接触
を確保することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の金属製の集電体がメッシュ，エキスパンドメタル，発
泡メタル，ワイヤー，パンチングメタル，ファイバーの
群より選ばれる少なくとも一つの形状としたものであ
り、平板状の金属集電体よりも高いバネ弾性が得られ、
電池ペレットの正極および負極との充分な接触を確保す
ることができる。

【００１５】請求項５に記載の発明は、請求項２に記載
の金属製の集電体の見かけ面積が電池ペレットの正極ま
たは負極の平面部面積の５０〜９９％としたものであ
り、電池の封口時に集電体にかかる圧力により電池ペレ
ットの周辺部に集電体が回り込み、正極と負極が短絡す
ることを防ぐことができる。

【００１６】請求項６に記載の発明は、請求項２に記載
の金属製の集電体が電池ケースおよび封口板の少なくと
も一方に、複数箇所で固定した固定点を有するものであ
り、これにより金属製集電体に固定点を支点としたバネ
弾性が生じ、電池ペレットの正極および負極との充分な
接触を確保することができる。

【００１７】請求項７に記載の発明は、請求項１に記載
の集電体が電子伝導性ゴムとしたものであり、特に集電
体に固定点を設けなくとも前記電子伝導性ゴムの弾性に
よって電池ペレットが膨脹，収縮した場合においても接
触面がその厚さ方向の変動に追随するために、電池ペレ
ットの正極および負極との充分な接触を確保することが
できる。

【００１８】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の電子伝導性ゴム製集電体の装填時の態様がシート状ま
たはペースト状としたものであり、特に集電体に固定点
を設けなくとも前記電子伝導性ゴムの弾性によって電池
ペレットの正極および負極との充分な接触を確保するこ
とができる。

【００１９】請求項９に記載の発明は、請求項７に記載
の電子伝導性ゴム製集電体の見かけ面積が電池ペレット
の正極または負極の平面部面積の５０〜９９％としたも
のであり、電池の封口時に集電体にかかる圧力により電
池ペレットの周辺部に集電体が回り込み、正極と負極が
短絡することを防ぐことができる。

【００２０】請求項１０に記載の発明は、正極および負
極の少なくとも一方の中に金属製の集電体を具備させた
ものであり、電極中の金属集電体によって電極内部の電
位分布を均一化し、電池ケースおよび封口板に装着され
た集電体との集電性を高めることができる。

【００２１】請求項１１に記載の発明は、請求項１０に
記載の金属製の集電体がメッシュ，エキスパンドメタ
ル，発泡メタル，ワイヤー，パンチングメタル，ファイ
バーの群より選ばれる少なくとも一つの形状としたもの
であり、電極中に電子伝導ネットワークを張り巡らせ、
電極中での電位分布を均一化することができる。

【００２２】請求項１２に記載の発明は、請求項１０に
記載の金属製の集電体がステンレススチールならびに
鉄，チタン，銅，ニッケル，アルミニウムもしくはこれ
らのうちの少なくとも一つを主成分とする合金としたも
のであり、これらの金属が有する弾性によって充放電時
における電極の膨脹，収縮を低減させると同時に、金属
の良導電性によって集電効率を高めることができる。

【００２３】請求項１３に記載の発明は、請求項１０に
記載の金属製の集電体の見かけ面積が集電体を中部に有
する正極および／または負極の平面部面積の７０〜９９
％としたものであり、電池ペレットの外部に露出した電
極中の集電体によるエッジ部での短絡を防ぐことができ
る。

【００２４】以下、本発明の実施の形態の１から３につ
いて、図１ないし図４を参照して説明する。

【００２５】（実施の形態１）図１は金属製集電体１を
９つの固定点で固定した電池ケース２を示したものであ
り、図２は図１におけるＡＢ線上での断面を示したもの
である。図１において、金属製集電体１と電極ペレット
の接触点が電池ケース２に対して可動的な状態で装填し
たもの、すなわち、図２に示したように金属製集電体１
を歪んだ形状で設けることにより、電池ペレットが膨
脹，収縮した場合にでも接触面がその厚さ方向に変動に
追随するために、正極，負極の電極と充分な接触を確保
することができる。

【００２６】金属製集電体１としては、例えばステンレ
ススチール，鉄，チタン，銅，ニッケル，アルミニウム
もしくはこれらのうちの少なくとも一つを主成分とする
合金からなるものが使用でき、特に電子伝導性と弾性お
よび耐食性に優れた点ではステンレススチールが好まし
い。

【００２７】また、金属製集電体１の形状としては、例
えばメッシュ，エキスパンドメタル，発泡メタル，ワイ
ヤー，パンチングメタル，ファイバー等の形状を用いる
ことができるが、特に高弾性を付与するためには、メッ
シュ，エキスパンドメタルの形状が好ましい。

【００２８】金属製集電体１の見かけ面積は電池ペレッ
トの電極平面部の面積の４０％以上で効果が認められる
が、特に５０％以上ではその効果が顕著となる。しかし
ながら、電極面積に対して１００％以上になるとエッジ
部における正極，負極の短絡が発生しやすくなるため、
５０〜９９％が好ましい。

【００２９】さらに、金属製集電体１と電池ケース２と
の固定点３の数は１点以上であれば効果が認められる
が、高い弾性と電池ケース２との電気的接合を得るため
には面積に依らず４点以上が好ましい。また、１３点／
ｃｍ²以上になると固定点３間が著しく近接するため弾
性が低下し、電池ペレットが膨脹，収縮した場合に接触
面がその厚さ方向の変動に追随しにくくなり、正極，負
極の電極と充分な接触が保てなくなる。従って、固定点
３は面積に依らず最低４点、上限は単位面積当たり１３
点／ｃｍ²であることが好ましい。

【００３０】（実施の形態２）図３は実施の形態１と異
なり電子伝導性ゴム製集電体４を具備した電池ケース５
を有する実施の形態であり、電子伝導性ゴム製集電体４
と電極ペレットの接触点が電池ケース５に対して可動的
な状態で装填したものであり、前記電子伝導性ゴム製集
電体４の弾性によって、電池ペレットが膨脹，収縮した
場合においても接触面がその厚さ方向の変動に追随する
ために、正極，負極の電極と充部な接触を確保すること
ができる。

【００３１】電子伝導性ゴム製集電体４はシート状体を
必要な形状，大きさに打ち抜いて電池ケースに装填、あ
るいは前記電子伝導性ゴムのペーストを電池ケースに塗
布，乾燥した後用いてもいずれの場合にも効果が認めら
れるが、均一な膜厚が得られるといった点でシート状体
を用いるのが好ましい。

【００３２】電子伝導性ゴム製集電体４の導電剤はニッ
ケル，鉄，金，銀，白金といった金属粉末やこれらの金
属で被覆した樹脂製マイクロビーズ、あるいはアセチレ
ンブラックやケッチェンブラック，黒鉛といった炭素材
料を用いるとよい。

【００３３】また、電子伝導性ゴム製集電体４に用いら
れる樹脂としてはアクリル系，シリコン系，スチレン−
ブタジエン共重合体等があるが弾性に富む点でシリコン
系、あるいはスチレン−ブタジエン共重合体が好まし
い。

【００３４】なお、以上の説明では電子伝導性ゴム製集
電体４を電池ケース５に装着した構成を例として説明し
たが、電池ケース５の代りに封口板に電子伝導性ゴム製
集電体４を装着しても実施可能であり、同様の効果が得
られることはいうまでもない。

【００３５】（実施の形態３）図４は実施の形態３につ
いて示すものであり、正極ペレット６および負極ペレッ
ト７にはそれぞれ金属製集電体８，９を埋設して固体電
池ペレット１０とする。図４において、金属製集電体
８，９は電極との電子的接合をより確実なものとすると
同時に電極中の集電効果を高める作用を有する。

【００３６】金属製集電体８，９は、例えばステンレス
スチール，鉄，チタン，銅，ニッケル，アルミニウムも
しくはこれらのうちの少なくとも一つを主成分とする合
金からなるものが使用でき、特に電子伝導性と弾性およ
び耐食性に優れた点でステンレススチールが好ましい。

【００３７】また、金属製集電体８，９の形状として
は、例えばメッシュ，エキスパンドメタル，発泡メタ
ル，ワイヤー，パンチングメタル，ファイバー等の形状
を用いることができる。

【００３８】金属製集電体８，９の見かけ面積は固体電
池ペレット１０の電極平面部面積の６０％以上で効果が
認められるが、特に７０％以上ではその効果が顕著とな
る。しかしながら、電極面積に対して１００％以上にな
るとエッジ部における正極，負極の短絡が発生しやすく
なるため、７０〜９９％が好ましい。

【００３９】

【実施例】次に、本発明の具体的実施例について比較例
と比較しながら説明する。

【００４０】（実施例１）Ｌｉ₃ＰＯ₄−Ｌｉ₂Ｓ−Ｓｉ
Ｓ₂のガラス状の固体電解質粉末を直径１６．８ｍｍの
ペレットに加圧成形した後、そのペレットの一方に前記
固体電解質粉末に正極活物質としてコバルト酸リチウム
（ＬｉＣｏＯ₂）からなる正極合剤を加えて予備成型し
て固体電解質層とした。次いで、固体電解質層を挟んで
対向する他方の面にインジウム粉末と固体電解質粉末か
らなる負極合剤を加えて一体成型を行い、全固体リチウ
ム二次電池ペレットを構成した。

【００４１】前記全固体リチウム二次電池ペレットを直
径１４．２ｍｍのステンレス製メッシュ（対電池ケース
の平面部面積比５０％）を図１に示したように９点の固
定点でスポット溶接した正極側電池ケースと加工しない
負極側封口板を用いて封口し、直径２０ｍｍ，厚さ１．
６ｍｍのコイン型全固体リチウム二次電池を得た。

【００４２】前記実施例１のコイン型全固体リチウム二
次電池の初充電後の内部抵抗は３５０Ωであった。ま
た、本構成によるコイン型全固体リチウム二次電池を１
００個試作した際に内部短絡した電池は皆無であった。
また、前記コイン型全固体リチウム二次電池を５００μ
Ａで充放電した際に充電時のインピーダンスのサイクル
における変化は１００サイクル経過した時点で５％上昇
し、３６８Ωであった。

【００４３】同様に固定点の数を１〜２０点、面積比を
３０〜１０５％とした際のインピーダンスの測定結果を
図５に示した。この図５より面積比５０％以上でインピ
ーダンスの減少が認められた。一方、これらの試験に際
してコイン型全固体リチウム二次電池は各１００個を組
み立て、そのうち面積比が１０５％のものではいずれの
固定点数についても１０個以上のエッジ部での短絡が発
生した。また、これらのコイン型全固体リチウム二次電
池のうちインピーダンスが高かったものについて分解し
てみると１７点以上でスポット溶接した金属製集電体は
電池ペレットと正極の界面が容易に剥離することがわか
り、集電性の低下が生じていた。

【００４４】従って、電池ケースの平面部の面積に対す
る金属製集電体の面積は５０〜９９％が最適であり、固
定点は４〜１５点が最適であることがわかった。

【００４５】（比較例１）実施例１と同様の電池ペレッ
トを金属製集電体を有さない電池ケースおよび封口板を
用いて構成した比較例１のコイン型全固体リチウム二次
電池の初充電後の内部抵抗は１５００Ωであった。ま
た、比較例１のコイン型全固体リチウム二次電池を１０
０個試作した際に内部短絡した電池は皆無であった。比
較例１のコイン型全固体リチウム二次電池を５００μＡ
で充放電した際に充電時のインピーダンスのサイクルに
おける変化は１０サイクル経過した時点で１０％上昇
し、１６５０Ωと極めて変動が大きかった。

【００４６】（実施例２）実施例１と同様の電池ペレッ
トを直径１４．２ｍｍのステンレス製メッシュ（対封口
板の平面部面積比８１％）を９点の固定点でスポット溶
接した負極側封口板と加工しない正極側電池ケースを用
いて封口し、直径２０ｍｍ，厚さ１．６ｍｍのコイン型
全固体リチウム二次電池を得た。

【００４７】この実施例２のコイン型全固体リチウム二
次電池の初充電後の内部抵抗は３４６Ωであった。ま
た、本構成による実施例２のコイン型全固体リチウム二
次電池を１００個試作した際に内部短絡した電池は皆無
であった。また、前記実施例２のコイン型全固体リチウ
ム二次電池を５００μＡで充放電した際に充電時のイン
ピーダンスのサイクルにおける変化は１００サイクル経
過した時点で１％上昇し、３４９Ωであった。

【００４８】同様に固定点の数を１〜２０点、面積比を
３０〜１０５％とした際のインピーダンスの測定結果を
図６に示した。この図６より面積比５０％以上でインピ
ーダンスの減少が認められた。一方、これらの試験に際
して電池は各１００個を組み立て、そのうち面積比が１
０５％のものでは、いずれの固定点の数についても１０
個以上のエッジ部での短絡が発生した。従って、封口板
の平面部の面積に対する集電体の面積は５０〜９９％が
最適であることがわかった。

【００４９】（実施例３）実施例１と同様の電池ペレッ
トを直径１４．２ｍｍのステンレス製メッシュ（対封口
板の平面部面積比８１％ならびに対電池ケースの平面部
面積比５０％）を９点の固定点でスポット溶接した負極
側封口板と正極側電池ケースを用いて封口し、直径２０
ｍｍ，厚さ１．６ｍｍのコイン型全固体リチウム二次電
池を得た。

【００５０】この実施例３のコイン型全固体リチウム二
次電池の初充電後の内部抵抗は３４０Ωであった。ま
た、本構成による実施例３のコイン型全固体リチウム二
次電池を１００個試作した際に内部短絡した電池は皆無
であった。また、実施例３のコイン型全固体リチウム二
次電池を５００μＡで充放電した際に充電時のインピー
ダンスのサイクルにおける変化は１００サイクル経過し
た時点でもほとんどインピーダンスの増加は生ぜず、３
４１Ωであった。

【００５１】実施例１と実施例２を併せて考えると、正
極側の面積比と負極側の面積比を種々組み合わせた場合
にも実施例１および実施例２同様の効果が期待できるこ
とは明らかであり、従って、電池ケースおよび封口板に
対するステンレスメッシュ製集電体の面積比は５０〜９
９％、固定点の数は４〜１５点が最適であることがわか
った。

【００５２】以下に実施例３と同様の構成で集電体の材
質，形状のみを変えたものについてインピーダンスの結
果をまとめて表１に示す。ただし、導電性ゴムペースト
は他の集電体と同面積となるように塗布し、乾燥後電池
ペレットを挿入した。また、導電性ゴムシートは同面積
のものを、特にゴムの粘性のみで固定し、装填した。ま
た、ここで用いた導電性ゴムペーストの導電剤はケッチ
ェンブラックであり、導電性ゴムシートの導電剤はニッ
ケル粉末である。

【００５３】

【表１】

【００５４】表１の結果から集電体の材質および形状に
依らず実施例３と同様の効果が得られることがわかっ
た。

【００５５】（実施例４）Ｌｉ₃ＰＯ₄−Ｌｉ₂Ｓ−Ｓｉ
Ｓ₂のガラス状の固体電解質粉末を直径１６．８ｍｍの
ペレットに加圧成形した後、そのペレットの一方に前記
固体電解質粉末に正極活物質としてコバルト酸リチウム
（ＬｉＣｏＯ₂）からなる正極合剤を加え、さらに直径
１５ｍｍのステンレス製メッシュ（対正極見かけ面積比
８０％）を装填して予備成型し固体電解質層とした。次
いで、固体電解質層を挟んで対向する他方の面にインジ
ウム粉末と固体電解質粉末からなる負極合剤を加えて一
体成型を行い、全固体リチウム二次電池ペレットを構成
した以外は実施例３と同様の構成で直径２０ｍｍ，厚さ
１．６ｍｍのコイン型全固体リチウム二次電池を得た。

【００５６】この実施例４のコイン型全固体リチウム二
次電池の初充電後の内部抵抗は２５３Ωであった。ま
た、本構成による実施例４のコイン型全固体リチウム二
次電池を１００個試作した際に内部短絡した電池は皆無
であった。また、実施例４のコイン型全固体リチウム二
次電池を５００μＡで充放電した際に充電時のインピー
ダンスのサイクルにおける変化は１００サイクル経過し
た時点ではほとんど変わらず、２５５Ωであった。

【００５７】以下に正極見かけ面積に対する種々の正極
中集電体面積比を変えた以外は実施例４と同様の電池に
ついての結果を表２に示す。

【００５８】

【表２】

【００５９】（比較例２）正極側電池ケースと負極側封
口板に集電体を装填しない以外は実施例４と同様のコイ
ン型全固体リチウム二次電池を構成した。

【００６０】前記比較例２のコイン型全固体リチウム二
次電池の初充電後のインピーダンスは９００Ωであっ
た。また、前記比較例２のコイン型全固体リチウム二次
電池を１００個試作した際に内部短絡した電池は皆無で
あった。また、前記比較例２のコイン型全固体リチウム
二次電池を５００μＡで充放電した際に充電時のインピ
ーダンスのサイクルにおける変化は１００サイクル経過
した時点で３３％上昇し、１２００Ωと極めて変動が大
きかった。

【００６１】以上の結果から電池ケースまたは封口板に
集電体をスポット溶接した場合よりも正極中に集電体を
装填することによって一層電池のインピーダンスを低減
することができ、サイクル中のインピーダンスの増大も
抑制することができることがわかった。

【００６２】なお、本発明の実施例においては、Ｘ−Ｌ
ｉ₂Ｓ−ＳｉＳ₂の固体電解質ガラスのＸがリン酸リチウ
ム（Ｌｉ₃ＰＯ₄）の場合についてのみ説明を行ったが、
Ｘが無い場合、あるいは酸化リチウム（Ｌｉ₂Ｏ），硫
酸リチウム（Ｌｉ₂ＳＯ₄），炭酸リチウム（Ｌｉ₂Ｃ
Ｏ₃），ホウ酸リチウム（Ｌｉ₃ＢＯ₃）等、他のリチウ
ム酸素酸塩の場合についても同様の効果が得られること
は明らかであり、本発明はＸがリン酸リチウムの場合に
のみ限定されるものではない。

【００６３】また、本発明の実施例における全固体リチ
ウム二次電池の負極材料にインジウム箔を用いて説明を
行ったが、金属リチウム，アルミニウム，スズ等のリチ
ウムと合金化しやすい金属、あるいはリチウム合金、さ
らに遷移金属酸化物，遷移金属硫化物等を用いても同様
の効果が期待できることは明らかであり、本発明は実施
例にのみ限定されるものではない。

【００６４】また、本発明の実施例における全固体リチ
ウム二次電池の正極材料にコバルト酸リチウムを用いて
説明を行ったが、ニッケル酸リチウム，マンガン酸リチ
ウム等、他の遷移金属酸化物や二硫化チタン，二硫化モ
リブデン等の遷移金属硫化物を用いても同様の効果が期
待でき、本発明は実施例にのみ限定されるものではな
い。

【００６５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電池ケー
スおよび封口板の少なくとも一方に金属製もしくは導電
性ゴム製の集電体を前記集電体と電極の接点が前記集電
体と接続される電池ケース、あるいは封口板に対して可
動的であるように装填することにより封口時または充放
電に伴う電池ケース、あるいは封口板に膨れを生じた場
合において充分な電子的な接触が確保できるという有利
な効果が得られる。

【００６６】さらに、電極中に集電体を装填することで
電極との電子的接合をより確実なものとすることがで
き、内部抵抗の低い全固体リチウム電池が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１における金属製集電体を
設けた電池ケースを示す平面図

【図２】同図１のＡＢ線による断面図

【図３】本発明の実施の形態２における電子伝導性ゴム
製集電体を設けた電池ケースを示す平面図

【図４】本発明の実施の形態３における金属製集電体を
電極中に埋設した固体電池ペレットを示す斜視図

【図５】本発明の一実施例におけるインピーダンスと集
電体装着条件の関係を示す説明図

【図６】本発明の他の実施例におけるインピーダンスと
集電体装着条件の関係を示す説明図

【符号の説明】

１，８，９金属製集電体２，５電池ケース３固定点４電子伝導性ゴム製集電体６正極ペレット７負極ペレット１０固体電池ペレット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者近藤繁雄大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極，負極がリチウムイオン導電性固体
電解質を挟んで対峙する全固体リチウム電池において、
前記電池の電池ケースおよび封口板の少なくとも一方に
集電体を具備し、かつ前記集電体と電極の接点が集電体
と接続された電池ケースあるいは封口板に対して可動的
であることを特徴とする全固体リチウム電池。
【請求項２】集電体が金属であることを特徴とする請
求項１記載の全固体リチウム電池。
【請求項３】集電体がステンレススチールならびに
鉄，チタン，銅，ニッケル，アルミニウムもしくはこれ
らのうちの少なくとも一つを主成分とする合金からなる
ものであることを特徴とする請求項１または２記載の全
固体リチウム電池。
【請求項４】集電体は金属製であって、メッシュ，エ
キスパンドメタル，発泡メタル，ワイヤー，パンチング
メタル，ファイバーの群より選ばれる少なくとも一つの
形状を有することを特徴とする請求項１ないし３のいず
れかに記載する全固体リチウム電池。
【請求項５】集電体は金属製であって、見かけ面積が
電池ペレットの正極または負極の平面部面積の５０〜９
９％であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれ
かに記載する全固体リチウム電池。
【請求項６】集電体は金属製であって、電池ケースお
よび封口板の少なくとも一方に、複数箇所で固定される
固定点を有することを特徴とする請求項１ないし５のい
ずれかに記載する全固体リチウム電池。
【請求項７】集電体が電子伝導性ゴム製集電体である
ことを特徴とする請求項１記載の全固体リチウム電池。
【請求項８】電子伝導性ゴム製集電体の装填時の態様
がシート状またはペースト状であることを特徴とする請
求項１または７記載の全固体リチウム電池。
【請求項９】電子伝導性ゴム製集電体の見かけ面積が
電池ペレットの正極または負極の平面部面積の５０〜９
９％であることを特徴とする請求項１，７または８のい
ずれかに記載する全固体リチウム電池。
【請求項１０】正極および負極の少なくとも一方の中
に金属製の集電体を具備させたことを特徴とする請求項
１ないし９のいずれかに記載する全固体リチウム電池。
【請求項１１】正極および負極の少なくとも一方の中
に具備する集電体が金属製であって、メッシュ，エキス
パンドメタル，発泡メタル，ワイヤー，パンチングメタ
ル，ファイバーの群より選ばれる少なくとも一つの形状
を有することを特徴とする請求項１ないし１０のいずれ
かに記載する全固体リチウム電池。
【請求項１２】正極および負極の少なくとも一方の中
に具備する集電体が金属製であって、ステンレススチー
ルならびに鉄，チタン，銅，ニッケル，アルミニウムも
しくはこれらのうちの少なくとも一つを主成分とする合
金からなるものであることを特徴とする請求項１ないし
１１のいずれかに記載する全固体リチウム電池。
【請求項１３】正極および負極の少なくとも一方の中
に具備する集電体が金属製であって、見かけ面積が前記
集電体を具備する正極および／または負極の平面部面積
の７０〜９９％であることを特徴とする請求項１ないし
１２のいずれかに記載する全固体リチウム電池。