全固体电池的充电系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及车载用全固体电池的充电系统。
【背景技术】
[0002] 近年来，作为个人电脑、摄像机W及便携电话等的电源、或者作为汽车、电力储藏 用的电源，二次电池成为必不可少的重要的构成要素。
[0003] 在二次电池中特别是裡离子二次电池具有如下特征；容量密度比其他二次电池更 高、且能够实现高电压下的动作。因此，作为易于实现小型轻量化的二次电池被用于信息关 联设备、通信设备，近年来，作为低公害汽车的电动汽车、混合动力汽车用的高输出且高容 量的裡离子二次电池的开发得到了发展。
[0004] 在裡离子二次电池或者裡二次电池中，具备正极层、负极层W及配置于它们之间 的包含裡盐的电解质，电解质由非水系的液体或者固体构成。在作为电解质而使用非水系 的液体电解质的情况下，电解液向正极层的内部渗入，所W易于形成构成正极层的正极活 物质与电解质的界面，易于提高性能。但是，广泛使用的电解液是可燃性的，所W需要安装 抑制短路时的温度上升的安全装置、搭载用于确保防止短路等的安全性的系统。相对于此， 关于将液体电解质变更为固体电解质而使电池全固体化了的全固体电池，由于电池内未使 用可燃性的有机溶剂，所W被认为实现了安全装置的简化，制造成本、生产性优良，开发得 到发展。
[0005] 全固体电池中的正极层、固体电解质层化及负极层的紧贴性大幅影响电池的诸多 特性、例如能量密度、容量、电流密度、循环特性等，所W提出了如下技术；关于全固体电池， 在与其层叠面垂直的方向上，通常，赋予约束压力，即使在全固体电池中产生变形、膨胀，仍 维持正极层、固体电解质层W及负极层的紧贴性。
[0006] 另外，即使在层叠多个全固体电池并电连接了的二次电池中，多个全固体电池之 间的紧贴性也有时对该些全固体电池之间的电连接造成大的影响，所W关于多个全固体电 池，在与其层叠面垂直的方向上赋予约束压力。
[0007] 在专利文献1~7中，记载了如上所述对电池赋予约束压力的技术。例如，专利文 献1中公开了如下的二次电池；在充放电状态下对具有对置平面的外形的二次电池的对置 平面加压，在未充放电的状态下相比于充放电状态减弱加压力。
[000引专利文献1 ;日本特开2010-9989号公报
[0009] 专利文献2 ;日本特开2001-35523号公报
[0010] 专利文献3 ;日本特开2013-45556号公报 [001U 专利文献4 ;日本特开2010-56070号公报
[0012] 专利文献5 ;日本特表2001-511592号公报
[0013] 专利文献6 ;日本特开2004-213902号公报
[0014] 专利文献7 ;日本特开2008-147010号公报
【发明内容】
[0015] 如上所述，全固体电池不使用可燃性的有机溶剂，所W安全性高，特别有希望作为 车载用的二次电池，但作为课题能够例举快速充电能力低的情形。另外，如果继续对全固体 电池持续施加大的约束压力，则有在正极W及负极之间发生短路的担屯、。但是，认为约束压 力和全固体电池的充放电特性成比例，特别是，难W同时实现提高全固体电池的快速充电 容量、和抑制正极W及负极之间的短路。
[0016] 因此，需要能够同时实现能够增大车载用全固体电池的快速充电容量、W及能够 降低向全固体电池的约束压力的影响的全固体电池的充电系统。
[0017] 本发明的发明人鉴于上述课题而进行潜屯、研究，发现了与放电时的约束压力相比 增大充电时的约束压力的车载用全固体电池的充电系统。
[001引本发明的搭载在车辆上的全固体电池的充电系统，具备：
[0019] 充电部，对全固体电池进行充电；
[0020] 加压部，对全固体电池施加约束压；W及
[0021] 压力控制部，控制约束压，
[0022] 压力控制部对加压部发出指示，W使充电时的约束压比放电时的约束压高。
[0023] 本发明的搭载在车辆上的全固体电池的充电系统，具备：
[0024] 充电部，对全固体电池进行充电；
[0025] 加压部，对全固体电池施加约束压；W及
[0026] 压力控制部，控制约束压，
[0027] 压力控制部具备通信部，该通信部用于向存在于车辆的外部、能够施加比加压部 高的约束压的外部加压充电装置发送与全固体电池的约束压有关的信号。
[002引根据本发明的充电系统，能够同时实现能够增大车载用全固体电池的快速充电容 量、W及降低向全固体电池的约束压力的影响。
【附图说明】
[0029] 图1是本发明的第1方式的全固体电池的充电系统的剖面示意图。
[0030] 图2是示意地示出拆下搭载在车辆上的包括全固体电池的电池包的状态的剖面 图。
[0031] 图3是示意地示出通过外部加压充电装置对全固体电池进行加压充电的状态的 剖面图。
[0032] 图4是示出本发明的充电系统具有与拥堵预测系统进行通信的通信部时的控制 方法的流程的流程图。
[0033] 图5是本发明的充电系统的评价中使用的试验用小型单元的剖面示意图。
[0034] 图6是包括本发明的充电系统的评价中使用的试验用小型单元的试验用全固体 电池的剖面示意图。
[003引 图7是示出将45MPa约束时的可充电容量设为100% (基准）时的1. 5MPa约束时 的可充电容量（％ )、W及将45MI^a约束时的电阻设为0% (基准）时的1. 5MI^a约束时的电 阻增加量（％)的图形。
[0036] 符号说明
[0037] 1 ;正极层；2 ;固体电解质层；3 ;负极层；4 ;正极集电体；5 ;负极集电体；6 ;压力 控制部；7 ;加压部；8 ;约束夹具；9 ;导轴；10 ;全固体电池；11 ;电池包；12 ;外部加压充电 装置的加压部；13 ;充电部；14 ;电力源；100 ;充电系统；70 ;小型单元；71 ;气缸；72 ;活塞 上；73 ;活塞下；74 ;上台座；75 ;下台座；76 ;六角螺栓；77 ;台座支撑柱；80 ;发电要素； 80A ;正极复合层；80B ;固体电解质层巧0C ;负极复合层；90 ;玻璃单元；91 ;布线；92 ;布 线；93 ;干燥剂；94 ;连接零件；95 ;侣制的盖；99 ;试验用全固体电池。
【具体实施方式】
[003引本发明人在对同时实现能够增大车载用全固体电池的快速充电容量、W及降低向 全固体电池的约束压力的影响的全固体电池的充电系统进行潜屯、研究时，明白了约束压力 越高，全固体电池的快速充电容量越提高，但影响放电时的输出特性的内部电阻的约束压 力所致的变化小。
[0039] 如上所述，可知越提高约束压，全固体电池的快速充电容量越大幅提高，但全固体 电池的内部电阻的约束压依赖性低，所W也可W使放电时的约束压小于充电时的约束压。 相比于在全固体电池的充放电时持续施加高的约束压，使放电时的约束压小于充电时的约 束压，从而与W往相比，能够缓和对全固体电池施加的应力，能够抑制正极W及负极之间的 短路。
[0040] (本发明的第1方式）
[0041] 本发明的第1方式W如下的搭载于车辆的全固体电池的充电系统为对象，该充电 系统具备对全固体电池进行充电的充电部、对全固体电池施加约束压的加压部、W及控制 约束压的压力控制部，压力控制部对加压部发出指示，W使充电时的约束压比放电时的约 束压局。
[00创图1示出本发明的第1方式的充电系统100的剖面示意图。充电系统100具备能 够对全固体电池10进行充电的充电部13、对全固体电池10施加约束压的加压部7、W及控 制约束压的压力控制部6。压力控制部6对加压部7发出指示，W使充电时的约束压比放电 时的约束压高。
[0043] 充电系统100能够一边W规定的约束力对一个或者多个全固体电池10加压一边 使之充放电。在图1所例示的充电系统100中，串联地配置有3个全固体电池10。全固体 电池10具有正极层1、固体电解质层2、负极层3、正极集电体4 W及负极集电体5。
[0044] 在充电系统100中，能够在位于两端的约束夹具8之间串联地配置一个或者多个 全固体电池10 ( W下还称为全固体电池10)，并W规定的约束压加压。加压部7能够根据来 自压力控制部6的指示，经由约束夹具8而对全固体电池10加压。加压部7也可W-体地 具备约束夹具8。另外，也可W在加压部7与约束夹具8之间配置弹黃等弹性体。
[0045] 关于约束夹具8,只要具有刚性、能够约束全固体电池，则没有特别限定，能够是例 如金属板等。
[0046] 位于两端的约束夹具8也可W通过拉黃等弹性体连结。在位于两端的约束夹具8 通过拉黃连结的情况下，即使在未施加来自加压部7的约束压的状态下，也能够W将全固 体电池10固定到约束夹具8内的程度，从约束夹具8向全固体电池10施加约束压。在该 情况下，在使用后述的外部加压充电装置对全固体电池10加压充电的情况下，能够从车辆 容易地拆下包括全固体电池10的电池包。
[0047] 充电系统100也可W具备导轴9。导轴9 W在垂直于全固体电池10的层叠面的方