DE112020001241T5

DE112020001241T5 - Festkörperakkumulator

Info

Publication number: DE112020001241T5
Application number: DE112020001241.7T
Authority: DE
Inventors: Kazumasa Tanaka
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 2019-03-15
Filing date: 2020-03-16
Publication date: 2022-01-05
Also published as: JP7509748B2; CN113474933A; CN113474933B; WO2020189599A1; US20220052383A1; JPWO2020189599A1

Abstract

Ein Festkörperakkumulator (100) umfasst: einen laminierten Körper (20), in dem eine positive Elektrodenschicht (1) und eine negative Elektrodenschicht (2) mit einer Festelektrolytschicht (3) dazwischen laminiert sind; einen ersten äußeren Anschluss (6); und einen zweiten äußeren Anschluss (7). Der laminierte Körper (20) weist erste Seitenflächen (21, 23) parallel zu einer Laminierrichtung und zweite Seitenflächen (22, 24) parallel zu der Laminierrichtung und senkrecht zu den ersten Seitenflächen (21, 23) auf. Die ersten Seitenflächen (21, 23) sind respektive mit dem ersten äußeren Anschluss (6) und dem zweiten äußeren Anschluss (7) verbunden. Der laminierte Körper (20) hat eine Wölbung, die in der Laminierrichtung gewölbt ist und die Gleichungen (1) und (2) erfüllt:0.5°≤((A1+A2)/2)≤5°A1≤8.0°wobei A1 der Winkel der Wölbung des laminierten Körpers (20) ist, wenn er von einer Seite der ersten Seitenfläche (21, 23) aus gesehen wird, und A2 der Winkel der Wölbung des laminierten Körpers (20) ist, wenn er von einer Seite der zweiten Seitenfläche (22. 24) aus gesehen wird.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Festkörperakkumulator. Die Priorität der japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-048907 wird beansprucht, die am 15. März 2019 eingereicht wurde und deren Inhalt hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
HINTERGRUND
In den letzten Jahren ist die Entwicklung der elektronischen Technologie bemerkenswert gewesen, und tragbare elektronische Geräte sind kleiner, leichter, dünner und multifunktionaler geworden. Gleichzeitig besteht der dringende Wunsch, die Größe, das Gewicht, die Dicke und die Zuverlässigkeit einer Batterie, die eine Stromversorgung eines elektronischen Geräts darstellt, zu reduzieren. Derzeit wird in den weit verbreiteten Lithium-Ionen-Akkumulatoren üblicherweise ein Elektrolyt (elektrolytische Lösung) wie z. B. ein organisches Lösungsmittel oder ähnliches als Medium für die lonenbewegung verwendet. In der Batterie mit der oben erwähnten Konfiguration kann die Elektrolytlösung jedoch auslaufen.
Da es sich bei dem in der Elektrolytlösung verwendeten organischen Lösungsmittel o.ä. um ein entflammbares Material handelt, ist es erforderlich, die Sicherheit der Batterie weiter zu verbessern. Hier wurde als eine Maßnahme zur Verbesserung der Sicherheit der Batterie vorgeschlagen, einen Festelektrolyten als Elektrolyt anstelle der Elektrolytlösung zu verwenden. Zusätzlich zur Verwendung des Festelektrolyten als Elektrolyt wird derzeit ein Festkörperakkumulator entwickelt, der durch andere Komponenten, die ebenso Feststoffe sind, gebildet ist.
Die Patentliteratur 1 offenbart beispielsweise einen Festkörper-Lithium-Akkumulator, bei dem unter Verwendung eines nicht entflammbaren Feststoffelektrolyten alle Komponenten aus Feststoffen gebildet sind. Ein laminierter Körper für den Festkörper-Lithium-Akkumulator schließt eine Aktivmaterialschicht und eine Festkörperelektrolytschicht, die gesintert und an die Aktivmaterialschicht gebondet ist, ein, wobei die Aktivmaterialschicht ein erstes kristallines Material enthält, das Lithium-Ionen freigeben und einschließen kann, und die Festkörperektrolytschicht ein zweites kristallines Material enthält, das eine Lithium-Ionen-Leitfähigkeit aufweist. In der Patentliteratur 1 ist offenbart, dass der Füllungsgrad der Festelektrolytschicht vorzugsweise über 70% ist.
In der Patentliteratur 2 wird indessen ein Lithium-Ionen leitender Feststoffelektrolyt offenbart, bei dem ein Formkörper, der ein anorganisches Pulver enthält, gebrannt wird, und bei dem eine Porosität gleich oder kleiner als 10 Vol% ist.
Wie in Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 offenbart, ist es im Allgemeinen bevorzugt, dass der Feststoffelektrolyt, der eine Festkörperbatterie bildet, dicht ist.
Zitatliste
Patentliteratur

[Patentliteratur 1] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2007-5279
[Patentliteratur 2] Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Erstveröffentlichung Nr. 2007-294429
[Patentliteratur 3] PCT Internationale Veröffentlichung Nr. 2013/175993

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Technisches Problem
Wie jedoch in Patentliteratur 1 und Patentliteratur 2 offenbart, kann sich in der Festkörperbatterie, in der die Festelektrolytschicht dicht ist, innere Spannung in der Feststoffelektrolytschicht konzentrieren, und es können Risse aufgrund Ausdehnung und Kontraktion eines Volumens der Elektrodenschicht auftreten, die beim Laden und Entladen der Festkörperbatterie entstehen. Es wurde festgestellt, dass dies zu einem Anstieg des Innenwiderstands und einer Verschlechterung der Zykluseigenschaften führt.
Um solche Probleme zu lösen, offenbart die Patentliteratur 3 eine Feststoffelektrolytschicht, bei der ein Teil mit geringer Porosität in einem Bereich nahe der Elektrodenschicht der Feststoffelektrolytschicht und ein Teil mit hoher Porosität in einem von der Elektrodenschicht getrennten Bereich ausgebildet ist. Nach der Untersuchung des Erfinders, wie in Patentliteratur 3 offenbart, wurde jedoch ein Innenwiderstand der Feststoffelektrolytschicht weiter erhöht, wenn die Abschnitte mit der hohen und niedrigen Porosität in der Feststoffelektrolytschicht gebildet wurden, und es konnten keine ausreichenden Zykluseigenschaften erzielt werden.
Die vorliegende Erfindung zielt darauf ab, einen Festkörperakkumulator mit guten Zykluseigenschaften bereitzustellen, indem eine Wölbung mit einem vorgegebenen Winkel vorgesehen wird.
Lösung des Problems
Um die vorgenannten Ziele zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung die folgenden Mittel zur Verfügung.

(1) Ein Festkörperakkumulator gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst einen laminierten Körper, in dem eine positive Elektrodenschicht mit einer positiven Elektrodenstromkollektorschicht und einer positiven Elektrodenaktivmaterialschicht, und eine negative Elektrodenschicht mit einer negativen Elektrodenstromkollektorschicht und einer negativen Elektrodenaktivmaterialschicht innerhalb einer Festelektrolytschicht laminiert sind, einen ersten äußeren Anschluss, und einen zweiten äußeren Anschluss, wobei der laminierte Körper eine erste Seitenfläche parallel zu einer Laminierrichtung und eine zweite Seitenfläche parallel zu der Laminierrichtung und senkrecht zu der ersten Seitenfläche aufweist, der erste äußere Anschluss und der zweite äußere Anschluss mit der ersten Seitenfläche verbunden sind und der laminierte Körper eine Wölbung aufweist, die in der Laminierrichtung gewölbt ist und die Gleichungen (1) und (2) erfüllt; $0.5 ° \leq ((A 1 + A 2) / 2) \leq 5 °$
$A 1 8.0 °$
wobei A1 ein Winkel der Wölbung des laminierten Körpers ist, wenn er von einer Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen wird, und A2 ein Winkel der Wölbung des laminierten Körpers ist, wenn er von einer Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen wird.
(2) In dem Festkörperakkumulator gemäß dem oben erwähnten (1) kann die Gleichung (3) erfüllt sein: $0.5 ° \leq ((A 1 + A 2) / 2) \leq 4 °$

Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Festkörperakkumulator mit guten Zykluseigenschaften bereitzustellen, indem eine Wölbung mit einem vorgegebenen Winkel vorgesehen wird.
Figurenliste

1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Festkörperakkumulators gemäß einer Ausführungsform.
2 ist eine Draufsicht auf einen laminierten Körper gemäß der Ausführungsform.
3 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Definition eines Winkels A1 einer Wölbung, die den laminierten Körper schematisch von einer Seite einer ersten Seitenfläche zeigt.
4 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Definition eines Winkels A2 der Wölbung, die den laminierten Körper schematisch von einer Seite einer zweiten Seitenfläche aus zeigt.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen im Detail beschrieben. In den Zeichnungen, die in der folgenden Beschreibung verwendet werden, können Merkmale der Ausführungsform zum besseren Verständnis vergrößert dargestellt sein, und die Maßverhältnisse der Komponenten können von den tatsächlichen abweichen. Die in der folgenden Beschreibung aufgeführten Materialien, Abmessungen und Ähnliches sind Beispiele, und die Ausführungsform ist nicht darauf beschränkt und kann innerhalb eines Bereichs, in dem die vorliegende Erfindung wirksam ist, in geeigneter Weise modifiziert und implementiert werden.
Als Festkörperakkumulator wird beispielsweise ein Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulator, ein Festkörper-Natrium-Ionen-Akkumulator, ein Festkörper-Magnesium-Ionen-Akkumulator oder ähnliches beschrieben. Während ein Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulator im Folgenden als Beispiel beschrieben wird, kann die vorliegende Erfindung allgemein auf Festkörperakkumulatoren angewendet werden.
1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines vergrößerten Hauptteils eines Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulators gemäß einer Ausführungsform.
Der in 1 gezeigte Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulator enthält einen laminierten Körper mit einer ersten Elektrodenschicht, einer zweiten Elektrodenschicht und einer Festelektrolytschicht. Im Folgenden fungiert entweder die erste Elektrodenschicht oder die zweite Elektrodenschicht als positive Elektrode und die andere als negative Elektrode. Das Positiv und das Negativ der Elektrodenschicht ändern sich je nachdem, welche Polarität mit einem äußeren Anschluss verbunden ist. Im Folgenden wird zum leichteren Verständnis die erste Elektrodenschicht als positive Elektrodenschicht und die zweite Elektrodenschicht als negative Elektrodenschicht unter Bezug genommen.
Der Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulator 100 hat positive Elektrodenschichten 1, die positive Elektrodenstromkollektorschichten 1A und positive Elektrodenaktivmaterialschichten 1B umfassen, negative Elektrodenschichten 2, die negative Elektrodenstromkollektorschichten 2A und negative Elektrodenaktivmaterialschichten 2B umfassen, und die Festelektrolytschicht 3, die einen Festelektrolyten umfasst, und ist mit einem laminierten Körper 20 versehen, in dem die positiven Elektrodenschichten 1 und die negativen Elektrodenschichten 2 alternierend über die Festelektrolytschicht 3 laminiert sind.
Die positiven Elektrodenschichten 1 sind mit einem ersten äußeren Anschluss 6 verbunden, und die negativen Elektrodenschichten 2 sind mit einem zweiten äußeren Anschluss 7 verbunden. Der erste äußere Anschluss 6 und der zweite äußere Anschluss 7 sind elektrische Kontakte nach außen.
(Laminierter Körper)
Der laminierte Körper 20 hat die positiven Elektrodenschichten 1, die negativen Elektrodenschichten 2 und die Festelektrolytschicht 3.
Die positiven Elektrodenschichten 1 und die negativen Elektrodenschichten 2 sind in dem laminierten Körper 20 alternierend über die Festelektrolytschicht 3 (genauer gesagt eine Festelektrolytzwischenschicht 3A) laminiert. Das Laden und Entladen des Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulators 100 erfolgt durch den Austausch von Lithium-Ionen zwischen den positiven Elektrodenschichten 1 und den negativen Elektrodenschichten 2 über die Festelektrolytschicht 3.
Während die Anzahl der positiven Elektrodenschichten 1 und der negativen Elektrodenschichten 2, die gestapelt sind, nicht begrenzt ist, liegt die Gesamtzahl der positiven Elektrodenschichten 1 und der negativen Elektrodenschichten 2 im Allgemeinen in einem Bereich von 10 Schichten oder mehr und 200 Schichten oder weniger, vorzugsweise in einem Bereich von 20 Schichten oder mehr und 100 Schichten oder weniger.
Der laminierte Körper 20 ist im Wesentlichen hexaederförmig und hat vier Seitenflächen (eine erste Seitenfläche 21, eine zweite Seitenfläche 22, eine erste Seitenfläche 23 und eine zweite Seitenfläche 24), die als Flächen parallel zu einer Laminierrichtung (eine z-Richtung in 2) ausgebildet sind, sowie eine obere Fläche, die auf einer oberen Seite ausgebildet ist, und eine untere Fläche, die auf einer unteren Seite ausgebildet ist, die Flächen sind, die im Wesentlichen senkrecht zur Laminierrichtung stehen.
Die erste Seitenfläche ist eine Fläche, auf der die Elektrodenschichten freiliegen, und in dem in den und dargestellten Beispiel liegen die positiven Elektrodenschichten 1 auf der ersten Seitenfläche 21 und die negativen Elektrodenschichten 2 auf der ersten Seitenfläche 23 frei. Die zweite Seitenfläche ist eine Seitenfläche, auf der die Elektrodenschichten nicht freigelegt sind. Die zweite Seitenfläche 22 ist eine rechte Seitenfläche, wenn man sie von der Seite der ersten Seitenfläche 21 aus betrachtet, während eine obere Fläche nach oben gerichtet ist, und eine Seitenfläche, die in Laminierrichtung parallel und im Wesentlichen senkrecht zur ersten Seitenfläche 21 und zur ersten Seitenfläche 23 ist. Darüber hinaus ist die zweite Seitenfläche 24 eine linke Seitenfläche, wenn sie von der Seite der ersten Seitenfläche 21 aus gesehen wird, während eine obere Fläche nach oben gerichtet ist, und eine Seitenfläche, die parallel zur Laminierrichtung und im Wesentlichen senkrecht zur ersten Seitenfläche 21 und zur ersten Seitenfläche 23 ist.
Hier, in einer Wölbung des unten beschriebenen laminierten Körpers, kann eine der ersten Seitenfläche 21 und der ersten Seitenfläche 23 als die erste Seitenfläche ausgewählt sein, und weiter kann eine der zweiten Seitenfläche 22 und der zweiten Seitenfläche 24 als die zweite Seitenfläche ausgewählt sein.
(Wölbung des laminierten Körpers)
Der laminierte Körper 20 hat die erste Seitenfläche 21 (oder die erste Seitenfläche 23) parallel zur Laminierrichtung und die zweite Seitenfläche 22 (oder die zweite Seitenfläche 24) parallel zur Laminierrichtung (eine z-Richtung) und senkrecht zur ersten Seitenfläche 21 und hat eine Wölbung, die in der Laminierrichtung gewölbt ist und die Gleichungen (1) und (2) erfüllt; $0.5 ° \leq ((A 1 + A 2) / 2) \leq 5 °$
$A 1 \leq 8.0 °$
Hier ist A1 ein Winkel der Wölbung des laminierten Körpers 20, wenn er von der Seite der ersten Seitenfläche 21 (oder der ersten Seitenfläche 23) gesehen wird, und ist A2 ist ein Winkel der Wölbung des laminierten Körpers 20, wenn er von der Seite der zweiten Seitenfläche 22 (oder der zweiten Seitenfläche 24) gesehen wird.
3 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Definition des Winkels A1 der Wölbung, die schematisch den laminierten Körper 20 zeigt, wenn er von der Seite der ersten Seitenfläche 21 aus gesehen wird.
Der Winkel A1 der Wölbung des laminierten Körpers 20, wenn er von der Seite der ersten Seitenfläche 21 aus gesehen wird, wird anhand von 3 beschrieben. Der laminierte Körper 20 ist so angeordnet, dass eine in z-Richtung konvexe Seite zu einem ebenen Sockel S hin gerichtet ist.
P1 ist ein Punkt in Kontakt mit einer Oberfläche Sa des ebenen Sockels S auf der ersten Seitenfläche 21 oder ein Punkt, der der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S in der ersten Seitenfläche 21 am nächsten ist, und P2 ist ein Punkt auf einer Seite L1, die die erste Seitenfläche 21 und die zweite Seitenfläche 22 gemeinsam nutzen, der der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S am nächsten ist.
Ein Winkel, der von der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S und einer Strecke, die P1 und P2 verbindet, eingeschlossen ist, ist der Winkel A1 der Wölbung des laminierten Körpers 20.
Verwendet man anstelle von P2 einen Punkt P3 auf einer Seite L2, die sich die erste Seitenfläche 21 und die zweite Seitenfläche 24 teilen, der der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S am nächsten ist, ist ein Winkel, der durch die Oberfläche Sa des ebenen Sockels S und eine Strecke, die P1 und P3 verbindet, eingeschlossen ist, der Winkel A1 der Wölbung des laminierten Körpers 20. Wenn ein Winkel, der durch die Strecke, die P1 und P2 verbindet, erzeugt ist, und ein Winkel, der durch die Strecke, die P1 und P3 verbindet, erzeugt wird, voneinander verschieden sind, ist der Winkel, der durch die Strecke mit dem größeren Winkel erzeugt ist, der Winkel A1 der Wölbung des laminierten Körpers 20.
4 ist eine schematische Ansicht zur Beschreibung der Definition des Winkels A2 der Wölbung, die schematisch den laminierten Körper 20 von der Seite der zweiten Seitenfläche 22 aus gesehen zeigt.
Der Winkel A2 der Wölbung des laminierten Körpers 20 von der zweiten Seitenfläche 22 aus gesehen wird anhand von 4 beschrieben. Der laminierte Körper 20 ist so angeordnet, dass eine in z-Richtung konvexe Seite in Richtung des ebenen Sockels S hin gerichtet ist.
Q1 ist ein Punkt in Kontakt mit der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S in der zweiten Seitenfläche 22 oder ein Punkt in der zweiten Seitenfläche 22, der der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S am nächsten ist, und Q2 ist ein Punkt in einer Seite L3, die von der zweiten Seitenfläche 22 und der ersten Seitenfläche 23 gemeinsam genutzt ist, der der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S am nächsten ist.
Ein Winkel, der von der Oberfläche Sa des ebenen Sockels und einer Strecke, die Q1 und Q2 verbindet, eingeschlossen ist, ist der Winkel A2 der Wölbung des laminierten Körpers 20.
Verwendet man anstelle von Q2 einen Punkt Q3 in der Seite L1, die von der zweiten Seitenfläche 22 und der ersten Seitenfläche 21 gemeinsam genutzt ist, der der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S am nächsten liegt, kann ein Winkel, der von der Oberfläche Sa des ebenen Sockels S und einer Strecke, die Q1 und Q3 verbindet, eingeschlossen ist, der Winkel A2 der Wölbung des laminierten Körpers 20 sein. Wenn ein Winkel, der durch die Strecke, die Q1 und Q2 einschließt, und ein Winkel, der durch die Strecke, die Q1 und Q3 verbindet, erzeugt ist, voneinander verschieden sind, ist der Winkel, der durch die Strecke mit dem größeren Winkel erzeugt ist, der Winkel A2 der Wölbung des laminierten Körpers 20.
Der vorliegende Erfinder hat herausgefunden, dass eine Festkörperbatterie mit guten Zykluseigenschaften hergestellt werden kann, wenn die Wölbung des laminierten Körpers die oben genannten Gleichungen (1) und (2) erfüllt. Während der Mechanismus, durch den eine Konfiguration, in der die Wölbung des laminierten Körpers innerhalb eines vorbestimmten Bereichs liegt, zu guten Zykluseigenschaften führt, zu diesem Zeitpunkt nicht klar ist, ist es denkbar, dass, wenn der laminierte Körper bereits die Wölbung innerhalb des vorbestimmten Bereichs hat, Spannung der Ausdehnung und Kontraktion des Volumens abgeschwächt wird und als Ergebnis gute Zykluseigenschaften erhalten werden, da Ausdehnung und Kontraktion eines Volumens der Elektrodenschicht, die beim Laden und Entladen der Festkörperbatterie erzeugt werden, der Richtung der Wölbung folgen.
Die Wölbung des laminierten Körpers 20 erfüllt bevorzugt die Gleichung (3); $0.5 ° \leq ((A 1 + A 2) / 2) \leq 4 °$
Bessere Zykluseigenschaften werden erzielt, wenn die Wölbung des laminierten Körpers 20 die Gleichung (3) erfüllt.
Die Wölbung des laminierten Körpers 20 erfüllt mehr bevorzugt die Gleichung (4); $A 1 \leq 4.5 °$
Bessere Zykluseigenschaften werden erzielt, wenn die Wölbung des laminierten Körpers 20 die Gleichung (4) erfüllt.
(Positive Elektrodenschichten und negative Elektrodenschichten)
Die positiven Elektrodenschichten 1 haben die positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 1B, die ein positives Elektrodenaktivmaterial enthalten. Die negativen Elektrodenschichten 2 haben die negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A und die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 2B, die ein negatives Elektrodenaktivmaterial enthalten.
Die positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und die negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A enthalten jeweils einen positiven Elektrodenstromkollektor oder einen negativen Elektrodenstromkollektor, dessen Leitfähigkeit hoch ist. Als positiver Elektrodenstromkollektor und negativer Elektrodenstromkollektor mit hoher Leitfähigkeit ist beispielsweise ein Metall oder eine Legierung verwendet, die mindestens ein Metallelement aus der Gruppe Silber (Ag), Palladium (Pd), Gold (Au), Platin (Pt), Aluminium (AI), Kupfer (Cu) und Nickel (Ni) oder ein Nichtmetall wie Kohlenstoff (C) enthält. Bei diesen Metallelementen sind aus Gründen der Herstellungskosten und der hohen Leitfähigkeit Kupfer oder Nickel bevorzugt. Außerdem reagiert Kupfer nicht leicht mit dem positiven Elektrodenaktivmaterial, dem negativen Elektrodenaktivmaterial und dem Festelektrolyten. Aus diesem Grund kann der Innenwiderstand des Lithium-Ionen-Akkumulators 100 reduziert werden, wenn Kupfer in den positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und den negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A verwendet wird. Die Materialien, aus denen die positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und die negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A gebildet sind, können gleich sein oder sich voneinander unterscheiden. Die Dicken der positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und der negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A sind zwar nicht begrenzt, aber als Richtwert liegen die Dicken in einem Bereich von 0,5 µm oder mehr und 30 µm oder weniger.
Die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 1B werden auf einzelnen oder beiden Oberflächen der positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A gebildet. Beispielsweise sind die negativen Elektrodenschichten 2, die in Laminierrichtung einer Oberseite zugewandt sind, nicht auf den positiven Elektrodenschichten 1 vorgesehen, die in Laminierrichtung auf der obersten Schicht des Lithium-Ionen-Akkumulators 100 angeordnet sind. Aus diesem Grund kann die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B in der positiven Elektrodenschicht 1, die auf der obersten Schicht des Lithium-Ionen-Akkumulators 100 angeordnet ist, nur auf der einzigen Oberfläche auf der in der Laminierrichtung unteren Seite vorgesehen sein, und es gibt kein besonderes Problem, selbst wenn sie auf beiden Oberflächen vorgesehen ist.
Wie die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 1B werden auch die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 2B auf den einzelnen oder beiden Oberflächen der Stromkollektorschichten der negativen Elektrode 2A gebildet. Die Dicken der positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 1B und der negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 2B liegen vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm oder mehr und 5,0 µm oder weniger. Wenn die Dicken der positiven Elektrodenaktivmaterialschichten 1B und der negativen Elektrodenaktivmaterialschichten 2B 0,5 µm oder mehr betragen, kann eine elektrische Kapazität des Lithium-Ionen-Akkumulators erhöht werden, wohingegen, wenn die Dicken 5,0 µm oder weniger betragen, der Innenwiderstand des Lithium-Ionen-Akkumulators weiter reduziert werden kann, da eine Diffusionslänge der Lithium-Ionen verringert wird.
Die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten1B und die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten2B enthalten jeweils ein positives Elektrodenaktivmaterial oder ein negatives Elektrodenaktivmaterial, das Lithium-Ionen und Elektronen überträgt. Darüber hinaus kann ein leitfähiges Hilfsmittel oder Ähnliches enthalten sein. Vorzugsweise sind das positive Elektrodenaktivmaterial und das negative Elektrodenaktivmaterial in der Lage, Lithium-Ionen effizient einzubauen und auszubauen.
Es gibt keine klare Unterscheidung zwischen den Aktivmaterialien, die die positiven Elektrodenaktivmaterialschichten1 B oder die negativen Elektrodenaktivmaterialschichten2B bilden, und durch Vergleichen der Potentiale von zwei Arten von Verbindungen kann die Verbindung, die ein edleres Potential aufweist, als positives Elektrodenaktivmaterial verwendet werden, und die Verbindung, die ein geringeres Potential aufweist, kann als negatives Elektrodenaktivmaterial verwendet werden. Aus diesem Grund werden die Aktivmaterialien im Folgenden gemeinsam beschrieben.
In den Aktivmaterialien kann ein Übergangsmetalloxid, ein Übergangsmetallverbundoxid oder ähnliches verwendet werden. Zum Beispiel ist als das Übergangsmetalloxid oder das Übergangsmetallverbundoxid ein Lithium-Mangan-Verbundoxid Li₂Mn_aMa_1-aO₃ (0.8 ≤ a ≤ 1, Ma = Co, Ni), Lithium-Kobalt-Oxid (LiCoO₂), Lithium-Nickel-Oxid (LiNi₂), Lithium-Mangan-Spinell (LiMn₂O₄), ein Verbundmetalloxid mit der allgemeinen Formel: LiNi_xCo_yMn_zO₂ (x + y + z = 1, 0 ≤ x ≤ 1,0 ≤ y ≤ 1,0 ≤ z ≤ 1), eine Lithium-Vanadium-Verbindung (UV₂O₅), Olivin vom Typ LiM_bPO₄ (wobei Mb ein oder mehrere Elemente ist, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Co, Ni, Mn, Fe, Mg, Nb, Ti, Al, und Zr), Vanadium-Lithium-Phosphat (Li₃V₂(PO₄)₃ or LiVOPO₄), eine Li-Überschuss positive Mischkristallelektrode, ausgedrückt durch Li₂MnO₃-LiM_cO₂ (M_c = Mn, Co, Ni), Lithiumtitanat (Li₄Ti₅O₁₂), ein Verbundmetalloxid, ausgedrückt durch Li₈Ni_tCo_uAl_vO₂ (0.9 < s < 1.3, 0.9 < t + u + v < 1.1), oder Ähnliches beispielhaft.
Die positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und die negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A können ein positives Elektrodenaktivmaterial bzw. ein negatives Elektrodenaktivmaterial enthalten. Das Verhältnis des Aktivmaterials, das in jeder der Stromkollektorschichten enthalten ist, ist nicht besonders begrenzt, solange es als Stromkollektor funktioniert. Beispielsweise ist bevorzugt, dass der positive Elektrodenstromkollektor/das positive Elektrodenaktivmaterial oder der negative Elektrodenstromkollektor/das negative Elektrodenaktivmaterial ein Volumenverhältnis in einem Bereich von 90/10 bis 70/30 aufweisen.
Da die positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und die negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A das positive Elektrodenaktivmaterial bzw. das negative Elektrodenaktivmaterial einschließen, wird die Haftung zwischen den positiven Elektrodenstromkollektorschichten 1A und den positiven Elektrodenaktivmaterialschichten1B sowie zwischen den negativen Elektrodenstromkollektorschichten 2A und den negativen Elektrodenaktivmaterialschichten2B verbessert.
(Festelektrolytschicht)
Wie in 1 gezeigt, weist die Festelektrolytschicht 3 die Festelektrolytzwischenschicht 3A auf, die zwischen der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 1B und der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 2B angeordnet ist.
Die Festelektrolytschicht 3 kann ferner eine äußerste Festelektrolytschicht 3B aufweisen, die auf einer Außenseite der positiven Elektrodenschicht 1 (der positiven Elektrodenstromkollektorschicht 1A) oder der negativen Elektrodenschicht 2 (der negativen Elektrodenstromkollektorschicht 2A) oder beiden (beide in 1) angeordnet ist. Mit der „Außenseite“ ist hier eine Außenseite der positiven Elektrodenschicht 1 oder der negativen Elektrodenschicht 2 gemeint, die den Oberflächen 5A und 5B des Schichtkörpers 20 am nächsten liegt.
Ferner kann die Festelektrolytschicht 3 die äußerste Festelektrolytschicht 3B nicht haben, und in diesem Fall sind die Oberflächen 5A und 5B des laminierten Körpers 20 die positive Elektrodenschicht 1 und die negative Elektrodenschicht 2.
Vorzugsweise wird in der Festelektrolytschicht 3 ein Material verwendet, das eine geringe Elektronenleitfähigkeit und eine hohe Lithiumionenleitfähigkeit aufweist. Die Festelektrolytschicht 3 ist vorzugsweise mindestens ein Material, das aus der Gruppe bestehend aus Perowskit-Typ-Verbindung wie La_0.5Li_0.5TiO₃ oder Ähnlichem Lisicon-Typ-Verbindung wie Lii₄Zn(GeO₄)₄ oder Ähnlichem, Granat-Typ-Verbindung wie Li₇La₃Zr₂O₁₂ oder Ähnlichem, Nasicon-Typ-Verbindung wie LiZr₂(PO₄)₃, Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃, Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃, oder Ähnlichem, Thio-Lisicium-Typ-Verbindung, wie Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄, Li₃PS₄ oder Ähnlichem, Glasverbindung wie Li₂S-P₂S₅, Li₂O-V₂O₅-SiO₂ oder Ähnlichem und Phosphatverbindung wie Li₃PO₄, Li_3.5Si_0.5P_0.5O₄, Li_2.9PO_3.3N_0.46 oder Ähnlichem ausgewählt ist.
Die Festelektrolytschicht 3 wird vorzugsweise in Abhängigkeit von dem in der positiven Elektrodenschicht 1 und der negativen Elektrodenschicht 2 verwendeten aktiven Material ausgewählt. Zum Beispiel enthält die Festelektrolytschicht 3 mehr bevorzugt dasselbe Element wie das Element, das das aktive Material bildet. Da die Festelektrolytschicht 3 dasselbe Element enthält wie das Element, das das aktive Material bildet, wird die Bindung an der Grenzfläche zwischen der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 1B und der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 2B und der Festelektrolytschicht 3 verstärkt. Darüber hinaus kann eine Kontaktfläche an der Grenzfläche zwischen der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 1B und der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 2B und der Festelektrolytschicht 3 vergrößert werden.
Die Dicke der Festelektrolytzwischenschicht 3A liegt vorzugsweise in einem Bereich von 0,5 µm oder mehr und 20,0 µm oder weniger. Da ein Kurzschluss zwischen der positiven Elektrodenschicht 1 und der negativen Elektrodenschicht 2 zuverlässig verhindert werden kann, wenn die Dicke der Festelektrolytzwischenschicht 3A 0,5 µm oder mehr ist, und eine Bewegungsdistanz der Lithium-Ionen verringert wird, wenn die Dicke 20,0 µm oder weniger ist, kann der Innenwiderstand des Lithium-Ionen-Akkumulators weiter reduziert werden.
Während die Dicke der äußersten Festelektrolytschicht 3B nicht besonders begrenzt ist, kann sie beispielsweise eine Dicke von 1 % bis 40 % der Dicke des laminierten Körpers 20 aufweisen. Da die äußerste Festelektrolytschicht 3B vorgesehen ist, können die Festelektrolytschicht 3 und die Elektrodenschichten wie mit einer unten beschriebenen Randschicht physikalisch und chemisch geschützt sein, und die Haltbarkeit oder Feuchtigkeitsbeständigkeit kann verbessert sein.
(Randschicht)
Wie in 1 gezeigt, enthält der laminierte Körper 20 den Festelektrolyten und kann der laminierte Körper 20 eine Randschicht 4 enthalten, die in einer Linie mit jeder der positiven Elektrodenschicht 1 und der negativen Elektrodenschicht 2 angeordnet ist. Der in der Randschicht 4 enthaltene Festelektrolyt kann mit dem in der Festelektrolytschicht 3 enthaltenen Festelektrolyt identisch sein oder sich von diesem unterscheiden.
Vorzugsweise ist die Randschicht 4 vorgesehen, um einen Stufenunterschied zwischen der Festelektrolytzwischenschicht 3A und der positiven Elektrodenschicht 1 und einen Stufenunterschied zwischen der Festelektrolytzwischenschicht 3A und der negativen Elektrodenschicht 2 zu beseitigen. Demgemäß ist die Randschicht 4 in einem anderen Bereich als die positive Elektrodenschicht 1 und die negative Elektrodenschicht 2 in einer Hauptoberfläche der Festelektrolytschicht 3 im Wesentlichen auf der gleichen Höhe wie die positive Elektrodenschicht 1 oder die negative Elektrodenschicht 2 (d.h. in einer Linie mit jeder der positiven Elektrodenschicht 1 und der negativen Elektrodenschicht 2) ausgebildet. Da die Stufendifferenzen zwischen der Festelektrolytschicht 3 und der positiven Elektrodenschicht 1 und zwischen der Festelektrolytschicht 3 und der negativen Elektrodenschicht 2 aufgrund des Vorhandenseins der Randschicht 4 behoben sind, ist die Kompaktheit zwischen der Festelektrolytschicht 3 und den Elektrodenschichten erhöht, und eine Trennung zwischen den Schichten (Delamination) oder eine Wölbung aufgrund des Brennens der Festkörperbatterie ist weniger wahrscheinlich.
Das Material, das die Randschicht 4 bildet, ist wünschenswerterweise mindestens eines, das aus der Gruppe beispielsweise bestehend Perowskit-Typ-Verbindung wie Lao.eLio.eTiOs oder Ähnlichem, Lisicon-Typ-Verbindung wie Li₁₄Zn(GeO₄)₄ oder Ähnlichem, Granat-Typ-Verbindung wie Li₇La₃Zr₂O₁₂ oder Ähnlichem, Nasicon-Typ-Verbindung wie LiZr₂(PO₄)₃, Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃, Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃ oder Ähnlichem, Thio-Lisicium-Typ-Verbindung wie Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄, Li₃PS₄ oder Ähnlichem, Glasverbindung wie P₂S₅, Li₂O-V₂O₅-SiO₂ oder Ähnlichem, und Phosphatverbindung wie Li₃PO₄, Li_3.5Si_0.5P_0.5O₄, Li_2.9PO_3.3N_0.46 oder Ähnlichem, ausgewählt ist.
(Anschluss)
Im ersten äußeren Anschluss 6 und im zweiten äußeren Anschluss 7 des Lithium-Ionen-Akkumulators 100 ist vorzugsweise ein Material mit hoher Leitfähigkeit verwendet. Zum Beispiel kann Silber (Ag), Gold (Au), Platin (Pt), Aluminium (AI), Kupfer (Cu), Zinn (Sn), Nickel (Ni), Chrom (Cr) oder ähnliches verwendet sein. Der Anschluss kann aus einer einzigen Schicht oder aus einer Mehrzahl von Schichten gebildet sein.
(Schutzschicht)
Der Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulator 100 kann eine Schutzschicht (nicht dargestellt) aufweisen, die so konfiguriert ist, dass sie den laminierten Körper 20 oder den Anschluss an einem Außenumfang des laminierten Körpers 20 elektrisch, physikalisch oder chemisch schützt. Das Material, aus dem die Schutzschicht gebildet ist, hat vorzugsweise eine ausgezeichnete Isolierung, Haltbarkeit und Feuchtigkeitsbeständigkeit und ist umweltsicher. Zum Beispiel ist bevorzugt Glas, Keramik, ein wärmehärtendes Harz, ein lichthärtendes Harz oder Ähnliches verwendet. Es kann nur eine Art von Material für die Schutzschicht verwendet sein oder es können mehrere Materialien in Kombination verwendet sein. Darüber hinaus kann die Schutzschicht eine einzige Schicht sein, aber sie hat bevorzugt eine Mehrzahl von Schichten. Darunter ist besonders bevorzugt ein organischanorganisches Hybrid, in dem ein wärmehärtendes Harz und ein keramisches Pulver gemischt ist.
(Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulators)
Ein Verfahren zur Herstellung des Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulators 100 kann ein Simultanbrennverfahren verwenden. Dabei handelt es sich um ein Verfahren zur Herstellung laminierter Körper durch Batch-Brennen verschiedener Materialien der Aktivmaterialschicht, der Stromkollektorschicht und der Festelektrolytschicht, die den laminierten Körper 20 bilden. Wenn das Simultanbrennverfahren verwendet wird, kann der Arbeitsprozess des Festkörper-Lithium-Ionen-Akkumulators 100 reduziert sein. Darüber hinaus wird der erhaltene laminierte Körper 20 dichter, wenn das Simultanbrennverfahren verwendet wird. Nachfolgend wird ein Beispiel beschrieben, bei dem das Simultanbrennverfahren verwendet wird.
Das Simultanbrennverfahren umfasst ein Verfahren zur Herstellung einer Paste aus Materialien, die den laminierten Körper 20 bilden, ein Verfahren zur Herstellung einer Festelektrolytschichtfolie durch Auftragen und Trocknen der Paste für einen Festelektrolyten, ein Verfahren zur Herstellung einer positiven Elektrodeneinheit und einer negativen Elektrodeneinheit durch Ausbilden einer positiven Elektrodenschicht und einer negativen Elektrodenschicht auf der Festelektrolytfolie, ein Verfahren zur Herstellung des laminierten Körpers durch alternierendes Laminieren der positiven Elektrodeneinheit und der negativen Elektrodeneinheit und ein Verfahren zum Simultanbrennen der hergestellten laminierten Körper. Nachfolgend werden die Verfahren näher beschrieben.
Zunächst werden die Materialien der positiven Elektrodenstromkollektorschicht 1A, der positiven Elektrodenaktivmaterialschicht 1B, der Festelektrolytschicht 3, der negativen Elektrodenaktivmaterialschicht 2B, der negativen Elektrodenstromkollektorschicht 2A und der Randschicht 4, die den laminierten Körper 20 bilden, verpastet.
Das Verpastungsverfahren ist nicht besonders begrenzt. Beispielsweise werden die Pulver der Materialien in einem Vehikel gemischt, um die Paste zu erhalten. Das Vehikel ist hier ein allgemeiner Begriff für ein Medium in einer flüssigen Phase. Das Vehikel enthält ein Lösungsmittel und einen Binder. Durch ein solches Verfahren werden eine Paste für eine positive Elektrodenstromkollektorschicht 1A, eine Paste für eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B, eine Paste für eine Festelektrolytschicht 3, eine Paste für eine negative Elektrodenaktivmaterialschicht 2B, eine Paste für eine negative Elektrodenstromkollektorschicht 2A und eine Paste für eine Randschicht 4 hergestellt.
Wenn der laminierte Körper 20 hergestellt wird, können eine positive Elektrodeneinheit und eine negative Elektrodeneinheit, die noch beschrieben werden, hergestellt werden, und der laminierte Körper kann hergestellt werden.
Zunächst wird die Paste für eine Festelektrolytschicht 3 auf einer PET-Folie in einer Folienform durch ein Rakelverfahren gebildet und getrocknet, um die Festelektrolytschichtfolie zu bilden. Die Paste für eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B wird durch Siebdruck auf die erhaltene Festelektrolytschichtfolie gedruckt und getrocknet, um die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B zu bilden.
Als nächstes wird die Paste für eine positive Elektrodenstromkollektorschicht 1A durch Siebdruck auf die hergestellte positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B gedruckt und getrocknet, um die positive Elektrodenstromkollektorschicht 1A zu bilden. Weiter, wird da oben drauf, die Paste für eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B erneut im Siebdruckverfahren aufgedruckt und getrocknet. Dann wird die Randschicht, die im Wesentlichen die gleiche Höhe wie die positive Elektrodenschicht hat, durch Drucken der Paste für eine Randschicht auf den Bereich der Festelektrolytschichtfolie außerhalb der positiven Elektrodenschicht durch Siebdruck und Trocknen der Paste gebildet. Dann wird durch Abtrennen der PET-Folie eine positive Elektrodeneinheit, in der die positive Elektrodenschicht 1, die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B, die positive Elektrodenstromkollektorschicht 1A und die positive Elektrodenaktivmaterialschicht 1B nacheinander laminiert sind, und die Randschicht 4 auf einer Hauptoberfläche der Festelektrolytschicht 3 gebildet sind, erhalten.
Nach dem gleichen Verfahren wird eine negative Elektrodeneinheit, in der die negative Elektrodenschicht 2, die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 2B, die negative Elektrodenstromkollektorschicht 2A und die negative Elektrodenaktivmaterialschicht 2B nacheinander laminiert sind, und die Randschicht 4 auf einer Hauptoberfläche der Festelektrolytschicht 3 ausgebildet sind, erhalten.
Dann werden die positive Elektrodeneinheit und die negative Elektrodeneinheit abwechselnd so laminiert, dass die jeweiligen Enden der beiden versetzt sind und nicht miteinander übereinstimmen, und der laminierte Körper der Festkörperbatterie ist hergestellt. Darüber hinaus kann die Festelektrolytschicht an beiden Enden des laminierten Körpers in der Laminierrichtung ausgebildet sein. Für die anzuordnende positive Elektrodeneinheit oder die negative Elektrodeneinheit nutzt die Festelektrolytschicht 3 die äußerste Festelektrolytschicht 3B, und für eine dazwischen anzuordnende positive Elektrodeneinheit oder die negative Elektrodeneinheit nutzt die Festelektrolytschicht 3 die Festelektrolytzwischenschicht 3A.
Während das Herstellungsverfahren vorgesehen ist, eine Festkörperbatterie des parallelen Typs herzustellen, kann ein Verfahren zur Herstellung einer Festkörperbatterie des seriellen Typs durchgeführt werden, um die positive Elektrodenschicht 1 und die negative Elektrodenschicht 2 so zu laminieren, dass die jeweiligen einen Enden beider miteinander übereinstimmen, während kein Versatz ausgeführt wird.
Ferner kann die Haftung durch gemeinsames Pressen der hergestellten laminierten Körper durch Formpressen, warmes isostatisches Pressen (WIP), kaltes isostatisches Pressen (CIP), isostatisches Pressen oder Ähnliches verbessert werden. Das Pressen erfolgt vorzugsweise unter Erwärmung, zum Beispiel bei 40 °C bis 95 °C.
Die hergestellten laminierten Körper werden mit einer Schneidevorrichtung in Chips geschnitten, und dann wird der laminierte Körper der Festkörperbatterie durch Entbindern und Brennen hergestellt.
Beim Entbinderungsprozess werden die im laminierten Körper 20 enthaltenen Binderbestandteile vor dem Brennen vorgewärmt und zersetzt, so dass eine übermäßige und schnelle Zersetzung der Binderbestandteile im Brennprozess unterdrückt werden kann. Beim Entbinderungsprozess wird der hergestellte laminierte Körper 20 auf einem Keramikaufsatz als Sockel platziert, und der Entbinderungsprozess wird z. B. in einem Temperaturbereich von 300 °C bis 800 °C für 0,1 bis 10 Stunden unter einer Stickstoffatmosphäre durchgeführt. Handelt es sich um eine reduzierende Atmosphäre, kann der Entbinderungsprozess beispielsweise unter einer Argonatmosphäre oder einer Stickstoff/Wasserstoff-Mischatmosphäre anstelle der Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden. Wenn die Stromabnehmerschicht des Metalls nicht oxidiert, kann auch eine reduzierende Atmosphäre mit einem geringen Sauerstoffanteil verwendet werden.
Beim Brennen kann der Sinterkörper beispielsweise durch eine Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich von 600 °C bis 1000 °C unter einer Stickstoffatmosphäre erhalten werden. Die Brenndauer beträgt z. B. 0,1 bis 3 Stunden. Handelt es sich um eine reduzierende Atmosphäre, kann das Brennen z. B. unter einer Argonatmosphäre oder einer Stickstoff-Wasserstoff-Mischatmosphäre anstelle der Stickstoffatmosphäre durchgeführt werden.
Zur Herstellung des Schichtkörpers 20 mit einer gewünschten Wölbung können hier verschiedene Methoden angewendet werden. Zum Beispiel ein Verfahren, bei dem ein Keramikaufsatz für einen Deckel angeordnet wird, um einen Betrag der Krümmung an einer Höhenposition h₁ zu steuern, die die Summe einer Höhenzunahme Δh, die einem gewünschten Wölbungswinkel nach dem Brennen entspricht, und einer Höhe einer Seitenfläche des laminierten Körpers vor dem Brennen ist (eine Höhe h₀ der Seitenfläche des laminierten Körpers von dem Keramikaufsatz für einen Sockel), und zu verhindern, dass sich der laminierte Körper weiter wölbt, durch Nutzung des Wissens, dass die Wölbung wahrscheinlich auftritt, wenn ein Schnellbrand im Brennprozess durchgeführt wird. Bei diesem Verfahren ist ein Spalt zwischen dem Keramikaufsatz für einen Deckel und dem laminierten Körper vorgesehen, um einen gewünschten Wölbungswinkel zu bilden. Außerdem ist die Höhenposition h₁, in der der Keramikaufsatz für einen Deckel angeordnet ist, eine Höhenposition, die einen Schrumpfungsprozentsatz des laminierten Körpers nach dem Brennen berücksichtigt. Die Höhenposition des Keramikaufsatzes für einen Deckel kann leicht eingestellt werden, indem der laminierte Körper zur Einstellung einer Höhe an vier Ecken des Keramikaufsatzes für einen Sockel angeordnet wird. Wenn beispielsweise der Spalt zwischen dem laminierten Körper vor dem Brennen und dem Keramikaufsatz für einen Deckel 10 µm betragen soll, kann der laminierte Körper zum Einstellen einer Höhe vorgesehen werden, die um eine Dicke von 10 µm größer ist als die des laminierten Körpers vor dem Brennen. Darüber hinaus ist das Schnellbrennen ein Brennen mit einer Temperaturanstiegsrate von beispielsweise 1000 °C/Stunde oder mehr. Darüber hinaus ist der für einen Sockel und einen Deckel verwendete Keramikaufsatz vorzugsweise ein ebener Keramikaufsatz, um die Wölbung weiter zu steuern. Beispielsweise ist ein Keramikaufsatz verwendet, bei dem eine Hauptoberfläche poliert ist. Außerdem kann der Keramikaufsatz ein dichtes Substrat oder ein poröses Substrat mit Löchern sein. Als Material ist ein Material mit einer höheren Sintertemperatur als die Brenntemperatur des laminierten Körpers bevorzugt, z. B. Zirkoniumdioxid, Aluminiumoxid oder ähnliches.
Darüber hinaus kann durch Ändern der Dicke der äußersten Festelektrolytschicht 3B des laminierten Körpers 20 an den Seiten der Seitenfläche 5A und der Seitenfläche 5B ein Unterschied in der Brennschrumpfungsrate zwischen den äußersten Festelektrolytschichten der Seitenfläche 5A und der Seitenfläche 5B bestehen, und der laminierte Körper 20 mit einer gewünschten Wölbung kann hergestellt werden.
Der gesinterte Körper kann zusammen mit einem Poliermittel wie Aluminiumoxid oder ähnlichem in einen zylindrischen Behälter eingelegt werden, und dann kann ein Trommelpolieren durchgeführt werden. Dementsprechend können die Ecken des laminierten Körpers abgeschrägt werden. Als weitere Methode kann der laminierte Körper durch Sandstrahlen poliert werden.
(Formung der Anschlüsse)
Der erste äußere Anschluss 6 und der zweite äußere Anschluss 7 sind an dem gesinterten laminierten Körper 20 (dem Sinterkörper) angebracht. Der erste äußere Anschluss 6 und der zweite äußere Anschluss 7 sind so ausgebildet, dass sie in elektrischen Kontakt mit der positiven Elektrodenschicht 1 bzw. der negativen Elektrodenschicht 2 kommen. Der erste äußere Anschluss 6 und der zweite äußere Anschluss 7 können beispielsweise abgewandt von der Seitenfläche des Sinterkörpers aus gesehen auf der positiven Elektrodenschicht 1 und der negativen Elektrodenschicht 2 ausgebildet sein durch bekannte Verfahren wie Sputtern, Tauchbeschichtung, Siebdruck, Sprühbeschichtung oder ähnliches.
Wenn die Anschlüsse nur in einem vorbestimmten Bereich ausgebildet sind, werden sie beispielsweise nach dem Abkleben mit einem Band ausgebildet.
Während die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detailliert beschrieben wurde, sind die Komponenten und Kombinationen davon in der Ausführungsform beispielhaft, und Ergänzungen, Weglassungen, Substitutionen und andere Modifikationen können vorgenommen werden, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Beispielsweise kann bei dem in 2 gezeigten laminierten Körper 20, während die Elektrodenschicht der zweiten Seitenfläche nicht ausgesetzt ist, mindestens eine der positiven Elektrodenschicht 1 und der negativen Elektrodenschicht 2 der zweiten Seitenfläche ausgesetzt sein.
BEISPIELE
[Beispiel 1]
(Herstellung der Paste für die Festelektrolytschicht)
Bezogen auf 100 Teile des Li_1.3Al_0.3Ti_1.7(PO₄)₃ -Pulvers wurden 100 Teile Ethanol und 200 Teile Toluol als Lösungsmittel hinzugefügt und mit einer Kugelmühle nass gemischt. Danach wurden 16 Teile eines Binders und 4,8 Teile Benzylbutylphthalat als Weichmacher hinzugefügt und gemischt, um eine Paste für die äußerste Festelektrolytschicht herzustellen.
Die Paste für eine Festelektrolytschicht wurde unter Verwendung eines PET-Films als Basismaterial durch ein Rakelverfahren in eine Folienform gebracht, und die äußerste Festelektrolytschichtfolie und die Festelektrolytzwischenschichtfolie wurden erhalten. Die Dicken der äußersten Festelektrolytschicht und der Festelektrolytzwischenschicht wurde jeweils auf 20 µm festgelegt.
(Herstellung der Paste für die positive Elektrodenaktivmaterialschicht und der Paste für die negative Elektrodenaktivmaterialschicht)
In der Paste für eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht und der Paste für eine negative Elektrodenaktivmaterialschicht wurden nach dem Mischen von Li₃V₂(PO₄)₃ in einem vorbestimmten Gewichtsverhältnis 15 Teile eines Binders und 65 Teile Dihydroterpionol als Lösungsmittel zu 100 Teilen des Pulvers hinzugefügt, und sie wurden gemischt und verteilt, um die Paste für eine positive Elektrodenaktivmaterialschicht und die Paste für eine negative Elektrodenaktivmaterialschicht herzustellen.
(Herstellung der Paste für die positive Elektrodenstromkollektorschicht und der Paste für die negative Elektrodenstromkollektorschicht)
In der Paste für eine positive Elektrodenstromkollektorschicht und der Paste für eine negative Elektrodenstromkollektorschicht wurden 100 Teile Cu als Stromkollektor, 10 Teile eines Binders und 50 Teile Dihydroterpioneol als Lösungsmittel gemischt und verteilt, um die Paste für eine positive Elektrodenstromkollektorschicht und die Paste für eine negative Elektrodenstromkollektorschicht herzustellen.
(Herstellung der Elektrodeneinheit)
Die positive Elektrodeneinheit und die negative Elektrodeneinheit wurden wie folgt hergestellt.
Eine Paste für ein Aktivmaterial wurde im Siebdruckverfahren mit einer Dicke von 5 µm auf die Festelektrolytzwischenschicht gedruckt. Anschließend wurde die gedruckte Paste für ein Aktivmaterial getrocknet und eine Paste für einen Stromkollektor mit einer Dicke von 5 µm im Siebdruckverfahren aufgedruckt. Nachfolgend wurde die gedruckte Paste für einen Stromkollektor getrocknet und darauf wiederum eine Paste für ein Aktivmaterial mit einer Dicke von 5 µm im Siebdruckverfahren aufgedruckt. Die gedruckte Aktivmaterialpaste wurde getrocknet, und dann wurde ein PET-Film abgetrennt. Auf diese Weise wurde eine Folie einer Elektrodeneinheit erhalten, bei der die Paste für ein Aktivmaterial , die Paste für einen Stromkollektor und die Paste für ein Aktivmaterial nacheinander auf die Festelektrolytzwischenschichtfolie gedruckt und getrocknet wurden.
(Herstellung des laminierten Körpers)
Die äußerste Festelektrolytschichtfolie wurde gestapelt, und 30 Elektrodeneinheiten (15 positive Elektrodeneinheiten und 15 negative Elektrodeneinheiten) wurden abwechselnd über eine Festelektrolytzwischenschicht 3A oben auf diese gestapelt. Dabei wurden die Einheiten so verschoben und übereinander gestapelt, dass sich die Stromkollektorpastenschichten der ungeraden Anzahl von Elektrodeneinheiten nur bis zur einen Endfläche und sich die Stromkollektorpastenschichten der geraden Anzahl von Elektrodeneinheiten nur bis zur anderen Endfläche erstrecken. Die Festelektrolytschichtfolie für eine äußerste Festelektrolytschicht 3B wurde auf die gestapelte Einheit gestapelt. Danach wurde diese durch Thermokompressionsbonden ausgebildet und dann geschnitten, um den laminierten Chip herzustellen. Die Chipgröße betrug erste Seitenfläche (W) × zweite Seitenfläche (L) × Höhe (H) = 4,1 mm × 6,0 mm × 2,0 mm. Dementsprechend betrug W:L, das Seitenverhältnis des Chips ist, etwa 1:1,5.
Als nächstes wurden die laminierten Chips auf einen Keramikaufsatz für einen Sockel platziert, ein Keramikaufsatz für einen Deckel in einer Höhenposition installiert, in der ein durchschnittlicher Winkel einer Wölbung A1, von der Seite einer ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, von der Seite einer zweiten Seitenfläche aus gesehen, 0,5° war, und dann wurden die laminierten Chips simultangebrannt, um den laminierten Körper 20 zu erhalten. Ferner wurden die laminierten Körper zur Einstellung einer Höhe, die um 14 µm größer als die Dicke des laminierten Chips nach dem Brennen ist, an vier Ecken des Keramikaufsatzes für einen Sockel angeordnet, und der Keramikaufsatz für einen Deckel wurde darauf installiert. Beim Simultanbrennen wurde die Brenntemperatur unter Stickstoffatmosphäre mit einer Temperaturanstiegsrate von 1000 °C/Stunde auf 840 °C erhöht, zwei Stunden lang auf dieser Temperatur gehalten und dann nach dem Brennen natürlich abgekühlt.
(Bewertung des Krümmungsgrades)
Der erhaltene laminierte Körper (Sinterkörper) wurde, wie in 3 gezeigt, auf einen ebenen Sockel platziert, in x-Richtung fotografiert und ein Wölbungswinkel A1 wurde durch Bildverarbeitung ermittelt. In ähnlicher Weise wurde, wie in 4 gezeigt, das Fotografieren in y-Richtung durchgeführt, und ein Wölbungswinkel A2 wurde durch Bildverarbeitung erfasst.
(Herstellung und Bewertung des Festkörperakkumulators)
Der erste äußere Anschluss und der zweite äußere Anschluss wurden durch ein bekanntes Verfahren herzustellen an dem gesinterten laminierten Körper (gesinterter Körper) angebracht, um den Festkörperakkumulator.
Der erste äußere Anschluss und der zweite äußere Anschluss wurden zwischen Federkontakte eingeklemmt, so dass sie einander zugewandt waren, und eine anfängliche Entladekapazität des Festkörperakkumulators und eine Kapazitätserhaltungsrate (Zykluscharakteristik) nach 1000 Zyklen wurden durch eine Durchführung eines Lade-/Entladetests gemessen. Unter den Messbedingungen betrugen die Ströme beim Laden und Entladen jeweils 0,2 C, und die Endspannungen beim Laden und Entladen betrugen 1,6 V bzw. 0 V. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt. Ferner wurde eine Kapazität zum Zeitpunkt der ersten Entladung als anfängliche Entladekapazität festgelegt. Darüber hinaus wurde eine Kapazitätserhaltungsrate erhalten, indem die Entladekapazität beim 1000sten Zyklus durch die anfängliche Entladekapazität geteilt wurde.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.

[Tabelle 1]

	Wölbungswinkel (°)			Zykluscharakteristik (%)
	Wölbung von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen (A1)	Wölbung von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen (A2)	Durchschnitt	Zykluscharakteristik (%)
Vergleichsbeispiel 1	0.0	0.0	0.0	81
Vergleichsbeispiel 2	0.2	0.2	0.2	82
Beispiel 1	0.6	0.4	0.5	87
Beispiel 2	1.2	0.8	1.0	92
Beispiel 3	2.0	1.5	1.8	93
Beispiel 4	2.2	1.9	2.1	92
Beispiel 5	3.0	2.0	2.5	92
Beispiel 6	3.5	3.0	3.3	91
Beispiel 7	4.0	3.0	3.5	91
Beispiel 8	4.5	3.5	4.0	90
Beispiel 9	7.0	2.0	4.5	88
Beispiel 10	8.0	2.0	5.0	86
Vergleichsbeispiel 3	7.0	6.0	6.5	73
Vergleichsbeispiel 4	9.0	1.0	5.0	72
Beispiel 11	1.5	1.5	1.5	92
Beispiel 12	2.0	2.0	2.0	93
Beispiel 13	3.0	3.0	3.0	92
Vergleichsbeispiel 5	6.0	6.0	6.0	78
Beispiel 14	1.2	0.8	1.0	93
Beispiel 15	2.0	1.5	1.8	93
Beispiel 16	2.5	2.0	2.3	92
Beispiel 17	3.0	2.0	2.5	93
Beispiel 18	3.3	2.7	3.0	92

[Beispiel 2 bis Beispiel 8]
In Beispiel 2 bis Beispiel 8 wurden Festkörperakkumulatoren ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert wurden und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen durchschnittliche Winkel einer Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 1,0°, 1,8°, 2,1°, 2,5°, 3,3°, 3,5° und 4,0° waren. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Beispiel 9 bis Beispiel 10]
In Beispiel 9 bis Beispiel 10 wurden Festkörperakkumulatoren ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Chips mit einem Seitenverhältnis W:L von 1:3,5 und 1:4,0 verwendet wurden, laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert wurden und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen durchschnittliche Winkel einer Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 4,5° und 5,0° waren. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind wie folgt wie in Tabelle 1 gezeigt.
[Beispiel 11 bis Beispiel 13]
Auch in Beispiel 11 bis Beispiel 13 wurden Festkörperakkumulatoren ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass Chips mit einem Seitenverhältnis W:L von 1:1 verwendet wurden, laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert wurden und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen durchschnittliche Winkel einer Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 1,5°, 2,0° und 3,0° waren. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind wie folgt wie in Tabelle 1 gezeigt.
[Beispiel 14 bis Beispiel 18]
Auch in Beispiel 14 bis Beispiel 18 wurden Festkörperakkumulatoren ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Chips mit einer Chipgröße von erster Seitenfläche (W) × zweiter Seitenfläche (L) × Höhe (H) = 3,0 mm × 4,4 mm × 1,1 mm (entsprechend Chips mit einem Seitenverhältnis W:L von 1:1. 5) verwendet wurden, laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen durchschnittliche Winkel einer Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 1,0°, 1,8°, 2,3°, 2,5° und 3,0° waren. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind wie folgt wie in Tabelle 1 gezeigt.
[Vergleichsbeispiel 1 bis Vergleichsbeispiel 2]
In jedem von Vergleichsbeispiel 1 bis Vergleichsbeispiel 2 wurden Festkörperakkumulatoren ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, außer dass laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert wurden und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen durchschnittliche Winkel einer Wölbung A1, von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 0° und 0,2° waren. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind in Tabelle 1 dargestellt.
[Vergleichsbeispiel 3 bis Vergleichsbeispiel 4]
In Vergleichsbeispiel 3 bis Vergleichsbeispiel 4 wurden Festkörperakkumulatoren ähnlich wie in Beispiel 1 hergestellt, mit der Ausnahme, dass Chips mit einem Seitenverhältnis W:L von 1:1,2 und 1:9,0 verwendet wurden, laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert wurden und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen durchschnittliche Winkel einer Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 6,5° und 5,0° waren. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind in Tabelle 1 aufgeführt.
[Vergleichsbeispiel 5]
In Vergleichsbeispiel 5 wurde ein Festkörperakkumulator ähnlich wie in Beispiel 11 hergestellt, mit der Ausnahme, dass dieselben Chips wie in den Beispielen 11 bis 13 verwendet wurden, laminierte Chips auf keramischen Sockeln platziert wurden und laminierte Körper zum Einstellen von Höhen und Keramikaufsätze für Deckel in Höhenpositionen installiert wurden, bei denen ein durchschnittlicher Winkel einer Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und einer Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 6,0° war. Die Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und die Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, sind wie folgt wie in Tabelle 1 gezeigt.
Basierend auf den in Tabelle 1 gezeigten Ergebnissen wurden in den Beispielen 1 bis 18, in denen die durchschnittlichen Winkel der Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und der Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 0,5° oder mehr und 5,0° oder weniger waren, und der Winkel der Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, 8,0° oder weniger war, Zykluscharakteristiken von 86% oder mehr erhalten.
Andererseits, wenn die durchschnittlichen Winkel der Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und der Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, weniger als 0,5° war (Vergleichsbeispiele 1 und 2), oder wenn die durchschnittlichen Winkel der Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und der Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, größer als 5,0 waren (Vergleichsbeispiele 3 und 5), lagen die Zykluscharakteristiken bei 82% oder weniger.
Darüber hinaus, selbst wenn der durchschnittliche Winkel 5,0° beträgt, waren im Vergleichsbeispiel 4, in dem ein Winkel der Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, 8,0° übersteigt, die Zykluscharakteristiken 72%.
In den Beispielen 1 bis 8 und 11 bis 18, in denen die durchschnittlichen Winkel der Wölbung A1, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, und der Wölbung A2, wenn von der Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen, 0,5° oder mehr und 4,0° oder weniger waren, wurden Zykluscharakteristiken von 90% oder mehr erhalten. Ferner war in diesen Beispielen der Winkel A1 der Wölbung, wenn von der Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen, 4,5° oder weniger.
Es wurde festgestellt, dass die Beispiele 1 bis 6, 11 bis 13 und 14 bis 18 zwar unterschiedliche Chipgrößen und/oder Seitenverhältnisse aufweisen, dass aber die Beispiele mit im Wesentlichen dem gleichen Durchschnittswinkel der Wölbung im Wesentlichen die gleichen Zykluscharakteristiken haben.
INDUSTRIELLE ANWENDBARKEIT
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, einen Festkörperakkumulator mit guter Zykluscharakteristik bereitzustellen, wobei eine Wölbung mit einem vorgegebenen Winkel vorgesehen ist.
Bezugszeichenliste

1: Positive Elektrodenschicht
1A: Positive Elektrodenstromkollektorschicht
1B: Positive Elektrodenaktivmaterialschicht
2: Negative Elektrodenschicht
2A: Negative Elektrodenstromkollektorschicht
2B: Negative Elektrodenaktivmaterialschicht
3: Feststoffelektrolytschicht
6: Erster äußerer Anschluss
7: Zweiter äußerer Anschluss
20: Laminierter Körper
100: Festkörperakkumulator

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019048907 [0001]
JP 20075279 [0006]
JP 2007294429 [0006]
JP 2013/175993 [0006]

Claims

Festkörperakkumulator, umfassend: einen laminierten Körper, in dem eine positive Elektrodenschicht mit einer positiven Elektrodenstromkollektorschicht und einer positiven Elektrodenaktivmaterialschicht und eine negative Elektrodenschicht mit einer negativen Elektrodenstromkollektorschicht und einer negativen Elektrodenaktivmaterialschicht über eine Festelektrolytschicht laminiert sind; einen ersten äußeren Anschluss; und einen zweiten äußeren Anschluss, wobei der laminierte Körper eine erste Seitenfläche parallel zu einer Laminierrichtung und eine zweite Seitenfläche parallel zu der Laminierrichtung und senkrecht zu der ersten Seitenfläche aufweist, der erste äußere Anschluss und der zweite äußere Anschluss mit der ersten Seitenfläche verbunden sind, und der laminierte Körper eine Wölbung aufweist, die in der Laminierrichtung gewölbt ist und die Gleichungen (1) und (2) erfüllt: $0.5 ° \leq ((A 1 + A 2) / 2) \leq 5 °$
$A 1 \leq 8.0 °$
wobei A1 ein Winkel der Wölbung des laminierten Körpers ist, wenn er von einer Seite der ersten Seitenfläche aus gesehen wird, und A2 ein Winkel der Wölbung des laminierten Körpers ist, wenn er von einer Seite der zweiten Seitenfläche aus gesehen wird.
Festkörperakkumulator nach Anspruch 1, wobei folgende Gleichung (3) erfüllt ist: $0.5 ° \leq ((A 1 + A 2) / 2) \leq 4 °$