JP2009064667A - 全固体薄膜電池、その製造方法およびその製造装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 正極層2を気相プロセスにより形成する工程、固体電解質層3を気相プロセスにより形成する工程、および負極層4を気相プロセスにより形成する工程を備え、真空引きの周囲雰囲気内で、基材1を一定方向に駆動しながら、それぞれの気相プロセスをそれぞれ定位置で連続して施して正負極層および固体電解質層を基材上に形成することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
(本発明例):上記の実施の形態の製造方法による。
(比較例):上記の正極層形成、固体電解質形成および負極層形成の各工程の間ごとに、チャンバから外気に取り出しながら、全固体薄膜電池を製造する。比較例における各工程の内容は、上記本発明例の内容と同じである。したがって、正極層と固体電解質とは同じ機会に行うものとする。
内部抵抗の値は、比較例では1MΩcm2以上となるのに対して、本発明例では500Ωcm2以下とすることができる。
Claims (13)
- 基材上に正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池の製造方法であって、
前記正極層を気相プロセスにより形成する工程、前記固体電解質層を気相プロセスにより形成する工程、および前記負極層を気相プロセスにより形成する工程を備え、
真空引きの周囲雰囲気内で、前記基材を一定方向に駆動しながら、前記それぞれの気相プロセスをそれぞれ定位置で連続して施して前記正負極層および固体電解質層を前記基材上に形成することを特徴とする、全固体薄膜電池の製造方法。 - 前記真空引きの周囲雰囲気が、圧力3×10−3Pa以下であることを特徴とする、請求項1に記載の全固体薄膜電池の製造方法。
- 前記固体電解質層を形成する複数成分材料のうちの1成分材料を正負極層の材料と共通化して、前記固体電解質層の形成の際、前記1成分材料以外の材料の付着を、前記正極層を形成する材料の付着または前記負極層を形成する材料の付着と、重なるように行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の全固体薄膜電池の製造方法。
- 前記真空引きの周囲雰囲気内において、前記基材はコイル状の原反で供給され、そのコイル状の原反を戻した状態で前記各気相プロセスを施され、前記正負極層および固体電解質層が形成された後に、巻き取られることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
- 前記基材上に、前記正負極層および前記固体電解質層の積層体が形成され、前記各気相プロセスが終了した後に、前記積層体を製造1単位にまとめ、該製造1単位を連続的に露点−45℃以下の不活性雰囲気内に外気に曝すことなく搬送し、前記積層体をその不活性雰囲気内で封止部材に封止することを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
- 前記基材に前記気相プロセスを施す前に、前記基材の表面酸化層を除去する表面酸化層除去プロセスを施すことを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載の全固体薄膜電池の製造方法。
- 基材、正負極層および固体電解質層の積層体を備える全固体薄膜電池の製造装置であって、
気相プロセス用のチャンバを備え、
前記チャンバ内に、前記基材をコイル状原反から巻き戻した状態を経てコイル状に巻き取る駆動機構を有し、前記巻き戻された状態の基材の表面に前記正負極層および固体電解質層を形成するための、正極材蒸発源、固体電解質蒸発源および負極材蒸発源を備えることを特徴とする、全固体薄膜電池の製造装置。 - 前記固体電解質蒸発源と、前記正極材蒸発源または前記負極材蒸発源とは、前記固体電解質蒸発源からの付着部分が、前記正極材蒸発源または前記負極材蒸発源からの付着部分と重なるように、配置されていることを特徴とする、請求項7に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
- 前記気相プロセス用のチャンバと隔離手段を介在させて接続し、前記積層体を封止部材に封止する、封止装置を備えることを特徴とする、請求項7または8に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
- 前記蒸発源の前段階に、前記基材の表面酸化層を除去する表面酸化層除去装置を備えることを特徴とする、請求項7〜9に記載の全固体薄膜電池の製造装置。
- 正負側集電材、正負極層および固体電解質層を備える全固体薄膜電池であって、
前記固体電解質層を形成する材料中の所定の元素が、前記正極層または前記負極層から当該固体電解質層にかけての層部分で増大する濃度分布を持つことを特徴とする、全固体薄膜電池。 - 前記正極層の構成材料がLi2Sであり、前記固体電解質層の構成材料がLi2S−P2S5であり、前記正極層から前記固体電解質層にかけてリン(P)が増大する濃度分布を有することを特徴とする、請求項11に記載の全固体薄膜電池。
- 前記正負集電材を含む全固体薄膜電池の本体部の内部抵抗が5kΩcm2以下であることを特徴とする、請求項11または12に記載の全固体薄膜電池。
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