JP2010108882A - Method of manufacturing ion-conducting solid electrolyte - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an ion-conducting solid electrolyte using a green sheet having mechanical characteristics such that the sheet can sufficiently endure a variety of mechanical stresses during a manufacturing process. <P>SOLUTION: Using a ceramic green sheet that can endure mechanical stresses in a detachment process for a carrier film, a lamination process for the green sheet or the like by adjusting a percentage of water of the ceramic green sheet after a drying process and/or an environment under which the ceramic green sheet is disposed, an ion-conducting solid electrolyte is manufactured. In this way, it is possible to effectively prevent occurrence of defects within the green sheet in transportation, carrier film detachment or a lamination process. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、リチウム電池の固体電解質の製造方法に関する。さらに詳しくは、その固体電解質用グリーンシートの製造方法及び製造されたグリーンシートのハンドリング方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a solid electrolyte of a lithium battery. More specifically, the present invention relates to a method for producing the solid electrolyte green sheet and a method for handling the produced green sheet.

近年、携帯電話等を始めとする携帯用電子機器の高性能化や小型化により、これら携帯電子機器に使用される電池の高エネルギー密度化、小型化が望まれている。一般に、リチウム電池では高電圧が得られ、高エネルギー密度を有するため、これらの携帯用電子機器のための電源として期待されている。通常、このようなリチウム電池では、正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO)やマンガン酸リチウム(LiMn)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)などのリチウム遷移金属複合酸化物が用いられている。また、負極活物質としては、黒鉛、繊維状カーボンなどの炭素材料が用いられている。このようなリチウム電池には有機電解液が使われるが、高分子電解質と有機電解液を混合させたポリマー電解質についても研究されている。これらリチウム電池又はポリマー電解質電池は電解質に液体を使用しているため、液漏れや発火のおそれがあるなど信頼性が低い。また、低温での電解液の凍結や、高温における電解液の気化等は、電池の性能を著しく損なうおそれがあるため、このような電池は使用温度が限定される。そのため、高信頼性のリチウム電池として、有機電解液に代えてリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を用いたリチウム電池の開発が望まれている。 In recent years, with higher performance and smaller size of portable electronic devices such as mobile phones, it is desired to increase the energy density and size of batteries used in these portable electronic devices. In general, since a high voltage is obtained and a high energy density is obtained in a lithium battery, it is expected as a power source for these portable electronic devices. Usually, in such a lithium battery, lithium transition metal composite oxides such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium manganate (LiMn 2 O 4 ), and lithium nickelate (LiNiO 2 ) are used as the positive electrode active material. Yes. Moreover, carbon materials, such as graphite and fibrous carbon, are used as a negative electrode active material. An organic electrolyte is used for such a lithium battery, but a polymer electrolyte obtained by mixing a polymer electrolyte and an organic electrolyte is also being studied. Since these lithium batteries or polymer electrolyte batteries use a liquid as the electrolyte, they have low reliability such as liquid leakage or fire. In addition, freezing of the electrolytic solution at a low temperature or vaporization of the electrolytic solution at a high temperature may significantly impair the performance of the battery, so that the use temperature of such a battery is limited. Therefore, development of a lithium battery using a solid electrolyte having lithium ion conductivity instead of an organic electrolyte is desired as a highly reliable lithium battery.

このような固体電解質を用いたリチウム電池は、可燃性の有機溶剤を用いないため、液漏れや発火の恐れがなく、安全性に優れている。例えば、特許文献1では、固体電解質層となる固体電解質用グリーンシートには、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO固体電解質粉体が用いられ、更に、バインダであるポリビニルブチラール樹脂、溶剤である酢酸n−ブチル、及び可塑剤であるフタル酸ジブチルが用いられている(例えば、特許文献1、段落[0189])。また固体電解質用グリーンシートの作製方法については、ポリエステルを主成分とするキャリアフィルム上に、固体電解質用スラリーをドクターブレードを用いて塗布し、これを乾燥して固体電解質用グリーンシートを得ていると記されている。 Since a lithium battery using such a solid electrolyte does not use a flammable organic solvent, there is no risk of liquid leakage or ignition and excellent safety. For example, in Patent Document 1, Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 solid electrolyte powder is used for a solid electrolyte green sheet serving as a solid electrolyte layer. Further, a polyvinyl butyral resin as a binder and a solvent are used. A certain n-butyl acetate and a plasticizer dibutyl phthalate are used (for example, Patent Document 1, paragraph [0189]). As for a method for producing a solid electrolyte green sheet, a solid electrolyte slurry is applied on a carrier film mainly composed of polyester using a doctor blade, and dried to obtain a solid electrolyte green sheet. It is written.

塗布された塗膜は、塗布直後において実質的にスラリーと同じ成分を持ち同様な機械的特性(例えば、流体としての粘性等)を備えているが、溶媒等の揮発により乾燥等され、全く異なる機械的特性(例えば、固体としての機械的強度等)を備えるグリーンシートとなる。このような大きな特性の変化は、塗膜からグリーンシートに至るまでの間の乾燥等の物理現象によって生じるので、この物理現象の十分な制御が最大の課題であった。例えば、スラリーをキャリアフィルム上にシート状に塗布して乾燥炉などで乾燥する際に、グリーンシートに亀裂、反り、波打ちが発生したり、溶剤が急激に蒸発して、グリーンシートに突沸痕が生じたり、クラックが発生するという課題があり、2つの乾燥工程に分けて乾燥するような工夫がなされてきた(例えば特許文献2)。また、キャリアフィルム上にセラミックスラリーを塗布して特定の温度範囲で乾燥することにより、シート表面と内部との乾燥の差をなくしてシート欠陥のないセラミックグリーンシートの作成が提案されている(例えば特許文献3)。そして、水系バインダの使用による乾燥時のクラック発生等を防止するために、該バインダが水溶性ポリビニルアセタール樹脂を含むようにした技術が開示されている(例えば特許文献4)。   The applied coating has substantially the same components as the slurry immediately after application and has similar mechanical properties (for example, viscosity as a fluid), but is completely different by being dried by volatilization of a solvent or the like. A green sheet having mechanical properties (for example, mechanical strength as a solid) is obtained. Since such a large change in characteristics is caused by a physical phenomenon such as drying from the coating film to the green sheet, sufficient control of this physical phenomenon has been the biggest problem. For example, when a slurry is applied in a sheet form on a carrier film and dried in a drying furnace or the like, cracks, warpage, undulations occur in the green sheet, or the solvent rapidly evaporates, causing bump marks on the green sheet. There has been a problem that it is generated or cracks occur, and a device has been devised for drying in two drying steps (for example, Patent Document 2). Further, it has been proposed to create a ceramic green sheet free from sheet defects by eliminating a difference in drying between the sheet surface and the inside by applying a ceramic slurry on a carrier film and drying in a specific temperature range (for example, Patent Document 3). And in order to prevent the generation | occurrence | production of the crack at the time of drying by use of an aqueous binder, the technique which made this binder contain water-soluble polyvinyl acetal resin is disclosed (for example, patent document 4).

しかしながら、これらの技術は、乾燥工程におけるクラック等の欠陥を有効に防止することはできるが、他の工程でのシートの欠陥発生の防止には必ずしも有効ではない。また、グリーンシートを形成し、これを積層して脱バインダ及び焼成する積層セラミックシートの製造方法において、脱バインダの前に、グリーンシートの積層体を相対湿度が45%以上55%以下の恒湿中に保持して当該積層体の吸湿量を調整する技術が開示されている(例えば特許文献5)。これにより、脱バインダ、焼成工程での反り量の少ないセラミックシートを得ることを目的としている。
特開2007−5279号公報 特開2007−91526号公報 特開平7−172903号公報 特開2003−192449号公報 特開2005−212194号公報
However, these techniques can effectively prevent defects such as cracks in the drying process, but are not necessarily effective in preventing the occurrence of sheet defects in other processes. Further, in a method for producing a multilayer ceramic sheet in which a green sheet is formed and laminated and debindered and fired, the green sheet laminate is subjected to constant humidity at a relative humidity of 45% to 55% before debinding. A technique for holding the inside and adjusting the amount of moisture absorption of the laminate is disclosed (for example, Patent Document 5). Thereby, it aims at obtaining the ceramic sheet | seat with little warpage in a binder removal and a baking process.
JP 2007-5279 A JP 2007-91526 A JP-A-7-172903 JP 2003-192449 A JP-A-2005-212194

しかしながら、これらの技術では、塗膜の乾燥時のグリーンシートの欠陥を防止可能であったり、積層体の脱バインダ、焼成工程におけるセラミックシートの欠陥を防止可能であったりするかもしれないが、他の工程において必ずしも有効とはならない。即ち、乾燥工程後であって積層工程前にあって、セラミックグリーンシートには種々の機械的なストレスが加えられるが、それに十分耐えうる機械特性を備えることが重要である。例えば、セラミックグリーンシートの搬送中における引張りやせん断力によるセラミックグリーンシート内のクラックの発生等は、後の工程において治癒できない欠陥となり、このような現象も効果的に防ぐ必要がある。   However, with these technologies, it may be possible to prevent defects in the green sheet when the coating film is dried, or it may be possible to prevent defects in the ceramic sheet in the binder removal and firing process of the laminate. It is not always effective in the process. That is, after the drying step and before the lamination step, various mechanical stresses are applied to the ceramic green sheet, but it is important to have mechanical characteristics that can sufficiently withstand it. For example, the occurrence of cracks in the ceramic green sheet due to tension or shear force during the conveyance of the ceramic green sheet becomes a defect that cannot be cured in a later process, and such a phenomenon needs to be effectively prevented.

本発明では、上述する課題に鑑み、鋭意研究を行い、乾燥工程後であって焼成工程前における工程で、機械的ストレスが多く発生するのが、キャリアフィルムの剥離工程であり、また、グリーンシートの積層工程であることに着目して、以下のようなことを見出した。即ち、乾燥工程後のセラミックグリーンシートにあっては、水の含有量がストレスに対抗する機械的抵抗力に大きな影響を及ぼすことであり、キャリアフィルムの剥離工程やグリーンシートの積層工程では、乾燥工程や積層体の脱バインダ工程や焼成工程における欠陥防止のための機械的特性とは異なっていることである。具体的には、グリーンシート内の含水率を所定の範囲にすることにより、例えば、搬送やキャリアフィルムの剥離や積層工程におけるグリーンシート内の欠陥の発生を効果的に防止することができることを見出した。   In the present invention, in view of the above-mentioned problems, earnest research has been conducted, and it is the carrier film peeling process that generates a lot of mechanical stress in the process after the drying process and before the firing process. Focusing on the laminating process, the following was found. That is, in the ceramic green sheet after the drying process, the water content has a great influence on the mechanical resistance against the stress, and in the carrier film peeling process and the green sheet laminating process, it is dried. This is different from the mechanical characteristics for preventing defects in the process and the binder removal process and the firing process of the laminate. Specifically, it has been found that by setting the moisture content in the green sheet within a predetermined range, for example, it is possible to effectively prevent the occurrence of defects in the green sheet in the transport and carrier film peeling and laminating processes. It was.

より具体的には、以下のようなものを提供することができる。
(1)少なくとも熱処理後にリチウムイオン伝導性を呈する無機化合物粉末及び有機バインダを含むグリーンシートを焼成してイオン伝導性固体電解質を製造する方法において、前記無機化合物粉末及び有機バインダを混合してスラリーを作製するスラリー製造工程と、前記スラリーをキャリアフィルムへ塗布して塗膜を作製する塗膜工程と、塗膜を乾燥させる乾燥工程と、前記塗膜を前記キャリアフィルムから剥離してグリーンシートを作製する剥離工程と、前記グリーンシートを積層して積層体を作製する積層工程と、を含み、前記剥離工程直後の前記塗膜の含水率が、0.1〜5%であることを特徴とするイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。
More specifically, the following can be provided.
(1) In a method for producing an ion conductive solid electrolyte by firing a green sheet containing an inorganic compound powder exhibiting lithium ion conductivity and an organic binder at least after heat treatment, the slurry is obtained by mixing the inorganic compound powder and the organic binder. A slurry manufacturing process to be prepared, a coating process in which the slurry is applied to a carrier film to prepare a coating film, a drying process to dry the coating film, and the coating film is peeled from the carrier film to produce a green sheet. A peeling step and a laminating step of laminating the green sheets to produce a laminate, wherein the moisture content of the coating film immediately after the peeling step is 0.1 to 5%. A method for producing an ion conductive solid electrolyte can be provided.

ここで、含水率は、グリーンシートの塑性や柔軟性に影響を与え、含水率が0.1%未満であると、柔軟性が著しく低下し、少しの変形に対しても、亀裂、ワレ等を生じる。例えば、シールを剥がすようにグリーンシートの数点に負荷がかかるような剥離を行えば破れが生じ易い。また、グリーンシート全面を別のフィルム等に押し付けて、キャリアフィルムを剥離する際には、亀裂が生じ易い。したがって、含水率は、0.2以上がより好ましく、0.3以上が更に好ましい。一方、含水率が5%を超えると、塑性や柔軟性は高いものの、キャリアフィルムから剥離させようとすれば、容易に塑性変形し延伸してしまい、更に引っ張れば千切れてしまうおそれがある。また、グリーンシート全面を別のフィルム等に押し付けて、キャリアフィルムを剥離する際には、延伸していまい、グリーンシートの厚みが不均質になるおそれがある。従って、含水率は4.5%以下がより好ましく、4%以下が更に好ましい。   Here, the moisture content affects the plasticity and flexibility of the green sheet, and if the moisture content is less than 0.1%, the flexibility is remarkably reduced, and even a slight deformation causes cracks, cracks, etc. Produce. For example, if peeling is performed such that a load is applied to several points of the green sheet so as to peel off the seal, tearing is likely to occur. In addition, when the entire green sheet is pressed against another film or the like to peel off the carrier film, cracks are likely to occur. Therefore, the water content is more preferably 0.2 or more, and still more preferably 0.3 or more. On the other hand, if the water content exceeds 5%, the plasticity and flexibility are high, but if it is peeled off from the carrier film, it is easily plastically deformed and stretched, and if pulled further, it may be broken. In addition, when the carrier film is peeled off by pressing the entire surface of the green sheet against another film or the like, the green sheet may not be stretched, and the thickness of the green sheet may be inhomogeneous. Therefore, the moisture content is more preferably 4.5% or less, and further preferably 4% or less.

このような含水率は、測定対象の質量に対する測定対象中に含まれる水分の質量の割合であり、例えば、乾燥状態のグリーンシートの重量に対し、当該グリーンシートに含まれる水分の重量をパーセントで表わしたものである。この含まれる水分の量は、カール・フィッシャー方式の電量滴定式水分測定装置により、測定することができる(JIS K 2275参照)。例えば、京都電子製のMKC−610を用いて200℃に加熱した際に放出される水蒸気から求めることができる。   Such moisture content is the ratio of the mass of moisture contained in the measurement object to the mass of the measurement object, for example, the weight of moisture contained in the green sheet as a percentage of the weight of the dry green sheet. It is a representation. The amount of moisture contained can be measured by a Karl Fischer coulometric titration moisture measuring device (see JIS K 2275). For example, it can be determined from water vapor released when heated to 200 ° C. using MKC-610 manufactured by Kyoto Electronics.

ここで、グリーンシートとは、焼成前のガラスや無機酸化物等のセラミックスの主に粉体に対して、有機バインダ、可塑剤、溶剤等を混合させて混合スラリーとして、これを薄板状に成形した未焼成体を意味することができる。この成形は、ドクターブレードやカレンダ法、スピンコートやディップコーティングなどの塗布法、インクジェット、バブルジェット(登録商標)、オフセット等の印刷法、ダイコーター法、スプレー法等により行うことができ、混合スラリーから薄板状のグリーンシートを作ることができる。一般的には前記混合スラリーを離型処理を施したPET等のフィルム上に成形し、乾燥後に剥離することにより作製する。この焼成前のグリーンシートは柔軟であり、任意の形状に切断することや、積層することも可能である。   Here, the green sheet is a mixture of organic binders, plasticizers, solvents, etc., mixed into the powder mainly of ceramics such as glass and inorganic oxide before firing, and formed into a thin plate shape. It can mean an unfired body. This molding can be performed by a doctor blade, calendar method, spin coating, dip coating or other coating method, ink jet, bubble jet (registered trademark), offset printing method, die coater method, spray method, etc., mixed slurry From this, a thin plate-like green sheet can be made. In general, the mixed slurry is formed on a film such as PET that has been subjected to a release treatment, and is peeled off after drying. The green sheet before firing is flexible, and can be cut into an arbitrary shape or laminated.

ここで、有機バインダとしては、無機粒子を結合させることがきるものでよく、プレス成形やラバープレス、押し出し成形、射出成形用の成形助剤として市販されている汎用のバインダを用いることができる。具体的には、アクリル樹脂、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、メタクリル樹脂、ウレタン樹脂、ブチルメタアクリレート、ビニル系の共重合物等を用いることができる。   Here, the organic binder may be one that can bind inorganic particles, and a general-purpose binder marketed as a molding aid for press molding, rubber press, extrusion molding, or injection molding can be used. Specifically, acrylic resin, ethyl cellulose, polyvinyl butyral, methacrylic resin, urethane resin, butyl methacrylate, vinyl copolymer and the like can be used.

(2)前記積層工程直前の前記グリーンシートの含水率が、0.1〜5%であることを特徴とする上記(1)に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (2) The water content of the green sheet immediately before the laminating step is 0.1 to 5%, and the method for producing an ion conductive solid electrolyte according to the above (1) can be provided.

ここで、含水率は、グリーンシートの塑性や柔軟性に影響を与え、含水率が0.1%未満であると、柔軟性が著しく低下し、少しの変形に対しても、亀裂、ワレ等を生じる。例えば、シールを剥がすようにグリーンシートの数点に負荷がかかるような剥離を行えば破れが生じ易い。また、グリーンシート全面を別のフィルム等に押し付けて、キャリアフィルムを剥離する際には、亀裂が生じ易い。従って、含水率は、0.2以上がより好ましく、0.3以上が更に好ましい。一方、含水率が5%を超えると、塑性や柔軟性は高いものの、キャリアフィルムから剥離させようとすれば、容易に塑性変形し延伸してしまい、更に引っ張れば千切れてしまうおそれがある。また、グリーンシート全面を別のフィルム等に押し付けて、キャリアフィルムを剥離する際には、延伸していまい、グリーンシートの厚みが不均質になるおそれがある。従って、含水率は4.5%以下がより好ましく、4%以下が更に好ましい。   Here, the moisture content affects the plasticity and flexibility of the green sheet, and if the moisture content is less than 0.1%, the flexibility is remarkably reduced, and even a slight deformation causes cracks, cracks, etc. Produce. For example, if peeling is performed such that a load is applied to several points of the green sheet so as to peel off the seal, tearing is likely to occur. In addition, when the entire green sheet is pressed against another film or the like to peel off the carrier film, cracks are likely to occur. Therefore, the water content is more preferably 0.2 or more, and still more preferably 0.3 or more. On the other hand, if the water content exceeds 5%, the plasticity and flexibility are high, but if it is peeled off from the carrier film, it is easily plastically deformed and stretched, and if pulled further, it may be broken. In addition, when the carrier film is peeled off by pressing the entire surface of the green sheet against another film or the like, the green sheet may not be stretched, and the thickness of the green sheet may be inhomogeneous. Therefore, the moisture content is more preferably 4.5% or less, and further preferably 4% or less.

(3)前記乾燥工程と前記剥離工程の間では、温度を5〜60℃に、かつ、相対湿度を1〜50%に保持することを特徴とする上記(1)又は(2)に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (3) Between the drying step and the peeling step, the temperature is kept at 5 to 60 ° C. and the relative humidity is kept at 1 to 50%, as described in (1) or (2) above A method for producing an ion conductive solid electrolyte can be provided.

一般に、含水率は、保持される温度が上がると低下する。また、保持される環境の相対湿度が低下すると低下する。グリーンシート中の水分は、周囲環境との間で熱力学的なエネルギーに応じて、出入りする。この移動速度は、熱力学的なエネルギーと密接に関係するので、これら環境条件に大きく影響される。従って、このような温度及び湿度範囲にグリーンシートを保管することは、所定の時間所定の含水率を維持させるのに有効であると考えられる。   In general, the moisture content decreases as the retained temperature increases. Moreover, it falls when the relative humidity of the environment to hold | maintain falls. Moisture in the green sheet enters and exits according to thermodynamic energy with the surrounding environment. This moving speed is closely related to the thermodynamic energy and is greatly influenced by these environmental conditions. Therefore, it is considered that storing the green sheet in such a temperature and humidity range is effective for maintaining a predetermined moisture content for a predetermined time.

(4)前記剥離工程と前記積層工程の間では、温度を5〜60℃に、かつ、相対湿度を1〜50%に保持することを特徴とする上記(1)から(3)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (4) Any of (1) to (3) above, wherein the temperature is kept at 5 to 60 ° C. and the relative humidity is kept at 1 to 50% between the peeling step and the laminating step. The method of manufacturing the ion conductive solid electrolyte as described in 1 above can be provided.

一般に、含水率は、保持される温度が上がると低下する。また、保持される環境の相対湿度が低下すると低下する。グリーンシート中の水分は、周囲環境との間で熱力学的なエネルギーに応じて、出入りする。この移動速度は、熱力学的なエネルギーと密接に関係するので、これら環境条件に大きく影響される。従って、このような温度及び湿度範囲にグリーンシートを保管することは、所定の時間所定の含水率を維持させるのに有効であると考えられる。   In general, the moisture content decreases as the retained temperature increases. Moreover, it falls when the relative humidity of the environment to hold | maintain falls. Moisture in the green sheet enters and exits according to thermodynamic energy with the surrounding environment. This moving speed is closely related to the thermodynamic energy and is greatly influenced by these environmental conditions. Therefore, it is considered that storing the green sheet in such a temperature and humidity range is effective for maintaining a predetermined moisture content for a predetermined time.

(5)前記剥離工程及び前記積層工程において、前記塗膜及び前記グリーンシートが露点を越える温度で保持されることを特徴とする上記(3)又は(4)に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (5) The ion conductive solid electrolyte according to (3) or (4) above, wherein in the peeling step and the laminating step, the coating film and the green sheet are held at a temperature exceeding a dew point. A method of manufacturing can be provided.

一般に、露点では、水蒸気を含む空気を冷却したとき、凝結が始まる。従って、それ以下の温度で保持すると、グリーンシート等の部材の表面に露結するおそれがあり、液体としての水がグリーンシート表面に付着すると、グリーンシートの特性を劣化させるおそれがある。故に、グリーンシートは、露点温度以上に保持することが好ましい。   Generally, at the dew point, condensation begins when air containing water vapor is cooled. Therefore, if it is kept at a temperature lower than that, there is a risk of condensation on the surface of a member such as a green sheet, and if water as a liquid adheres to the surface of the green sheet, the characteristics of the green sheet may be deteriorated. Therefore, it is preferable to keep the green sheet above the dew point temperature.

(6)前記グリーンシートの厚みが1〜100μmであることを特徴とする上記(1)から(5)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (6) The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (5) above, wherein the green sheet has a thickness of 1 to 100 μm.

ここでグリーンシートは均一な厚みに形成することが望ましい。グリーンシート積層体を作製するのが容易であるからである。また、作製されたグリーンシート積層体を焼成する際に、加熱が均一に行われ易くなり、積層体の各層の反りや層間での剥離が生じ難いと考えられるからである。そして、気孔率が20vol%以下と、緻密な電解質層を得ることができる。より具体的には、1枚のグリーンシート内においてその厚みの最大値から最小値を引いた差が、シート全体の厚みの平均値の20%以下であることが好ましい。また、最大値が平均値の+10%以下であることが好ましい。最小値が平均値の−10%以上であることが好ましい。   Here, it is desirable to form the green sheet with a uniform thickness. This is because it is easy to produce a green sheet laminate. Moreover, when the produced green sheet laminated body is baked, it becomes easy to perform heating uniformly, and it is considered that warpage of each layer of the laminated body and peeling between the layers hardly occur. A dense electrolyte layer with a porosity of 20 vol% or less can be obtained. More specifically, the difference obtained by subtracting the minimum value from the maximum value of the thickness in one green sheet is preferably 20% or less of the average value of the thickness of the entire sheet. Moreover, it is preferable that the maximum value is + 10% or less of the average value. The minimum value is preferably −10% or more of the average value.

ここでは、最大値及び最小値を用いているが、測定エラー等により、異常値となる場合もある。そのため、異常値を排除する工夫をすることが好ましい。例えば、このような最大値や最小値を求めるため所定の数の厚みデータを取得する場合、更に2点の厚さデータを取り、その中の最大値及び最小値を削除して、残りのデータだけで算術平均値、最大値、最小値を求めてもよい。或いは、測定終了後全データを解析し、異常値を取り除くプロセスを加えてから、最大値及び最小値等を求めるようにしてもよい。ここで、例えば測定した全データで平均を取った場合、その平均値から、+50%を超えるもの、若しくは、−50%より小さいものを異常値とすることができる。   Here, the maximum value and the minimum value are used, but an abnormal value may occur due to a measurement error or the like. Therefore, it is preferable to devise a method for eliminating abnormal values. For example, when obtaining a predetermined number of thickness data in order to obtain such maximum and minimum values, two more thickness data are taken, the maximum and minimum values are deleted, and the remaining data The arithmetic average value, the maximum value, and the minimum value may be obtained by just using the above. Alternatively, the maximum value and the minimum value may be obtained after analyzing all data after the measurement is completed and adding a process of removing abnormal values. Here, for example, when taking an average of all measured data, an average value exceeding + 50% or less than −50% can be set as an abnormal value.

積層される各グリーンシートの厚みは、分散媒の揮発が容易となるように、100μm以下が好ましく、90μm以下がより好ましく、80μm以下が最も好ましい。一方、あまり薄くしすぎると生産性や機械的強度が低下するので、各グリーンシートの厚みは0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、3μm以上が最も好ましい。グリーンシートの厚みは、例えばシートの上面若しくは下面において、ランダムに選択される複数の地点の厚みを膜厚計で計測することができる。選択される地点は、予め均等に割当てられたもの(例えば、均等に分けられた縦横の格子によるグリッド点等。但しシートの縁から縦若しくは横の長さの5%のところはだれるおそれがあるので除く。)であってもよい。   The thickness of each green sheet to be laminated is preferably 100 μm or less, more preferably 90 μm or less, and most preferably 80 μm or less so that the dispersion medium can be easily volatilized. On the other hand, if the thickness is too thin, productivity and mechanical strength are reduced, and therefore the thickness of each green sheet is preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, and most preferably 3 μm or more. As for the thickness of the green sheet, for example, the thickness of a plurality of points selected at random on the upper surface or lower surface of the sheet can be measured with a film thickness meter. The selected points are pre-assigned evenly (for example, grid points by equally divided vertical and horizontal grids, etc. However, there is a possibility that the vertical or horizontal length of the sheet will be 5% from the edge of the sheet. It may be excluded.)

(7)前記乾燥工程を経た前記グリーンシートを少なくとも2枚積層して所定の圧力で加圧して積層体を作製する積層工程を更に含むことを特徴とする上記(1)から(6)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (7) Any of the above (1) to (6), further comprising a laminating step of laminating at least two of the green sheets that have undergone the drying step and pressurizing them at a predetermined pressure to produce a laminate. It is possible to provide a method for producing the ion conductive solid electrolyte according to the above.

本明細書において、グリーンシートには、固体電解質となる固体電解質用グリーンシートを含んでよく、グリーンシート積層体には、固体電解質用グリーンシートの積層体を含んでよい。また、熱処理によって固体電解質層となるとは、グリーンシート積層体を後述する焼成することにより固体電解質層として機能可能なものにすること含むことができる。例えば、所定のイオン伝導性を有するものとなることである。   In the present specification, the green sheet may include a solid electrolyte green sheet to be a solid electrolyte, and the green sheet laminate may include a solid electrolyte green sheet laminate. Moreover, it becomes that it becomes what can function as a solid electrolyte layer by baking the green sheet laminated body mentioned later to become a solid electrolyte layer by heat processing. For example, it has predetermined ion conductivity.

積層工程では、特に加圧することなく、複数のグリーンシートを順に積み重ねてよい。重ねられた仮積層体は、圧接工程において、加圧と同時に加熱されてよい。グリーンシートは、例えば、キャリアフィルム上に塗布されてもよく、通常は、室温で放置して分散媒(例えば水)等を揮発させる。また、分散媒は表面となる上面から揮発するのが主であるので、上部は分散媒が比較的少ない。電解質成分は、例えば、リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスであり、バインダは、可塑性のある有機物であり、分散媒は、例えば水である。従って、前者の場合は、下面近傍(下部)は比較的硬く、上面近傍(上部)は比較的柔軟である。しかしながら、後者の場合は、逆に、下面近傍(下部)は比較的柔軟であり、上面近傍(上部)は比較的硬い。そのため、積層工程では、これらの特性を十分に把握して行うことが好ましく、例えば、硬い面に柔軟な面を接触させ圧縮させると比較的密着性が向上すると考えられる。従って、グリーンシートをキャリアフィルム上で乾燥させた場合、あるグリーンシートの上面の上に、別のグリーンシートのキャリアフィルムと接していた下面を載せる積み重ねが好ましい。   In the stacking step, a plurality of green sheets may be stacked in order without particularly applying pressure. The stacked temporary laminates may be heated simultaneously with pressurization in the press-contacting step. The green sheet may be coated on a carrier film, for example, and is usually left at room temperature to volatilize a dispersion medium (for example, water). Further, since the dispersion medium is mainly volatilized from the upper surface, which is the surface, the upper part has relatively little dispersion medium. The electrolyte component is, for example, lithium ion conductive glass ceramics, the binder is a plastic organic material, and the dispersion medium is, for example, water. Therefore, in the former case, the vicinity of the lower surface (lower part) is relatively hard, and the vicinity of the upper surface (upper part) is relatively flexible. However, in the latter case, conversely, the vicinity of the lower surface (lower part) is relatively flexible and the vicinity of the upper surface (upper part) is relatively hard. Therefore, it is preferable to sufficiently grasp these characteristics in the laminating step. For example, it is considered that the adhesion is relatively improved when a soft surface is brought into contact with a hard surface and compressed. Therefore, when the green sheet is dried on the carrier film, it is preferable to stack the lower surface of the other green sheet that is in contact with the carrier film on the upper surface of the green sheet.

(8)前記積層工程において、前記積層体の厚みを10〜1000μmとすることを特徴とする上記(1)から(7)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (8) The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (7) above, wherein in the laminating step, the thickness of the laminate is 10 to 1000 μm. .

各グリーンシートを積層した積層体の厚みは、脱脂工程において短時間で安定的にバインダを除去できるように1000μm以下が好ましく、750μm以下がより好ましく、500μm以下が最も好ましい。一方あまり薄くしすぎると焼成後のハンドリングが悪くなるので10μm以上が好ましく、15μm以上がより好ましく、20μm以上が最も好ましい。   The thickness of the laminate in which each green sheet is laminated is preferably 1000 μm or less, more preferably 750 μm or less, and most preferably 500 μm or less so that the binder can be stably removed in a short time in the degreasing step. On the other hand, if the thickness is too thin, handling after firing becomes poor, so 10 μm or more is preferable, 15 μm or more is more preferable, and 20 μm or more is most preferable.

(9)前記積層工程において、積層するときの加圧時間が5秒以上であることを特徴とする上記(1)から(8)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (9) The method for producing an ion-conducting solid electrolyte according to any one of (1) to (8) above, wherein in the laminating step, the pressing time when laminating is 5 seconds or more. Can be provided.

加圧時間は、十分な密着性を与えるために、5秒以上が好ましく、10秒以上がより好ましく、15秒以上が最も好ましい。加圧時間が短すぎるとグリーンシート積層体が剥がれやすくなり、また密着性が不十分になるおそれがある。   The pressurization time is preferably 5 seconds or more, more preferably 10 seconds or more, and most preferably 15 seconds or more in order to provide sufficient adhesion. If the pressurization time is too short, the green sheet laminate tends to be peeled off and the adhesion may be insufficient.

グリーンシート積層体を加圧し各グリーンシート同士を圧接する圧接工程には、均一に圧力を加えるためにグリーンシート積層体の表面全体を同時に均一な圧力で加圧することができる手段を用いることが望ましい。例えば、一軸プレス、等方圧プレス等を用いることができる。一軸プレスは、ピストンで押すため上面に最大圧縮応力が生じやすく、また、ピストンの先端面面積が小さいと、グリーンシート積層体上面全体を均一に加圧することが難しい。そのため、等方圧プレスを用いることが好ましい。等方圧プレスでは、圧力媒体が水等の流体であるので、加温は、これらの圧力媒体を所定の温度に加熱して行うことができる。また、グリーンシート積層体は、比較的平らなシートであるが、ブロック形状と言えるまで、厚みが増した場合は、静水圧は側面にも均等にかかる。側面を押す力は、シートの層間を押付けないので密着に貢献せず、むしろ層間剥離を促すおそれがあり好ましくない。従って、厚みは、縦横長さに比べて十分小さいことが好ましい。例えば、厚みが縦横長さの最も短い一辺の25%以下であり、より好ましくは、20%以下であり、最も好ましくは、15%以下である。また、グリーンシート積層体は、比較的柔軟な可撓性のあるシートであるので、グリーンシート積層体のシート面以上の大きさの剛性のある板状部材によって、グリーンシート積層体の両側から挟むことが好ましい。   In the press-contacting step of pressing the green sheet laminate and pressing the green sheets together, it is desirable to use means capable of simultaneously pressing the entire surface of the green sheet laminate with a uniform pressure in order to apply a uniform pressure. . For example, a uniaxial press, an isotropic pressure press, or the like can be used. In the uniaxial press, the maximum compression stress is likely to be generated on the upper surface because it is pressed by the piston, and when the tip end surface area of the piston is small, it is difficult to uniformly press the entire upper surface of the green sheet laminate. Therefore, it is preferable to use an isotropic pressure press. In the isotropic press, since the pressure medium is a fluid such as water, the heating can be performed by heating the pressure medium to a predetermined temperature. Moreover, although a green sheet laminated body is a comparatively flat sheet | seat, when it increases in thickness until it can be said that it is a block shape, a hydrostatic pressure is equally applied also to a side surface. The pressing force on the side surface is not preferable because it does not press between the layers of the sheet and does not contribute to adhesion, but rather may promote delamination. Therefore, it is preferable that the thickness is sufficiently smaller than the length and width. For example, the thickness is 25% or less, more preferably 20% or less, and most preferably 15% or less of the shortest side in the vertical and horizontal lengths. Further, since the green sheet laminate is a relatively soft and flexible sheet, the green sheet laminate is sandwiched from both sides of the green sheet laminate by a rigid plate-like member having a size larger than the sheet surface of the green sheet laminate. It is preferable.

圧接工程における最高保持圧力は、グリーンシート層間を圧接するのに十分な圧力である1MPa以上が好ましく、より好ましくは5MPa以上であり、さらに好ましくは10MPa以上である。また圧力の上限は、特にないが、あまり高すぎると工業上コストがかかり過ぎ、生産性が落ちるので、500MPa以下が好ましい。   The maximum holding pressure in the pressing step is preferably 1 MPa or more, more preferably 5 MPa or more, and further preferably 10 MPa or more, which is a pressure sufficient to press the green sheet layer. The upper limit of the pressure is not particularly limited, but if it is too high, the industrial cost is excessive and the productivity is lowered, so 500 MPa or less is preferable.

また、圧接時にグリーンシート積層体全体加熱することができるが、等方圧プレスを用いる場合は、実質的に圧力媒体の温度を加熱温度とすることができる。   Moreover, although the whole green sheet laminated body can be heated at the time of press-contact, when using an isotropic pressure press, the temperature of a pressure medium can be made into heating temperature substantially.

この温度は、グリーンシート積層体の各層間を十分に接着できる温度が好ましい。例えば、15〜99℃が好ましく、20〜90℃がより好ましく、25〜85℃が最も好ましい。この温度が低いと、バインダ成分が十分に軟化しないおそれがある。逆に、圧着の温度が高すぎるとグリーンシートに含まれるバインダや溶媒などが気化し体積による内部気孔破裂のようなことが生じるおそれがある。   This temperature is preferably a temperature at which the respective layers of the green sheet laminate can be sufficiently bonded. For example, it is preferably 15 to 99 ° C, more preferably 20 to 90 ° C, and most preferably 25 to 85 ° C. If this temperature is low, the binder component may not be sufficiently softened. On the other hand, if the temperature for pressure bonding is too high, the binder, solvent, etc. contained in the green sheet may vaporize, which may cause internal pore rupture due to volume.

(10)前記積層工程において、積層する前記グリーンシートの比重は1.1〜2.4であることを特徴とする上記(1)から(9)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (10) In the laminating step, the specific gravity of the green sheet to be laminated is 1.1 to 2.4. The ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (9), A method of manufacturing can be provided.

グリーンシートの比重は、1.1〜2.4が好ましく、1.2〜2.3がより好ましく、1.3〜2.2が最も好ましい。比重が大きすぎると、緻密になりすぎて焼成工程においてバインダが除去されにくくなるおそれがある。逆に比重が小さすぎると焼成後に緻密な固体電解質が得られないおそれがある。また、グリーンシートの比重は、X線式膜圧計と天秤によって測定することができる。   The specific gravity of the green sheet is preferably 1.1 to 2.4, more preferably 1.2 to 2.3, and most preferably 1.3 to 2.2. If the specific gravity is too large, it may become too dense and it may be difficult to remove the binder in the firing step. On the other hand, if the specific gravity is too small, a dense solid electrolyte may not be obtained after firing. The specific gravity of the green sheet can be measured with an X-ray film pressure gauge and a balance.

(11)前記スラリー製造工程において、前記無機化合物粒子は、ガラス又はガラスセラミックスを含むことを特徴とする上記(1)から(10)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (11) The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (10), wherein in the slurry production step, the inorganic compound particles include glass or glass ceramics. Can be provided.

ここでガラスセラミックスとは、ガラスを熱処理することによりガラス相中に結晶相を析出させて得られる材料を含むことができる。非晶質固体と結晶からなる材料を含んでもよい。前記結晶析出は、例えば、結晶の核の生成後に十分成長して結晶層が形成されると、X線回折法等により検出可能である。更に、ガラスセラミックスは、空孔がほとんど無いとき、ガラス相すべてを結晶相に相転移させたもの、すなわち、結晶量が100質量%(結晶化度100%)のものを含むことができる。一般に、溶融し難いセラミックスは、結晶粒子間の空孔や結晶粒界が、焼結後にも残存しがちである。しかるに、ここでいうガラスセラミックスは、母ガラスから結晶が析出するので、空孔や結晶粒界を残存しないようにすることもできる。結晶粒子間の空孔や結晶粒界によりイオン伝導は著しく抑制されるので、セラミックスの場合、イオン伝導性は、結晶粒子自体の伝導性よりもかなり低いと考えられる。ガラスセラミックスは結晶化工程の制御により結晶間のイオン伝導度の低下を抑えることができるので、全体として結晶粒子と同程度のイオン伝導性を保つことができる。熱処理することによりガラス相中にリチウムイオン伝導性の結晶相が析出するものであれば、前記無機粒子はガラスでも良い。このガラスはグリーンシートの焼結時にガラスセラミックスとなる。   Here, the glass ceramics can include a material obtained by precipitating a crystal phase in a glass phase by heat-treating the glass. A material composed of an amorphous solid and a crystal may be included. The crystal precipitation can be detected by, for example, an X-ray diffraction method or the like when a crystal layer is formed by sufficient growth after generation of crystal nuclei. Furthermore, the glass ceramics can include those in which all of the glass phase is phase-transformed into a crystalline phase when there are almost no vacancies, that is, those having a crystal content of 100% by mass (crystallinity of 100%). In general, ceramics that are difficult to melt tend to have vacancies and crystal grain boundaries between crystal grains remaining after sintering. However, in the glass ceramic here, since crystals are precipitated from the mother glass, it is possible to prevent vacancies and grain boundaries from remaining. Since ionic conduction is remarkably suppressed by vacancies and grain boundaries between crystal grains, in the case of ceramics, the ionic conductivity is considered to be considerably lower than the conductivity of the crystal grains themselves. Since glass ceramics can suppress a decrease in ionic conductivity between crystals by controlling the crystallization process, the ionic conductivity of the same degree as that of crystal particles can be maintained as a whole. The inorganic particles may be glass as long as a lithium ion conductive crystal phase is precipitated in the glass phase by heat treatment. This glass becomes glass ceramics when the green sheet is sintered.

(12)前記スラリー製造工程において、前記無機化合物粒子は熱処理することによりリチウムイオン伝導性を発現するガラスを含むことを特徴とする上記(1)から(11)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (12) In the slurry production step, the inorganic compound particles include glass that exhibits lithium ion conductivity by heat treatment, and the ion conductivity according to any one of (1) to (11) above A method for producing a solid electrolyte can be provided.

前記無機化合物粒子を構成するガラスとは、熱処理することによりリチウムイオン伝導性の結晶を析出するガラスを意味してよい。グリーンシート中のこれらのガラスが焼結時に個々の粉体が一体となると共にリチウムイオン伝導性の結晶が析出してリチウムイオン伝導性を発現し、緻密で高いリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を得ることができる。このようなガラスとしてはLi1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)の結晶を析出するLiO−Al−TiO−SiO−P系の組成を有するガラスや、LiPS、Li、LiPS等の結晶を析出する硫化物系のガラスがある。 The glass constituting the inorganic compound particles may mean a glass that precipitates lithium ion conductive crystals by heat treatment. When these glasses in the green sheet are sintered, the individual powders are united, and lithium ion conductive crystals are deposited to express lithium ion conductivity. Thus, a solid electrolyte having high density and high lithium ion conductivity is obtained. Obtainable. As such a glass Li 1 + x + z M x (Ge 1-y Ti y) 2-x Si z P 3-z O 12 ( where, 0 ≦ x ≦ 0.8,0 ≦ y ≦ 1.0,0 ≦ a glass having a Li 2 O—Al 2 O 3 —TiO 2 —SiO 2 —P 2 O 5 -based composition for precipitating crystals of z ≦ 0.6, one or more selected from M = Al and Ga, There are sulfide-based glasses that precipitate crystals such as Li 7 PS 6 , Li 4 P 2 S 6 , and Li 3 PS 4 .

(13)前記ガラスは酸化物基準のmol%表示で、
LiO 10〜25%、及び
Al及び/又はGa 0〜15%、及び
TiO及び/又はGeO 25〜50%、及び
SiO 0〜15%、及び
26〜40%
の各成分を含有することを特徴とする上記(12)に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。
(13) The glass is expressed in mol% based on oxide,
Li 2 O 10-25%, and Al 2 O 3 and / or Ga 2 O 3 0-15%, and TiO 2 and / or GeO 2 25-50%, and SiO 2 0-15%, and P 2 O 5 26-40%
It is possible to provide a method for producing an ion conductive solid electrolyte as described in (12) above, wherein

上記組成のガラスは熱処理することにより、Li1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)であり結晶が析出し高いリチウムイオン伝導性を有する。 The glass having the above composition is subjected to heat treatment to produce Li 1 + x + z M x (Ge 1−y Ti y ) 2−x Si z P 3−z O 12 (where 0 ≦ x ≦ 0.8, 0 ≦ y ≦ 1. 0, 0 ≦ z ≦ 0.6, M = one or more selected from Al and Ga), and crystals are deposited to have high lithium ion conductivity.

上記の組成を有するガラスを粉体をスラリー中に含ませる場合は水性の溶媒が高分散の点で好ましく、この場合は特に剥離工程直後、及び積層工程直前の含水率を上述の範囲とすることで安定した剥離、積層が可能となる。   When the glass having the above composition is included in the slurry, the aqueous solvent is preferable in terms of high dispersion, and in this case, the water content immediately after the peeling step and immediately before the laminating step should be within the above range. Enables stable peeling and lamination.

(14)前記スラリー製造工程において、前記無機化合物粒子は、リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスであることを特徴とする上記(1)から(13)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (14) In the slurry manufacturing process, the inorganic compound particles are lithium ion conductive glass ceramics, and the ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (13) is manufactured. Can provide a method.

上記リチウムイオン伝導性のガラスセラミックスとしては、LiPS、Li、LiPS等の硫化物系の結晶を有するガラスセラミックスやLi1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)の結晶を有するガラスセラミックスが例示される。とくにLi1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)の結晶は化学的安定性が高いため好ましい。 Examples of the lithium ion conductive glass ceramics include glass ceramics having sulfide crystals such as Li 7 PS 6 , Li 4 P 2 S 6 , Li 3 PS 4, and Li 1 + x + z M x (Ge 1-y Ti y 2-x Si z P 3-z O 12 (where 0 ≦ x ≦ 0.8, 0 ≦ y ≦ 1.0, 0 ≦ z ≦ 0.6, M = Al, Ga, one or more selected from Glass ceramics having a crystal of In particular Li 1 + x + z M x (Ge 1-y Ti y) 2-x Si z P 3-z O 12 ( where, 0 ≦ x ≦ 0.8,0 ≦ y ≦ 1.0,0 ≦ z ≦ 0.6 , M = Al or one selected from Al and Ga) is preferable because of its high chemical stability.

また、上記結晶はイオン伝導を阻害する結晶粒界を含まない結晶であるとイオン伝導の点で有利であるが、特にガラスセラミックスは、イオン伝導を妨げる空孔や結晶粒界をほとんど有しないため、イオン伝導性が高くかつ化学的な安定性に優れるため、セラミックス等と比較して好ましい。また、ガラスセラミックス以外で、イオン伝導を妨げる空孔や結晶粒界をほとんど有しない材料として、上記結晶の単結晶が挙げられるが、これは製造が難しくコストが高い。製造の容易性やコストの観点でもリチウムイオン伝導性のガラスセラミックスは有利である。   In addition, it is advantageous in terms of ion conduction that the crystal does not include a crystal grain boundary that impedes ion conduction, but glass ceramics in particular have almost no vacancies or crystal grain boundaries that impede ion conduction. In view of high ion conductivity and excellent chemical stability, it is preferable compared to ceramics and the like. In addition to glass ceramics, examples of a material that has almost no vacancies or crystal grain boundaries that hinder ion conduction include single crystals of the above crystals, which are difficult to manufacture and expensive. Lithium ion conductive glass ceramics are also advantageous from the viewpoint of ease of production and cost.

ここで、リチウムイオン伝導性とはリチウムイオン伝導度が25℃において1×10-8S・cm-1以上の値を示すことを言う。また、イオン伝導を妨げる空孔や結晶粒界とは、リチウムイオン伝導性の結晶を含む無機物質全体の伝導度を該無機物質中のリチウムイオン伝導性結晶そのものの伝導度に対し、1/10以下へ減少させる空孔や結晶粒界等のイオン伝導性阻害物質を指す。 Here, lithium ion conductivity means that the lithium ion conductivity shows a value of 1 × 10 −8 S · cm −1 or more at 25 ° C. Further, vacancies and grain boundaries that hinder ion conduction mean that the conductivity of the entire inorganic substance including lithium ion conductive crystals is 1/10 of the conductivity of the lithium ion conductive crystals themselves in the inorganic substance. It refers to ionic conductivity inhibitors such as vacancies and grain boundaries that decrease below.

(15)前記スラリー製造工程において、前記無機化合物粒子は、リチウムイオン伝導性セラミックスであることを特徴とする上記(1)から(13)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (15) The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (13), wherein in the slurry production step, the inorganic compound particles are lithium ion conductive ceramics. Can provide.

(16)前記無機化合物粒子は、Li1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)の結晶を含有することを特徴とする上記(14)又は(15)に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (16) The inorganic compound particles include Li 1 + x + z M x (Ge 1-y Ti y ) 2−x Si z P 3−z O 12 (however, 0 ≦ x ≦ 0.8, 0 ≦ y ≦ 1.0). , 0 ≦ z ≦ 0.6, one or more selected from M = Al and Ga). The ion-conductive solid electrolyte according to (14) or (15) is manufactured. Can provide a method.

リチウムイオン伝導性セラミックスとしては、LiN、LISICON類、La0.55Li0.35TiOなどのリチウムイオン伝導性を有するペロブスカイト構造を有する結晶や、NASICON型構造を有するLiTi12などの結晶を有するセラミックスが上げられる。リチウムイオン伝導性や化学的安定性、コストなどの面からはLi1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)の結晶を有するセラミックスが好ましい。 Examples of lithium ion conductive ceramics include crystals having a perovskite structure having lithium ion conductivity such as LiN, LISICON, La 0.55 Li 0.35 TiO 3, and LiTi 2 P 3 O 12 having a NASICON type structure. Ceramics having the following crystals are raised. From the viewpoint of lithium ion conductivity, chemical stability, cost, etc., Li 1 + x + z M x (Ge 1-y Ti y ) 2−x Si z P 3−z O 12 (however, 0 ≦ x ≦ 0.8, Ceramics having a crystal of 0 ≦ y ≦ 1.0, 0 ≦ z ≦ 0.6, and one or more selected from M = Al and Ga are preferable.

(17)更に前記積層体を500℃〜1200℃で熱処理する工程を含むことを特徴とする上記(3)、(6)、(8)、(10)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法を提供できる。 (17) The ion conductive solid according to any one of (3), (6), (8), and (10) above, further comprising a step of heat-treating the laminate at 500 ° C. to 1200 ° C. A method for producing an electrolyte can be provided.

上記熱処理工程は脱脂工程と焼結工程を含むことができる。脱脂工程とはグリーンシート積層体を高温で処理し、構成する無機物以外の有機バインダ等の成分をガス化してグリーンシート積層体から排出する工程である。焼結工程とは脱脂工程より高温でグリーンシート積層体を処理することにより、グリーンシート積層体を構成する無機物の粒子を焼結結合させる工程である。脱脂工程及び焼結工程のいずれにおいても炉内の雰囲気を一定に保つため、排気を行うことが好ましい。焼成工程はガス炉、マイクロ波炉などの公知の焼成炉を用いることができるが、環境・炉内温度分布・コストなどの理由から電気炉を用いることが好ましい。   The heat treatment step can include a degreasing step and a sintering step. A degreasing process is a process of processing a green sheet laminated body at high temperature, gasifying components, such as organic binders other than the inorganic substance to comprise, and discharging | emitting from a green sheet laminated body. The sintering step is a step of sintering and bonding inorganic particles constituting the green sheet laminate by treating the green sheet laminate at a higher temperature than the degreasing step. In any of the degreasing step and the sintering step, it is preferable to perform exhaust in order to keep the atmosphere in the furnace constant. Although a known firing furnace such as a gas furnace or a microwave furnace can be used for the firing step, it is preferable to use an electric furnace for reasons such as environment, temperature distribution in the furnace, and cost.

(18)上記(1)から(17)のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法により製造された固体電解質を含むことを特徴とする電池を提供できる。 (18) A battery comprising the solid electrolyte produced by the method for producing an ion conductive solid electrolyte according to any one of (1) to (17) can be provided.

以上のように、グリーンシートの製造工程において、機械的ストレスが高いキャリアフィルムの剥離工程及びグリーンシートの積層工程に特に着目するので、ストレスに対抗する好ましい機械的抵抗力を十分把握でき、乾燥工程後のセラミックグリーンシートの水の含有量を所定の範囲内とすることにより、乾燥工程や積層体の脱バインダ工程や焼成工程における欠陥防止のためとは異なる機械的特性を得ることができる。   As described above, in the manufacturing process of the green sheet, since it pays special attention to the carrier film peeling process and the green sheet laminating process with high mechanical stress, it is possible to sufficiently grasp the preferable mechanical resistance against the stress, and the drying process. By setting the water content of the subsequent ceramic green sheet within a predetermined range, it is possible to obtain mechanical characteristics different from those for preventing defects in the drying process, the debinding process of the laminate, and the firing process.

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施例について詳しく説明するが、以下の記載は、本発明の実施例を説明するためになされるもので、本発明がこれらの実施例に限定されるものではない。また、同一若しくは同種類の要素については、同一若しくは関連性のある符号を用い、重複する説明は省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the following description is made for explaining the embodiments of the present invention, and the present invention is limited to these embodiments. It is not a thing. The same or the same type of elements are denoted by the same or related symbols, and redundant description is omitted.

図1は、本発明の実施例に関し、無機化合物粉末及び有機バインダを含むイオン伝導性固体電解質を製造する方法において、スラリーをキャリアフィルムへ塗布して塗膜を作製する工程と、該塗膜を乾燥させグリーンシートを作製する工程とを行うライン10の模式図である。ドクターブレード12より、キャリアフィルム巻体14から繰り出されたものであって、搬送ローラ18で搬送されるキャリアフィルム16の上に塗膜19を塗布する。このドクターブレードの模式図を図2に示す。ドクターブレードのスラリーダム13に貯留されたスラリーが、開口15より出てキャリアフィルム16上に塗布される。次に、この塗膜19は、乾燥炉20に運ばれ、その中で乾燥される。グリーンシートに亀裂、反り、波打ちが発生したり、溶剤が急激に蒸発して、グリーンシートに突沸痕が生じたり、クラックが発生したりすることを防ぐために乾燥炉20での乾燥は2段階で行われ、40℃〜60℃で一次乾燥を行い、80℃〜120℃で2次乾燥を行うことが好ましい。また、剥離工程直後、及び積層工程直前の含水率を所望の値に調整しやすくするために、乾燥工程は前記温度範囲で行うことが好ましい。その後、乾燥されたグリーンシートはキャリアフィルム16と共にドラム22に巻き取られる。図3に示すように、このドラム22のキャリアフィルム16付グリーンシートは、ライン外で一部展開され、試料部24のところがサンプリングされて、切り出される。このように切り出した試料部24は、キャリアフィルム16から剥離され、カールフィッシャー方式により水分含有量が測定され、含水率が決定される。   FIG. 1 relates to an embodiment of the present invention, and in a method for producing an ion conductive solid electrolyte containing an inorganic compound powder and an organic binder, a step of applying a slurry to a carrier film to produce a coating film; It is a schematic diagram of the line 10 which performs the process of drying and producing a green sheet. A coating film 19 is applied onto the carrier film 16 that is fed from the carrier film roll 14 by the doctor blade 12 and is conveyed by the conveying roller 18. A schematic diagram of this doctor blade is shown in FIG. The slurry stored in the slurry dam 13 of the doctor blade exits from the opening 15 and is applied onto the carrier film 16. Next, the coating film 19 is transported to a drying furnace 20 and dried therein. Drying in the drying oven 20 is performed in two stages in order to prevent cracks, warpage, undulations in the green sheet, or sudden evaporation of the solvent, causing bump marks or cracks in the green sheet. It is preferable that primary drying is performed at 40 ° C to 60 ° C and secondary drying is performed at 80 ° C to 120 ° C. Moreover, in order to make it easy to adjust the water content immediately after the peeling step and immediately before the laminating step to a desired value, the drying step is preferably performed within the above temperature range. Thereafter, the dried green sheet is wound around the drum 22 together with the carrier film 16. As shown in FIG. 3, the green sheet with the carrier film 16 of the drum 22 is partially developed outside the line, and the sample portion 24 is sampled and cut out. The sample part 24 cut out in this way is peeled off from the carrier film 16, the water content is measured by the Karl Fischer method, and the water content is determined.

尚、図中明記されていないが、乾燥炉21を出てから、グリーンシート18は、温度を5〜60℃に、かつ、相対湿度を1〜50%に保持された環境でベルト24、36上を搬送される。また、同環境下で、キャリアフィルム付グリーンシートは、ドラム22に巻き取られる。そして、巻き取られたキャリアフィルム付グリーンシートを、同環境下で保存する。   Although not clearly shown in the figure, after leaving the drying furnace 21, the green sheets 18 are belts 24, 36 in an environment in which the temperature is maintained at 5 to 60 ° C. and the relative humidity is maintained at 1 to 50%. Carried over. Under the same environment, the green sheet with a carrier film is wound around the drum 22. And the wound green sheet with a carrier film is preserve | saved under the same environment.

[実施例]
(固体電解質用グリーンシートの作製)
原料としてHPO、Al(PO、LiCO、SiO、TiOを使用し、これらを酸化物換算のmol%でPを33.8%、Alを7.6%、LiOを14.5%、TiOを41.3%、SiOを2.8%といった組成になるように秤量して均一に混合した後に、白金ポットに入れ、電気炉中1450℃でガラス融液を撹拌しながら3時間加熱熔解した。その後、ガラス融液を流水中に滴下させることにより、フレーク状のガラスを得た。
[Example]
(Preparation of green sheet for solid electrolyte)
H 3 PO 4 , Al (PO 3 ) 3 , Li 2 CO 3 , SiO 2 , and TiO 2 are used as raw materials, and these are mol% in terms of oxide, 33.8% of P 2 O 5 and Al 2 O. 3 was 7.6%, Li 2 O was 14.5%, TiO 2 was 41.3%, and SiO 2 was 2.8%. The glass melt was heated and melted for 3 hours at 1450 ° C. in an electric furnace while stirring. Thereafter, the glass melt was dropped into running water to obtain flaky glass.

得られたガラスフレークをボールミルで粉砕、分級し、平均粒径1.1μmのガラス微粒子を得た。更にエタノールによる湿式ビーズミルを用いて微粉砕し、そのスラリーを更にスプレードライで乾燥させることで平均粒径0.5μmのガラス微粒子を得た。   The obtained glass flakes were pulverized and classified by a ball mill to obtain glass fine particles having an average particle diameter of 1.1 μm. Further, the mixture was finely pulverized using a wet bead mill using ethanol, and the slurry was further dried by spray drying to obtain glass microparticles having an average particle size of 0.5 μm.

このガラス微粒子と水に分散させたバインダとしてアクリル樹脂に分散剤を添加してボールミルにて48h攪拌してスラリーを調製した。このときのスラリーに含まれるガラス微粒子は61.5質量%で、アクリル樹脂は11.0質量%とした。   As a binder dispersed in the glass fine particles and water, a dispersant was added to an acrylic resin and stirred for 48 hours with a ball mill to prepare a slurry. The glass fine particles contained in the slurry at this time were 61.5 mass%, and the acrylic resin was 11.0 mass%.

得られたスラリーを図1のドクターブレードにより離型処理を施したPETフィルム上に厚み40μmの塗膜として成形し、40℃にて一次乾燥させた。また、乾燥炉において、40〜60℃の範囲にて一次乾燥させ、乾燥炉において、80〜120℃の範囲にて二次乾燥を行い、グリーンシートを得た。ここで、乾燥炉を出た直後のグリーンシートからサンプリングしグリーンシート内の含水量をカールフィッシャー法により200℃で測定したところ、含水率が2.3%であった。   The obtained slurry was molded as a 40 μm-thick coating film on a PET film that had been subjected to a release treatment with the doctor blade of FIG. 1, and was primarily dried at 40 ° C. Moreover, primary drying was performed in the range of 40-60 degreeC in a drying furnace, and secondary drying was performed in the range of 80-120 degreeC in the drying furnace, and the green sheet was obtained. Here, sampling was performed from the green sheet immediately after leaving the drying furnace, and the water content in the green sheet was measured at 200 ° C. by the Karl Fischer method. The water content was 2.3%.

上記乾燥炉を出たグリーンシートは、そのまま、温度を22℃、かつ、相対湿度を30%に設定された恒温恒湿槽へ搬送され、該恒温恒湿槽内で保持され、所定長さで裁断された後PETフィルムからの剥離が行われた。このときグリーンシートは破れや延伸といった不具合は確認されなかった。剥離工程後、抜取で再度グリーンシート内の含水量をカールフィッシャー法により200℃で測定したところ含水率は1.9〜2.0%であった。ここで、同ロットのグリーンシートから同サイズに切り出し8枚重ねたものを離型処理を施したPETフィルムにて挟み静水圧プレスにて198MPaで加圧して積層させた。積層されたグリーンシート(以下、グリーンシート積層体)は、ワレや延伸といった不具合が確認されず、比重は1.98であった。次に、グリーンシート積層体を石英ガラス板上に載せ、電気炉にて50℃/hで昇温し600℃で3h保持してバインダを除去し、50℃/hで室温まで降温し脱脂体を得た。その後、前記石英ガラス板で挟み、電気炉にて500℃まで30℃/hで昇温し、3h保持した後650℃/hで昇温し、1015℃で30min熱処理して焼結させ、その後50℃/hで室温まで降温して固体電解質を得た。得られた固体電解質のイオン伝導度を交流インピーダンス法により求めたところ、25℃で3.1×10−4S・cm−1で、空孔率は1.7%であった。 The green sheet exiting the drying furnace is directly conveyed to a constant temperature and humidity chamber set at a temperature of 22 ° C. and a relative humidity of 30%, and is held in the constant temperature and humidity chamber. After cutting, peeling from the PET film was performed. At this time, the green sheet was not found to be broken or stretched. After the peeling step, the water content in the green sheet was again measured by sampling at 200 ° C. by the Karl Fischer method. The water content was 1.9 to 2.0%. Here, the green sheets of the same lot were cut into the same size and 8 sheets were stacked and sandwiched between PET films that had been subjected to a release treatment, and pressed by a hydrostatic pressure press at 198 MPa for lamination. The laminated green sheet (hereinafter referred to as green sheet laminate) had no defects such as cracking and stretching, and the specific gravity was 1.98. Next, the green sheet laminate is placed on a quartz glass plate, heated at 50 ° C./h in an electric furnace, held at 600 ° C. for 3 h to remove the binder, and cooled to room temperature at 50 ° C./h to degrease the body. Got. After that, sandwiched between the quartz glass plates, heated to 30 ° C./h up to 500 ° C. in an electric furnace, held for 3 hours, then heated at 650 ° C./h, heat treated at 1015 ° C. for 30 minutes, sintered, The temperature was lowered to room temperature at 50 ° C./h to obtain a solid electrolyte. When the ionic conductivity of the obtained solid electrolyte was determined by an alternating current impedance method, it was 3.1 × 10 −4 S · cm −1 at 25 ° C. and the porosity was 1.7%.

ここで空孔率とは、単位体積中に含まれる空孔の割合であり、次式で表される。
空孔率(%)=(真密度−嵩密度)/真密度×100
ここで、真密度とは物質そのものの密度であり、固体電解質を構成する物質それぞれについての密度を求め、構成する物質の含有割合に基づいて計算する。これに対し、嵩密度は物体の重さを見掛けの体積で割った密度であり、空孔も含まれている密度である。嵩密度は焼成して得られた固体電解質をアルキメデス法に従って求める。
Here, the porosity is a ratio of pores contained in a unit volume, and is represented by the following formula.
Porosity (%) = (true density−bulk density) / true density × 100
Here, the true density is the density of the substance itself, and the density of each substance constituting the solid electrolyte is obtained and calculated based on the content ratio of the constituting substance. On the other hand, the bulk density is a density obtained by dividing the weight of an object by an apparent volume, and is a density including pores. The bulk density is determined according to the Archimedes method for a solid electrolyte obtained by firing.

上記実施例と同じスラリーから、同じ厚みで塗膜を形成し、種々の乾燥条件で乾燥して得たグリーンシートの平均含水率を、乾燥条件や各工程の保持条件毎にまとめ、併せて、これらのグリーンシートの評価結果を表1にまとめる。これらのグリーンシートは、上述の実験例を得るために用いたものと同一の装置により得られたものである。従って、評価結果が良ければ、上述するように、裁断や積層が行われ熱処理がされたならば、上述と同様に好ましいイオン伝導度を持つ固体電解質が得られることとなる。この表において、含水率は、有効数字2桁で計算されており、例えば、含水率が0.08%の場合は、含水率0.1%以上という基準に対して、有意な差があるものとここでは判断した。   From the same slurry as the above examples, a coating film is formed with the same thickness, and the average moisture content of the green sheet obtained by drying under various drying conditions is summarized for each drying condition and holding condition of each step, in combination, The evaluation results of these green sheets are summarized in Table 1. These green sheets were obtained by the same apparatus as that used for obtaining the above experimental example. Therefore, if the evaluation result is good, as described above, if cutting and lamination are performed and heat treatment is performed, a solid electrolyte having a preferable ionic conductivity as described above can be obtained. In this table, the moisture content is calculated with two significant digits. For example, when the moisture content is 0.08%, there is a significant difference with respect to the criterion that the moisture content is 0.1% or more. Judged here.

Figure 2010108882
Figure 2010108882

一般に、処理や作用がなされる被処理材(例えばグリーンシート)のこれらの処理や作用に対する抵抗力は、これらの処理や作用がなされる前の被処理材の特性で把握すべきであるが、今回の実験では、グリーンシートの含水率は、剥離直前で測定できなかった。しかしながら、剥離直後の含水率の結果を用いても、剥離時のグリーンシートの機械的特性を把握するのに十分であった。また、ラインの環境条件から、剥離直後のデータを用いて、剥離直前の含水率を推定することも可能である。   In general, the resistance of a material to be treated (e.g., a green sheet) to be treated or operated should be grasped by the characteristics of the material to be treated before these treatments or effects are performed. In this experiment, the moisture content of the green sheet could not be measured immediately before peeling. However, using the result of the moisture content immediately after peeling was sufficient to grasp the mechanical properties of the green sheet at the time of peeling. Moreover, it is also possible to estimate the moisture content immediately before peeling using the data immediately after peeling from the environmental conditions of the line.

この表から分かるように、含水率が0.1〜5%の範囲のもの、及び、乾燥工程から剥離工程まで、並びに、剥離工程から積層工程までの温度及び相対湿度の範囲が、5〜60℃及び1〜50%に保持されているものは、何れの評価においても良好であった。しかしながら、比較例1では、剥離で延伸し、積層でも延伸してしまった。また、比較例2では、剥離時に既にワレてしまった。そして、比較例3では、剥離で延伸し、積層工程でワレてしまった。更に、比較例4では、剥離時に既にワレてしまった。   As can be seen from this table, the water content ranges from 0.1 to 5%, and the range of temperature and relative humidity from the drying step to the peeling step, and from the peeling step to the lamination step ranges from 5 to 60. What was hold | maintained at (degreeC) and 1 to 50% was favorable in any evaluation. However, in Comparative Example 1, the film was stretched by peeling and stretched by lamination. Moreover, in the comparative example 2, it had already cracked at the time of peeling. And in the comparative example 3, it extended | stretched by peeling and it cracked in the lamination process. Furthermore, in Comparative Example 4, it was already cracked at the time of peeling.

上記の実施例からわかるように、塗膜若しくはグリーンシートの処理や保存の環境条件を整えることにより、乾燥工程後の機械的な作用に起因する欠陥(延伸、ワレ等)の生成を防止できることが明らかである。特に、機械的ストレスが高いと思われるキャリアフィルムの剥離工程での外部の機械的な力に抵抗する能力を、グリーンシートの含水率を所定の範囲とすることにより確保することができる。   As can be seen from the above examples, it is possible to prevent the generation of defects (stretching, cracking, etc.) due to the mechanical action after the drying process by adjusting the environmental conditions for the treatment and storage of the coating film or green sheet. it is obvious. In particular, the ability to resist an external mechanical force in the peeling process of the carrier film that seems to have high mechanical stress can be ensured by setting the moisture content of the green sheet within a predetermined range.

ドクターブレードによりスラリーを塗布し、その塗膜を乾燥する工程を行うラインの模式図である。It is a schematic diagram of the line which performs the process of apply | coating a slurry with a doctor blade and drying the coating film. ドクターブレードの詳細を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the detail of a doctor blade. キャリアフィルム付グリーンシートからサンプリングする様子を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically a mode that it samples from the green sheet with a carrier film.

符号の説明Explanation of symbols

10 塗布ライン
12 ドクターブレード
13 スラリーダム
16 キャリアフィルム
18 搬送ローラ
19 塗膜
20 乾燥炉
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Coating line 12 Doctor blade 13 Slurry dam 16 Carrier film 18 Conveyance roller 19 Coating film 20 Drying furnace

Claims (18)

少なくとも熱処理後にリチウムイオン伝導性を呈する無機化合物粉末及び有機バインダを含むグリーンシートを焼成してイオン伝導性固体電解質を製造する方法において、
前記無機化合物粉末及び有機バインダを混合してスラリーを作製するスラリー製造工程と、
前記スラリーをキャリアフィルムへ塗布して塗膜を作製する塗膜工程と、
塗膜を乾燥させる乾燥工程と、
前記塗膜を前記キャリアフィルムから剥離してグリーンシートを作製する剥離工程と、
前記グリーンシートを積層して積層体を作製する積層工程と、を含み、
前記剥離工程直後の前記塗膜の含水率が、0.1〜5%であることを特徴とするイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In a method for producing an ion conductive solid electrolyte by firing a green sheet containing an inorganic compound powder exhibiting lithium ion conductivity and an organic binder at least after heat treatment,
A slurry manufacturing process for preparing a slurry by mixing the inorganic compound powder and the organic binder;
A coating film step of applying the slurry to a carrier film to prepare a coating film;
A drying step for drying the coating film;
A peeling step of peeling the coating film from the carrier film to produce a green sheet;
Laminating step of laminating the green sheets to produce a laminate,
A method for producing an ion conductive solid electrolyte, wherein the water content of the coating film immediately after the peeling step is 0.1 to 5%.
前記積層工程直前の前記グリーンシートの含水率が、0.1〜5%であることを特徴とする請求項1に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein a moisture content of the green sheet immediately before the lamination step is 0.1 to 5%. 前記乾燥工程と前記剥離工程の間では、温度を5〜60℃に、かつ、相対湿度を1〜50%に保持することを特徴とする請求項1又は2に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   Between the said drying process and the said peeling process, temperature is kept at 5-60 degreeC, and relative humidity is hold | maintained at 1 to 50%, The ion conductive solid electrolyte of Claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. How to manufacture. 前記剥離工程と前記積層工程の間では、温度を5〜60℃に、かつ、相対湿度を1〜50%に保持することを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   Between the said peeling process and the said lamination | stacking process, temperature is kept at 5-60 degreeC, and relative humidity is hold | maintained at 1-50%, The ion conductivity in any one of Claim 1 to 3 characterized by the above-mentioned. A method for producing a solid electrolyte. 前記剥離工程及び前記積層工程において、前記塗膜及び前記グリーンシートが露点を越える温度で保持されることを特徴とする請求項3又は4に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   5. The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 3, wherein in the peeling step and the laminating step, the coating film and the green sheet are held at a temperature exceeding a dew point. 前記グリーンシートの厚みが1〜100μmであることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the green sheet has a thickness of 1 to 100 μm. 前記乾燥工程を経た前記グリーンシートを少なくとも2枚積層して所定の圧力で加圧して積層体を作製する積層工程を更に含むことを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   7. The ion conduction according to claim 1, further comprising a laminating step of laminating at least two green sheets that have undergone the drying step and pressurizing them at a predetermined pressure to produce a laminate. For producing a conductive solid electrolyte. 前記積層工程において、
前記積層体の厚みを10〜1000μmとすることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the lamination step,
The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein a thickness of the laminate is 10 to 1000 μm.
前記積層工程において、
積層するときの加圧時間が5秒以上であることを特徴とする請求項1から8のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the lamination step,
The method for producing an ion-conductive solid electrolyte according to any one of claims 1 to 8, wherein the pressurizing time for lamination is 5 seconds or more.
前記積層工程において、
積層する前記グリーンシートの比重は1.1〜2.4であることを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the lamination step,
10. The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the green sheet to be laminated has a specific gravity of 1.1 to 2.4.
前記スラリー製造工程において、
前記無機化合物粒子は、ガラス又はガラスセラミックスを含むことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the slurry manufacturing process,
The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the inorganic compound particles include glass or glass ceramics.
前記スラリー製造工程において、
前記無機化合物粒子は熱処理することによりリチウムイオン伝導性を発現するガラスを含むことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the slurry manufacturing process,
The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the inorganic compound particles include glass that exhibits lithium ion conductivity by heat treatment.
前記ガラスは酸化物基準のmol%表示で、
LiO 10〜25%、及び
Al及び/又はGa 0〜15%、及び
TiO及び/又はGeO 25〜50%、及び
SiO 0〜15%、及び
26〜40%
の各成分を含有することを特徴とする請求項12に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
The glass is expressed in mol% based on oxide,
Li 2 O 10-25%, and Al 2 O 3 and / or Ga 2 O 3 0-15%, and TiO 2 and / or GeO 2 25-50%, and SiO 2 0-15%, and P 2 O 5 26-40%
The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 12, comprising:
前記スラリー製造工程において、
前記無機化合物粒子は、リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスであることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the slurry manufacturing process,
The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the inorganic compound particles are lithium ion conductive glass ceramics.
前記スラリー製造工程において、
前記無機化合物粒子は、リチウムイオン伝導性セラミックスであることを特徴とする請求項1から13のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。
In the slurry manufacturing process,
The method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the inorganic compound particles are lithium ion conductive ceramics.
前記無機化合物粒子は、Li1+x+z(Ge1−yTi2−xSi3−z12(但し、0≦x≦0.8、0≦y≦1.0、0≦z≦0.6、M=Al、Gaから選ばれる一つ以上)の結晶を含有することを特徴とする請求項14又は15に記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。 The inorganic compound particles are Li 1 + x + z M x (Ge 1−y Ti y ) 2−x Si z P 3−z O 12 (where 0 ≦ x ≦ 0.8, 0 ≦ y ≦ 1.0, 0 ≦ 16. The method for producing an ion-conductive solid electrolyte according to claim 14 or 15, comprising a crystal of z ≦ 0.6 and one or more selected from M = Al and Ga. 更に前記積層体を500℃〜1200℃で熱処理する工程を含むことを特徴とする請求項3、6、8、10のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法。   Furthermore, the process of heat-processing the said laminated body at 500 degreeC-1200 degreeC is included, The method of manufacturing the ion conductive solid electrolyte in any one of Claim 3, 6, 8, 10 characterized by the above-mentioned. 請求項1から17のいずれかに記載のイオン伝導性固体電解質を製造する方法により製造された固体電解質を含むことを特徴とする電池。   A battery comprising a solid electrolyte produced by the method for producing an ion conductive solid electrolyte according to claim 1.
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