JP2013084499A - Sulfide solid battery system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sulfide solid battery system capable of preventing the battery resistance from increasing.SOLUTION: The sulfide solid battery system includes a battery unit including a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a negative electrode layer containing a negative electrode active material, and an electrolyte layer between the positive electrode layer and the negative electrode layer; voltage measuring means for measuring the voltage of the battery unit; and discharge control means for controlling the discharge so as to prevent the voltage of the battery unit measured by the voltage measuring means from falling to or below -0.5 V.

Description

本発明は、電解質に固体状の硫化物を用いた硫化物固体電池システムに関する。   The present invention relates to a sulfide solid state battery system using a solid sulfide as an electrolyte.

リチウムイオン二次電池は、他の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧での動作が可能という特徴を有している。そのため、小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されており、近年、電気自動車用やハイブリッド自動車用等、大型の動力用としての需要も高まっている。   A lithium ion secondary battery has the characteristics that it has a higher energy density than other secondary batteries and can operate at a high voltage. For this reason, it is used as a secondary battery that can be easily reduced in size and weight in information equipment such as a mobile phone, and in recent years, there is an increasing demand for large motive power such as for electric vehicles and hybrid vehicles.

リチウムイオン二次電池には、正極層及び負極層と、これらの間に配置される電解質層とが備えられ、電解質層に用いられる電解質としては、例えば非水系の液体状や固体状の物質が知られている。液体状の電解質(以下において、「電解液」という。)が用いられる場合には、電解液が正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、正極層や負極層に含有されている活物質と電解液との界面が形成されやすく、性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、難燃性である固体状の電解質(以下において、「固体電解質」という。)を用いると、上記システムを簡素化できる。それゆえ、固体電解質を含有する層(以下において、「固体電解質層」という。)が備えられる形態のリチウムイオン二次電池(以下において、「固体電池」という。)の開発が進められている。   A lithium ion secondary battery includes a positive electrode layer and a negative electrode layer, and an electrolyte layer disposed therebetween. Examples of the electrolyte used for the electrolyte layer include non-aqueous liquid and solid substances. Are known. When a liquid electrolyte (hereinafter referred to as “electrolytic solution”) is used, the electrolytic solution easily penetrates into the positive electrode layer and the negative electrode layer. Therefore, an interface between the active material contained in the positive electrode layer or the negative electrode layer and the electrolytic solution is easily formed, and the performance is easily improved. However, since the widely used electrolyte is flammable, it is necessary to mount a system for ensuring safety. On the other hand, when a solid electrolyte that is flame retardant (hereinafter referred to as “solid electrolyte”) is used, the above system can be simplified. Therefore, development of a lithium ion secondary battery (hereinafter referred to as “solid battery”) in a form provided with a layer containing a solid electrolyte (hereinafter referred to as “solid electrolyte layer”) is in progress.

このようなリチウムイオン二次電池に関する技術として、例えば特許文献1には、リチウム二次電池の単電池を複数接続した組電池を備え、リチウム二次電池の電解質を無機固体電解質とし、リチウム二次電池の過放電を防止する過放電保護手段を備えない電池モジュールが開示されている。この特許文献1には、無機固体電解質を用いることにより、過放電や転極になった後も再度充電することで正常に充放電を行うことができるので、過放電を防止する回路が不要になる旨、記載されている。   As a technology relating to such a lithium ion secondary battery, for example, Patent Document 1 includes an assembled battery in which a plurality of lithium secondary battery cells are connected, and the lithium secondary battery electrolyte is an inorganic solid electrolyte. A battery module that does not include overdischarge protection means for preventing overdischarge of the battery is disclosed. In Patent Document 1, since an inorganic solid electrolyte is used, charging and discharging can be performed normally by charging again after overdischarge or inversion, so that a circuit for preventing overdischarge is unnecessary. It is described.

特開2010−225581号公報JP 2010-225581 A

特許文献1に開示されている技術では、電圧が所定値以下になるまで放電すると、その後の電池抵抗が増大し、電池出力が低下するという問題があった。   The technique disclosed in Patent Document 1 has a problem in that when the voltage is discharged to a predetermined value or less, the subsequent battery resistance increases and the battery output decreases.

そこで本発明は、電池抵抗の増加を防止することが可能な硫化物固体電池システムを提供することを課題とする。   Then, this invention makes it a subject to provide the sulfide solid battery system which can prevent the increase in battery resistance.

本発明者は、鋭意検討の結果、硫化物固体電解質を用いた電池を、電池電圧が−0.5V以下になるまで放電すると、電池抵抗が増加することを知見した。したがって、電池電圧が−0.5V以下にならないように放電を制御することにより、電池抵抗の増加を防止することが可能になると考えられる。本発明は、当該知見に基づいて完成させた。   As a result of intensive studies, the present inventor has found that battery resistance increases when a battery using a sulfide solid electrolyte is discharged until the battery voltage becomes −0.5 V or less. Therefore, it is considered that an increase in battery resistance can be prevented by controlling the discharge so that the battery voltage does not become −0.5 V or less. The present invention has been completed based on this finding.

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段をとる。すなわち、
本発明は、正極活物質を含有する正極層及び負極活物質を含有する負極層、並びに、正極層及び負極層の間に配置された電解質層、を有する電池部と、該電池部の電圧を検出する電圧検出手段と、該電圧検出手段によって検出される電池部の電圧が−0.5V以下にならないように放電を制御する放電制御手段と、を備える硫化物固体電池システムである。
In order to solve the above problems, the present invention takes the following means. That is,
The present invention relates to a battery unit having a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a negative electrode layer containing a negative electrode active material, and an electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer, and a voltage of the battery unit. A sulfide solid state battery system comprising: voltage detection means for detecting; and discharge control means for controlling discharge so that the voltage of the battery unit detected by the voltage detection means does not become −0.5 V or less.

本発明は、電池電圧が−0.5V以下にならないように放電を制御する放電制御手段を有しているので、正極活物質と固体電解質との界面にイオン伝導を妨げる高抵抗層が形成され難い。高抵抗層の形成を抑制することにより、電池抵抗の増加を防止することが可能になる。また、電池の充電状態(SOC)が0%よりも低い状態になるまで放電することにより、一旦低下した電池の出力特性を回復させることも可能になる。   Since the present invention has a discharge control means for controlling the discharge so that the battery voltage does not become −0.5 V or less, a high resistance layer that prevents ionic conduction is formed at the interface between the positive electrode active material and the solid electrolyte. hard. By suppressing the formation of the high resistance layer, it is possible to prevent an increase in battery resistance. Further, by discharging until the state of charge (SOC) of the battery is lower than 0%, it is possible to recover the output characteristics of the battery once lowered.

また、上記本発明において、正極活物質がイオン伝導性酸化物で被覆されていることが好ましい。イオン伝導性酸化物で正極活物質が被覆されていることにより、イオン伝導を妨げる高抵抗層が形成され難くなるので、電池抵抗の増加を防止しやすくなる。   In the present invention, the positive electrode active material is preferably coated with an ion conductive oxide. Since the positive electrode active material is coated with the ion conductive oxide, it is difficult to form a high resistance layer that hinders ion conduction, and thus it is easy to prevent an increase in battery resistance.

また、上記本発明において、正極層及び電解質層の少なくとも一部に、硫化物固体電解質を備えることが好ましい。かかる形態であっても、電池抵抗の増加を防止することが可能になる。   Moreover, in the said invention, it is preferable to provide a sulfide solid electrolyte in at least one part of a positive electrode layer and an electrolyte layer. Even in such a form, it is possible to prevent an increase in battery resistance.

本発明によれば、電池抵抗の増加を防止することが可能な硫化物固体電池システムを提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the sulfide solid state battery system which can prevent the increase in battery resistance can be provided.

電池部1を説明する断面図である。2 is a cross-sectional view illustrating a battery unit 1. FIG. 硫化物固体電池システム10を説明する図である。1 is a diagram illustrating a sulfide solid state battery system 10. FIG. 直流抵抗及び反応抵抗を説明する図である。It is a figure explaining DC resistance and reaction resistance. 抵抗変化率と放電停止電圧との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between resistance change rate and a discharge stop voltage. 比較例2で得られた電池電圧と放電時間との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the battery voltage obtained by the comparative example 2, and discharge time.

以下、図面を参照しつつ、本発明について説明する。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。   The present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the form shown below is an illustration of this invention and this invention is not limited to the form shown below.

図1は、本発明の硫化物固体電池システム10に備えられている電池部1の形態を説明する断面図である。図1では、外装体の記載を省略している。図1に示したように、電池部1は、正極集電体1aと、該正極集電体1aに接続された正極活物質を含有する正極層1bと、負極集電体1eと、該負極集電体1eに接続された負極活物質を含有する負極層1dと、正極層1b及び負極層1dの間に配置された固体電解質層1cと、を有している。電池部1では、正極層1b及び固体電解質層1cに硫化物固体電解質が含有されている。   FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the form of a battery unit 1 provided in a sulfide solid state battery system 10 of the present invention. In FIG. 1, description of the exterior body is omitted. As shown in FIG. 1, the battery unit 1 includes a positive electrode current collector 1a, a positive electrode layer 1b containing a positive electrode active material connected to the positive electrode current collector 1a, a negative electrode current collector 1e, and the negative electrode The negative electrode layer 1d containing the negative electrode active material connected to the collector 1e, and the solid electrolyte layer 1c disposed between the positive electrode layer 1b and the negative electrode layer 1d are included. In the battery unit 1, the positive electrode layer 1b and the solid electrolyte layer 1c contain a sulfide solid electrolyte.

図2は、本発明の硫化物固体電池システム10(以下において、「電池システム10」ということがある。)の一例を示す模式図である。図2に示した電池システム10は、電池部1と、電池部1の電圧を検出する電圧検出手段2と、電池部1の電圧が−0.5V以下にならないように放電を制御する放電制御部3と、を有している。電池システム10では、電圧検出手段2によって、電池部1の電池電圧が検出され、検出された電池電圧に関する情報が、放電制御部3へと送られる。放電制御部3は、電池部1の電池電圧が−0.5Vに到達する前に電池部1の放電を終了させるように、電池部1の放電を制御する。   FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of the sulfide solid state battery system 10 of the present invention (hereinafter sometimes referred to as “battery system 10”). The battery system 10 shown in FIG. 2 includes a battery unit 1, voltage detection means 2 that detects the voltage of the battery unit 1, and discharge control that controls discharge so that the voltage of the battery unit 1 does not fall below −0.5V. Part 3. In the battery system 10, the voltage detection unit 2 detects the battery voltage of the battery unit 1, and sends information related to the detected battery voltage to the discharge control unit 3. The discharge control unit 3 controls the discharge of the battery unit 1 so that the discharge of the battery unit 1 is terminated before the battery voltage of the battery unit 1 reaches −0.5V.

後述するように、LiS及びPを主成分とする固体電解質を正極層や固体電解質層に用いた硫化物固体電池は、電池電圧が−0.5V以下になるまで放電すると、抵抗が増加する。抵抗が増加する詳細なメカニズムは現時点で不明だが、本発明者は以下のように予想している。
3極セルを用いた実験から、電池電圧の低下時に、正極の電位が下がり、負極の電位が上がることが判明しているので、放電時には正極の電位が下がる。正極の電位が所定の電位よりも低下すると、正極活物質(金属酸化物)の作用により、固体電解質が還元反応を起こし、このときに、正極活物質と固体電解質との界面にリチウムイオンの伝導を妨げる高抵抗層が形成されるためであると予想している。
As will be described later, when a sulfide solid state battery using a solid electrolyte mainly composed of Li 2 S and P 2 S 5 for a positive electrode layer or a solid electrolyte layer is discharged until the battery voltage becomes −0.5 V or less, Resistance increases. The detailed mechanism by which the resistance increases is unknown at this time, but the present inventor predicts as follows.
From experiments using a three-electrode cell, it has been found that when the battery voltage decreases, the potential of the positive electrode decreases and the potential of the negative electrode increases. Therefore, the potential of the positive electrode decreases during discharge. When the potential of the positive electrode falls below a predetermined potential, the solid electrolyte undergoes a reduction reaction due to the action of the positive electrode active material (metal oxide), and at this time, conduction of lithium ions to the interface between the positive electrode active material and the solid electrolyte. It is expected that this is because a high resistance layer that hinders the formation is formed.

上記知見を踏まえ、本発明では、電池部1の電池電圧が−0.5Vに到達する前に電池部1の放電を終了させる。したがって、電池システム10によれば、抵抗の増加を防止することができる。なお、「LiS及びPを主成分とする」とは、具体的には、液体のイオン伝導体が含まれず、固体電解質を構成する成分中、LiSのモル比とPのモル比とを合計したものが50%以上となる範囲であれば、LiS以外のリチウム化合物が含まれていても良く、LiS及びPの比率は適宜変更可能であることをいう。 Based on the above knowledge, in the present invention, the discharge of the battery unit 1 is terminated before the battery voltage of the battery unit 1 reaches −0.5V. Therefore, according to the battery system 10, an increase in resistance can be prevented. Note that, “having Li 2 S and P 2 S 5 as main components” specifically does not include a liquid ion conductor, and the molar ratio of Li 2 S and P in the components constituting the solid electrolyte. As long as the total of the molar ratios of 2 S 5 is 50% or more, lithium compounds other than Li 2 S may be included, and the ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is appropriately changed. That is possible.

一方、積極的(意図的)に過放電を行うことが、出力特性が低下した電池を回復させるために有効と考えられるものの、上述したように、電池電圧が−0.5V以下になるまで放電すると抵抗が増加する。それゆえ、出力特性を回復させるための過放電は、電池電圧が−0.5Vに達する前に終了させることが有効である。本発明では、出力特性を回復させるための過放電を行う際にも、電池部1の電池電圧が−0.5Vに到達する前に電池部1の放電を終了させるので、電池システム10によれば、抵抗の増加を防止しながら出力特性を回復させることが可能になる。   On the other hand, although active (intentional) overdischarge is considered effective for recovering a battery whose output characteristics have deteriorated, it is discharged until the battery voltage becomes −0.5 V or less as described above. Then the resistance increases. Therefore, it is effective to terminate the overdischarge for restoring the output characteristics before the battery voltage reaches −0.5V. In the present invention, even when overdischarge for recovering the output characteristics is performed, the discharge of the battery unit 1 is terminated before the battery voltage of the battery unit 1 reaches −0.5 V. Thus, it is possible to recover the output characteristics while preventing an increase in resistance.

本発明において、正極集電体1a及び負極集電体1eは、リチウムイオン二次電池の集電体として使用可能な公知の金属を用いることができる。そのような金属としては、Cu、Ni、Al、V、Au、Pt、Mg、Fe、Ti、Co、Cr、Zn、Ge、Inからなる群から選択される一又は二以上の元素を含む金属材料を例示することができる。   In the present invention, a known metal that can be used as a current collector of a lithium ion secondary battery can be used for the positive electrode current collector 1a and the negative electrode current collector 1e. As such a metal, a metal containing one or more elements selected from the group consisting of Cu, Ni, Al, V, Au, Pt, Mg, Fe, Ti, Co, Cr, Zn, Ge, and In. Materials can be exemplified.

また、正極層1bに含有させる正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、LiCoO、LiNiO、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3、LiVO、LiCrO等の層状活物質のほか、LiFePO、LiCoPO、LiMnPO等のオリビン型活物質や、LiMn、Li(Ni0.25Mn0.75、LiCoMnO、LiNiMn等のスピネル型活物質等を例示することができる。 Moreover, as a positive electrode active material contained in the positive electrode layer 1b, the well-known active material which can be contained in the positive electrode layer of a lithium ion secondary battery can be used suitably. Examples of such positive electrode active materials include layered active materials such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiVO 2 , LiCrO 2 , LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiMnPO 4 . olivine active material or the like 4, be exemplified LiMn 2 O 4, Li (Ni 0.25 Mn 0.75) 2 O 4, LiCoMnO 4, Li 2 NiMn 3 O 8 spinel active materials such as it can.

正極活物質の形状は、例えば粒子状や薄膜状等にすることができる。正極活物質の平均粒径(D50)は、例えば1nm以上100μm以下であることが好ましく、10nm以上30μm以下であることがより好ましい。また、正極層1bにおける正極活物質の含有量は、特に限定されないが、質量%で、例えば40%以上99%以下とすることが好ましい。   The shape of the positive electrode active material can be, for example, particulate or thin film. The average particle size (D50) of the positive electrode active material is, for example, preferably from 1 nm to 100 μm, and more preferably from 10 nm to 30 μm. Further, the content of the positive electrode active material in the positive electrode layer 1b is not particularly limited, but is preferably 40% or more and 99% or less in mass%, for example.

正極活物質と固体電解質との界面に高抵抗層が形成され難くすることにより、電池抵抗の増加を防止しやすい形態にする観点から、本発明では、正極活物質が、イオン伝導性酸化物で被覆されていることが好ましい。正極活物質を被覆するリチウムイオン伝導性酸化物としては、例えば、一般式LiAO(ただし、Aは、B、C、Al、Si、P、S、Ti、Zr、Nb、Mo、Ta又はWであり、x及びyは正の数である。)で表される酸化物を挙げることができる。具体的には、LiBO、LiBO、LiCO、LiAlO、LiSiO、LiSiO、LiPO、LiSO、LiTiO、LiTi12、LiTi、LiZrO、LiNbO、LiMoO、LiWO等を例示することができる。また、リチウムイオン伝導性酸化物は、複合酸化物であっても良い。正極活物質を被覆する複合酸化物としては、上記リチウムイオン伝導性酸化物の任意の組み合わせを採用することができ、例えば、LiSiO−LiBO、LiSiO−LiPO等を挙げることができる。また、イオン伝導性酸化物は、正極活物質の少なくとも一部を被覆してれば良く、正極活物質全面を被覆していても良い。また、正極活物質を被覆するイオン伝導性酸化物の厚さは、例えば、0.1nm以上100nm以下であることが好ましく、1nm以上20nm以下であることがより好ましい。なお、イオン伝導性酸化物の厚さは、例えば、透過型電子顕微鏡(TEM)等を用いて測定することができる。 From the viewpoint of making it easy to prevent an increase in battery resistance by making it difficult to form a high resistance layer at the interface between the positive electrode active material and the solid electrolyte, in the present invention, the positive electrode active material is an ion conductive oxide. It is preferably coated. Examples of the lithium ion conductive oxide that coats the positive electrode active material include a general formula Li x AO y (where A is B, C, Al, Si, P, S, Ti, Zr, Nb, Mo, Ta, and the like). Or W and x and y are positive numbers.) Specifically, Li 3 BO 3 , LiBO 2 , Li 2 CO 3 , LiAlO 2 , Li 4 SiO 4 , Li 2 SiO 3 , Li 3 PO 4 , Li 2 SO 4 , Li 2 TiO 3 , Li 4 Ti 5 Examples include O 12 , Li 2 Ti 2 O 5 , Li 2 ZrO 3 , LiNbO 3 , Li 2 MoO 4 , Li 2 WO 4 and the like. The lithium ion conductive oxide may be a complex oxide. As the composite oxide covering the positive electrode active material, any combination of the above lithium ion conductive oxides can be employed. For example, Li 4 SiO 4 —Li 3 BO 3 , Li 4 SiO 4 —Li 3 PO 4 etc. can be mentioned. Moreover, the ion conductive oxide should just coat | cover at least one part of a positive electrode active material, and may coat | cover the positive electrode active material whole surface. In addition, the thickness of the ion conductive oxide covering the positive electrode active material is, for example, preferably from 0.1 nm to 100 nm, and more preferably from 1 nm to 20 nm. The thickness of the ion conductive oxide can be measured using, for example, a transmission electron microscope (TEM).

正極層1bには、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜含有させることができる。そのような固体電解質としては、LiPSや、LiS及びPを混合して作製したLiS−P等の硫化物固体電解質を例示することができる。固体電解質として、LiS及びPを含有する原料組成物を用いて作製した硫化物固体電解質を用いる場合、LiS及びPの合計に対するLiSの割合は特に限定されないが、例えば70mol%以上80mol%以下であることが好ましく、72mol%以上78mol%以下であることがより好ましく、74mol%以上76mol%以下であることがさらに好ましい。オルト組成またはその近傍の組成を有する硫化物固体電解質材料とすることができ、化学的安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。ここで、オルトとは、一般的に、同じ酸化物を水和して得られるオキソ酸の中で、最も水和度の高いものをいい、正極層1bでは、硫化物で最もLiSが付加している結晶組成をオルト組成という。LiS−P系ではLiPSがオルト組成に該当する。LiS−P系の硫化物固体電解質の場合、オルト組成を得るLiS及びPの割合は、モル基準で、LiS:P=75:25である。また、正極層1bには、LiS及びP以外のリチウム化合物(固体電解質)が含有されていても良い。そのようなリチウム化合物としては、LiO、LiI、LiBr等を例示することができる。 The positive electrode layer 1b can appropriately contain a known solid electrolyte that can be contained in the positive electrode layer of the lithium ion secondary battery. Examples of such a solid electrolyte include sulfide solid electrolytes such as Li 3 PS 4 and Li 2 S—P 2 S 5 prepared by mixing Li 2 S and P 2 S 5 . As a solid electrolyte, the case of using a sulfide solid electrolyte was produced by using a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5, the proportion of Li 2 S to the total of Li 2 S and P 2 S 5 is particularly limited However, it is preferably 70 mol% or more and 80 mol% or less, more preferably 72 mol% or more and 78 mol% or less, and still more preferably 74 mol% or more and 76 mol% or less. This is because a sulfide solid electrolyte material having an ortho composition or a composition in the vicinity thereof can be obtained, and a sulfide solid electrolyte material having high chemical stability can be obtained. Here, the ortho generally refers to an oxo acid obtained by hydrating the same oxide and having the highest degree of hydration. In the positive electrode layer 1b, Li 2 S is the most sulfide. The added crystal composition is called the ortho composition. In the Li 2 S—P 2 S 5 system, Li 3 PS 4 corresponds to the ortho composition. In the case of a Li 2 S—P 2 S 5 based sulfide solid electrolyte, the ratio of Li 2 S and P 2 S 5 to obtain the ortho composition is Li 2 S: P 2 S 5 = 75: 25 on a molar basis. is there. The positive electrode layer 1b may contain a lithium compound (solid electrolyte) other than Li 2 S and P 2 S 5 . Examples of such a lithium compound include Li 2 O, LiI, LiBr, and the like.

本発明において、硫化物固体電解質は、架橋硫黄を実質的に含有しないことが好ましい。化学的安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。「架橋硫黄」とは、LiSと、P、Si、Ge、Al、Bからなる群から選択される少なくとも一種の硫化物とを反応させる過程を経て作製した化合物における架橋硫黄をいう。例えば、LiS及びPが反応して形成されるSP−S−PS構造の架橋硫黄が該当する。このような架橋硫黄は、水と反応しやすく、硫化水素が発生しやすい。さらに、「架橋硫黄を実質的に含有しない」ことは、ラマン分光スペクトルの測定により、確認することができる。例えば、LiS−P系の硫化物固体電解質の場合、SP−S−PS構造のピークが、通常402cm−1に現れる。そのため、このピークが検出されないことが好ましい。また、PS 3−構造のピークは、通常417cm−1に現れる。正極層1bでは、402cm−1における強度I402が、417cm−1における強度I417よりも小さいことが好ましい。より具体的には、強度I417に対して、強度I402は、例えば70%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましく、35%以下であることがさらに好ましい。 In the present invention, it is preferable that the sulfide solid electrolyte does not substantially contain bridging sulfur. This is because a sulfide solid electrolyte material having high chemical stability can be obtained. “Bridged sulfur” refers to bridged sulfur in a compound prepared through a process of reacting Li 2 S with at least one sulfide selected from the group consisting of P, Si, Ge, Al, and B. For example, Li 2 S and P 2 S 5 is crosslinked sulfur S 3 PS-PS 3 structure formed by the reaction corresponds. Such bridging sulfur easily reacts with water and easily generates hydrogen sulfide. Furthermore, “substantially free of bridging sulfur” can be confirmed by measurement of a Raman spectrum. For example, in the case of a Li 2 S—P 2 S 5 -based sulfide solid electrolyte, the peak of the S 3 P—S—PS 3 structure usually appears at 402 cm −1 . Therefore, it is preferable that this peak is not detected. Moreover, the peak of PS 4 3− structure usually appears at 417 cm −1 . In the positive electrode layer 1b, the intensity I 402 at 402 cm -1 is preferably smaller than the intensity I 417 at 417 cm -1. More specifically, the strength I 402 is preferably 70% or less, more preferably 50% or less, and even more preferably 35% or less with respect to the strength I 417 .

本発明において、固体電解質の形態は特に限定されず、結晶質のほか、非晶質やガラスセラミックスであっても良い。また、固体電解質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。固体電解質の平均粒径(D50)は、例えば1nm以上100μm以下とすることができ、10nm以上30μm以下であることが好ましい。   In the present invention, the form of the solid electrolyte is not particularly limited, and may be amorphous or glass ceramics in addition to crystalline. Moreover, the shape of a solid electrolyte can be made into a particulate form, a thin film form, etc., for example. The average particle diameter (D50) of the solid electrolyte can be, for example, from 1 nm to 100 μm, and preferably from 10 nm to 30 μm.

このほか、正極層1bには、正極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。正極層1bに含有させることが可能なバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)等を例示することができ、正極層1bに含有させることが可能な導電材としては、気相法炭素繊維やアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素材料のほか、固体電池の使用時の環境に耐えることが可能な金属材料を例示することができる。また、液体に上記正極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を正極集電体1aに塗布する過程を経て正極層1bを作製する場合、正極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。また、正極層1bの厚さは、例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。また、電池部1の性能を高めやすくするために、正極層1bはプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、正極層をプレスする際の圧力は100MPa程度とすることができる。   In addition, the positive electrode layer 1b may contain a binder for binding the positive electrode active material and the solid electrolyte and a conductive material for improving conductivity. Examples of the binder that can be contained in the positive electrode layer 1b include styrene butadiene rubber (SBR). Examples of the conductive material that can be contained in the positive electrode layer 1b include vapor grown carbon fiber and acetylene. In addition to carbon materials such as black and ketjen black, metal materials that can withstand the environment when the solid battery is used can be exemplified. In addition, when the positive electrode layer 1b is manufactured through a process of applying the slurry-like composition prepared by dispersing the positive electrode active material or the like in a liquid to the positive electrode current collector 1a, the liquid in which the positive electrode active material or the like is dispersed is used. , Heptane and the like, and a nonpolar solvent can be preferably used. Moreover, the thickness of the positive electrode layer 1b is, for example, preferably from 0.1 μm to 1 mm, and more preferably from 1 μm to 100 μm. Moreover, in order to make it easy to improve the performance of the battery unit 1, the positive electrode layer 1b is preferably manufactured through a pressing process. In the present invention, the pressure when pressing the positive electrode layer can be about 100 MPa.

また、負極層1dに含有させる負極活物質としては、金属イオンを吸蔵放出可能な公知の負極活物質を適宜用いることができる。そのような負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質、及び、金属活物質等を挙げることができる。カーボン活物質は、炭素を含有していれば特に限定されず、例えばメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えばNb、LiTi12、SiO等を挙げることができる。金属活物質としては、例えばIn、Al、Si、及び、Sn等を挙げることができる。また、負極活物質として、リチウム含有金属活物質を用いても良い。リチウム含有金属活物質としては、少なくともLiを含有する活物質であれば特に限定されず、Li金属であっても良く、Li合金であっても良い。Li合金としては、例えば、Liと、In、Al、Si、及び、Snの少なくとも一種とを含有する合金を挙げることができる。 Moreover, as a negative electrode active material contained in the negative electrode layer 1d, a known negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions can be appropriately used. Examples of such a negative electrode active material include a carbon active material, an oxide active material, and a metal active material. The carbon active material is not particularly limited as long as it contains carbon, and examples thereof include mesocarbon microbeads (MCMB), highly oriented graphite (HOPG), hard carbon, and soft carbon. Examples of the oxide active material include Nb 2 O 5 , Li 4 Ti 5 O 12 , and SiO. Examples of the metal active material include In, Al, Si, and Sn. Further, a lithium-containing metal active material may be used as the negative electrode active material. The lithium-containing metal active material is not particularly limited as long as it is an active material containing at least Li, and may be Li metal or Li alloy. Examples of the Li alloy include an alloy containing Li and at least one of In, Al, Si, and Sn.

負極活物質の形状は、例えば粒子状、薄膜状等にすることができる。負極活物質の平均粒径(D50)は、例えば1nm以上100μm以下であることが好ましく、10nm以上30μm以下であることがより好ましい。また、負極層1dにおける負極活物質の含有量は、特に限定されないが、質量%で、例えば40%以上99%以下とすることが好ましい。   The shape of the negative electrode active material can be, for example, particulate or thin film. The average particle diameter (D50) of the negative electrode active material is, for example, preferably from 1 nm to 100 μm, and more preferably from 10 nm to 30 μm. Further, the content of the negative electrode active material in the negative electrode layer 1d is not particularly limited, but is preferably, for example, 40% or more and 99% or less in mass%.

さらに、負極層1dには、正極層1bに含有させることが可能な上記固体電解質等を含有させることができる。このほか、負極層1dには、負極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。負極層1dに含有させることが可能なバインダーや導電材としては、正極層1bに含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、液体に上記負極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を負極集電体1eに塗布する過程を経て負極層1dを作製する場合、負極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。また、負極層1dの厚さは、例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。また、電池部1の性能を高めやすくするために、負極層1dはプレスする過程を経て作製されることが好ましい。本発明において、負極層をプレスする際の圧力は200MPa以上とすることが好ましく、400MPa程度とすることより好ましい。なお、本発明において、正極層1b及び負極層1dの質量比は特に限定されないが、正極層1bと負極層1dとの間を移動するイオンを十分に受け入れられる形態にする観点から、負極層1dの容量は正極層1bの容量も多くすることが好ましい。   Furthermore, the negative electrode layer 1d can contain the solid electrolyte that can be contained in the positive electrode layer 1b. In addition, the negative electrode layer 1d may contain a binder for binding the negative electrode active material and the solid electrolyte, and a conductive material for improving conductivity. Examples of the binder and conductive material that can be contained in the negative electrode layer 1d include the binder and conductive material that can be contained in the positive electrode layer 1b. Further, when the negative electrode layer 1d is manufactured through a process of applying a slurry-like composition prepared by dispersing the negative electrode active material or the like in a liquid to the negative electrode current collector 1e, the liquid for dispersing the negative electrode active material or the like , Heptane and the like, and a nonpolar solvent can be preferably used. In addition, the thickness of the negative electrode layer 1d is, for example, preferably from 0.1 μm to 1 mm, and more preferably from 1 μm to 100 μm. Moreover, in order to make it easy to improve the performance of the battery unit 1, the negative electrode layer 1d is preferably manufactured through a pressing process. In the present invention, the pressure when pressing the negative electrode layer is preferably 200 MPa or more, more preferably about 400 MPa. In the present invention, the mass ratio of the positive electrode layer 1b and the negative electrode layer 1d is not particularly limited. However, from the viewpoint of sufficiently accepting ions moving between the positive electrode layer 1b and the negative electrode layer 1d, the negative electrode layer 1d It is preferable to increase the capacity of the positive electrode layer 1b.

また、固体電解質層1cに含有させる固体電解質としては、固体電池に使用可能な公知の固体電解質を適宜用いることができる。そのような固体電解質としては、正極層1bに含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、固体電解質層1cには、可塑性を発現させる等の観点から、固体電解質同士を結着させるバインダーを含有させることができる。そのようなバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム(SBR)等を例示することができる。ただし、高出力化を図りやすくするために、固体電解質の過度の凝集を防止し且つ均一に分散された固体電解質を有する固体電解質層1cを形成可能にする等の観点から、固体電解質層1cに含有させるバインダーは5質量%以下とすることが好ましい。また、液体に上記固体電解質等を分散して調整したスラリー状の組成物を正極層1bや負極層1d等に塗布する過程を経て固体電解質層1cを作製する場合、固体電解質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。固体電解質層1cにおける固体電解質材料の含有量は、質量%で、例えば60%以上、中でも70%以上、特に80%以上であることが好ましい。固体電解質層1cの厚さは、電池の構成によって大きく異なるが、例えば、0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。   Moreover, as a solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 1c, a known solid electrolyte that can be used in a solid battery can be appropriately used. Examples of such a solid electrolyte include the solid electrolyte that can be contained in the positive electrode layer 1b. In addition, the solid electrolyte layer 1c can contain a binder for binding the solid electrolytes from the viewpoint of developing plasticity. Examples of such a binder include styrene butadiene rubber (SBR). However, in order to easily increase the output, the solid electrolyte layer 1c is formed on the solid electrolyte layer 1c from the viewpoint of preventing excessive aggregation of the solid electrolyte and forming a solid electrolyte layer 1c having a uniformly dispersed solid electrolyte. The binder to be contained is preferably 5% by mass or less. When the solid electrolyte layer 1c is manufactured through a process of applying the slurry-like composition prepared by dispersing the solid electrolyte or the like in the liquid to the positive electrode layer 1b or the negative electrode layer 1d, the liquid for dispersing the solid electrolyte or the like Examples thereof include heptane and the like, and a nonpolar solvent can be preferably used. The content of the solid electrolyte material in the solid electrolyte layer 1c is mass%, for example, preferably 60% or more, more preferably 70% or more, and particularly preferably 80% or more. The thickness of the solid electrolyte layer 1c varies greatly depending on the configuration of the battery. For example, the thickness is preferably 0.1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 1 μm or more and 100 μm or less.

本発明において、電池部1は、外装体に収容した状態で使用される。そのような外装体としては、樹脂製のラミネートフィルム、樹脂製のラミネートフィルムに金属を蒸着させたフィルムや、金属製のケース等を例示することができる。また、電池部1は、公知の固体電池の製造方法と同様の方法によって作製することができる。   In this invention, the battery part 1 is used in the state accommodated in the exterior body. Examples of such an exterior body include a resin laminate film, a film obtained by vapor-depositing a metal on a resin laminate film, a metal case, and the like. Moreover, the battery part 1 can be produced by a method similar to a known method for producing a solid battery.

また、本発明において、電圧検出手段2は、電池部1の電圧を検出可能であれば、その形態は特に限定されず、公知の電圧計等を適宜用いることができる。また、放電制御部3は、電池部1の電池電圧が−0.5Vに到達する前に電池部1の放電を終了させることが可能であれば、その形態は特に限定されず、例えば、放電の継続/停止を切り替え可能な公知のスイッチ部を有する形態とすることができる。なお、本発明において、電池部1の放電が停止される直前の電池電圧は、電池抵抗の増加を防止可能な電圧であれば特に限定されないが、後述するように、放電曲線では約−0.4V付近に変曲点が存在するため、例えば、−0.3V以上とすることが好ましい。   In the present invention, the voltage detection means 2 is not particularly limited as long as the voltage of the battery unit 1 can be detected, and a known voltmeter or the like can be used as appropriate. Moreover, the discharge control part 3 will not be specifically limited if the discharge of the battery part 1 can be terminated before the battery voltage of the battery part 1 reaches -0.5V, for example, discharge It can be set as the form which has a well-known switch part which can switch continuation / stop of. In the present invention, the battery voltage immediately before the discharge of the battery unit 1 is stopped is not particularly limited as long as it is a voltage that can prevent an increase in battery resistance. However, as will be described later, in the discharge curve, about −0. Since an inflection point exists in the vicinity of 4V, for example, it is preferable to set it to -0.3V or more.

本発明に関する上記説明では、1つの電池部1を有する電池システム10を例示したが、本発明の硫化物固体電池システムにおける電池部の数はこれに限定されず、複数の電池部を有する形態とすることも可能である。本発明の硫化物固体電池システムが複数の電池部を有する場合、各電池部は、直列に接続されていても良く、並列に接続されていても良く、その組み合わせであっても良い。   In the above description related to the present invention, the battery system 10 having one battery unit 1 has been exemplified, but the number of battery units in the sulfide solid state battery system of the present invention is not limited to this, and the embodiment has a plurality of battery units. It is also possible to do. When the sulfide solid state battery system of the present invention has a plurality of battery parts, each battery part may be connected in series, may be connected in parallel, or a combination thereof.

本発明に関する上記説明では、本発明の電池がリチウムイオン二次電池である形態を例示したが、本発明は当該形態に限定されない。本発明の電池は、正極層と負極層との間を、リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とすることも可能である。そのようなイオンとしては、ナトリウムイオンやカリウムイオン等を例示することができる。リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とする場合、正極活物質、固体電解質、及び、負極活物質は、移動するイオンに応じて適宜選択すれば良い。   In the said description regarding this invention, although the form whose battery of this invention is a lithium ion secondary battery was illustrated, this invention is not limited to the said form. The battery of the present invention can also be configured such that ions other than lithium ions move between the positive electrode layer and the negative electrode layer. Examples of such ions include sodium ions and potassium ions. In the case where ions other than lithium ions move, the positive electrode active material, the solid electrolyte, and the negative electrode active material may be appropriately selected according to the moving ions.

以下に、実施例及び比較例を示して本発明についてさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples and Comparative Examples.

1.電池部の作製
<硫化物固体電解質の合成>
出発原料として、硫化リチウム(LiS、日本化学工業株式会社製)、及び、五硫化二リン(P、アルドリッチ社製)を用いた。Ar雰囲気下(露点−70℃)のグローブボックス内で、0.7656gのLiS、及び、1.2344gのPを秤量し、これらをメノウ乳鉢で5分間に亘って混合した。その後、得られた混合物2gを、遊星型ボールミルの容器(45cc、ZrO製)に投入し、脱水ヘプタン(水分量30ppm以下)4gを投入し、さらにZrOボール(φ=5mm)53gを投入し、容器を完全に密閉した(Ar雰囲気)。この容器を遊星型ボールミル機(フリッチュ社製P7)に取り付け、台盤回転数500rpmで、40時間に亘ってメカニカルミリングを行った。その後、得られた試料を、ホットプレート上でヘプタンを除去するように乾燥させることにより、硫化物固体電解質を得た。
1. Production of battery part <Synthesis of sulfide solid electrolyte>
As starting materials, lithium sulfide (Li 2 S, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 , manufactured by Aldrich) were used. In a glove box under an Ar atmosphere (dew point −70 ° C.), 0.7656 g of Li 2 S and 1.2344 g of P 2 S 5 were weighed and mixed in an agate mortar for 5 minutes. Then, 2 g of the obtained mixture was put into a planetary ball mill container (45 cc, made of ZrO 2 ), 4 g of dehydrated heptane (moisture content of 30 ppm or less) was added, and 53 g of ZrO 2 balls (φ = 5 mm) were added. The container was completely sealed (Ar atmosphere). This container was attached to a planetary ball mill (P7 manufactured by Fritsch), and mechanical milling was performed at a base plate rotation speed of 500 rpm for 40 hours. Thereafter, the obtained sample was dried so as to remove heptane on a hot plate to obtain a sulfide solid electrolyte.

<正極合材の作製>
LiNi1/3Co1/3Mn1/3(正極活物質、日亜化学工業株式会社製)を224.9mg、VGCF(気相成長炭素繊維(「VGCF」は昭和電工株式会社の登録商標。)、導電材、昭和電工株式会社製)を3.0mg、上記の硫化物固体電解質を75.1mg秤量し、これらを混合することで正極合材を得た。なお、上記正極活物質の表面は、特開2010−73539号公報に開示されている方法と同様の方法によって、LiNbOを予め被覆した。
<Preparation of positive electrode mixture>
224.9 mg of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (positive electrode active material, manufactured by Nichia Corporation), VGCF (vapor growth carbon fiber (“VGCF” is registered by Showa Denko KK) Trademarks.), Conductive material (made by Showa Denko KK) 3.0 mg, the above sulfide solid electrolyte 75.1 mg was weighed and mixed to obtain a positive electrode mixture. The surface of the positive electrode active material was previously coated with LiNbO 3 by the same method as disclosed in JP 2010-73539 A.

<負極合材の作製>
グラファイト(負極活物質、三菱化学株式会社製)を9.06mg、上記の硫化物固体電解質を8.24mg秤量し、これらを混合することで負極合材を得た。
<Preparation of negative electrode mixture>
9.06 mg of graphite (negative electrode active material, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and 8.24 mg of the above sulfide solid electrolyte were weighed and mixed to obtain a negative electrode mixture.

<硫化物固体電池の作製>
上記の硫化物固体電解質材料65mgを、1cmの金型に入れ、100MPaの圧力でプレスすることにより、固体電解質層を形成した。得られた固体電解質層の一方の表面側に、上記の正極合材20.5mgを配置し、100MPaの圧力でプレスすることにより、正極層を形成した。次に、固体電解質層の他方の表面側に、上記の負極合材17.3mgを配置し、400MPaの圧力でプレスすることにより、発電要素を得た。得られた発電要素の両面に、SUS304(正極集電体、負極集電体)を配置し、電池部を得た。
<Production of sulfide solid state battery>
A solid electrolyte layer was formed by placing 65 mg of the above sulfide solid electrolyte material in a 1 cm 2 mold and pressing it at a pressure of 100 MPa. On the one surface side of the obtained solid electrolyte layer, 20.5 mg of the positive electrode mixture was placed and pressed at a pressure of 100 MPa to form a positive electrode layer. Next, 17.3 mg of the negative electrode mixture was placed on the other surface side of the solid electrolyte layer, and pressed at a pressure of 400 MPa to obtain a power generation element. SUS304 (positive electrode current collector, negative electrode current collector) was arranged on both surfaces of the obtained power generation element to obtain a battery part.

2.測定
2.1.コンディショニング
得られた電池部に対して、下記の条件で1サイクル充放電(定電流充電、定電流放電)した。
充放電電流 :10時間率充放電(充放電電流:0.304mA)
充電停止電圧:4.55V
放電停止電圧:3.0V
2. Measurement 2.1. Conditioning The obtained battery part was subjected to one cycle charge / discharge (constant current charge, constant current discharge) under the following conditions.
Charge / discharge current: 10 hour rate charge / discharge (charge / discharge current: 0.304 mA)
Charge stop voltage: 4.55V
Discharge stop voltage: 3.0V

2.2.放電試験前電池抵抗評価
上記コンディショニング終了後、充電停止電圧4.1Vとして定電流定電圧充電(終止電流:0.015mA)を行い、その直後に交流インピーダンス法により電池抵抗を測定した。
2.2. Battery Resistance Evaluation Before Discharge Test After the above conditioning was completed, a constant current / constant voltage charge (end current: 0.015 mA) was performed with a charge stop voltage of 4.1 V, and immediately after that, the battery resistance was measured by an AC impedance method.

2.3.放電試験
上記放電試験前電池抵抗評価終了後、2.5Vまで放電し、充電停止電圧3.7Vとして定電流定電圧充電(終止電流:0.015mA)を行い、その後、下記の条件で定電流放電を行った。
放電電流 :1/8時間率充放電(充放電電流:24.32mA)
放電停止電圧:1V(実施例1)、0V(実施例2)、
−0.5V(比較例1)、−1V(比較例2)
2.3. Discharge test After the battery resistance evaluation before the discharge test is completed, the battery is discharged to 2.5 V, and is charged with a constant current and a constant voltage as a charge stop voltage of 3.7 V (end current: 0.015 mA). Discharge was performed.
Discharge current: 1/8 hour rate charge / discharge (charge / discharge current: 24.32 mA)
Discharge stop voltage: 1 V (Example 1), 0 V (Example 2),
-0.5V (Comparative Example 1), -1V (Comparative Example 2)

2.4.放電試験後電池抵抗評価
上記放電試験終了後、充電停止電圧4.1Vとして定電流定電圧充電(終止電流:0.015mA)を行い、その直後に交流インピーダンス法により電池抵抗を測定した。この交流インピーダンス法による電池抵抗測定では、図3に示すようなコールコールプロットが得られる。図3に示したように、このコールコールプロットにおいて、円弧がZ’軸と交わる点を直流抵抗とし、円弧の大きさを反応抵抗と定義した。
2.4. Battery resistance evaluation after discharge test After the above discharge test was completed, a constant current and constant voltage charge (end current: 0.015 mA) was performed at a charge stop voltage of 4.1 V, and immediately after that, the battery resistance was measured by an AC impedance method. In the battery resistance measurement by the AC impedance method, a Cole-Cole plot as shown in FIG. 3 is obtained. As shown in FIG. 3, in this Cole-Cole plot, the point where the arc intersects the Z ′ axis is defined as DC resistance, and the size of the arc is defined as reaction resistance.

3.結果
電池抵抗評価結果を表1及び図4に示す。図4の縦軸は抵抗変化率(放電試験前に測定した抵抗に対する比率)であり、横軸は放電停止電圧[V]である。
3. Results The battery resistance evaluation results are shown in Table 1 and FIG. The vertical axis in FIG. 4 is the rate of resistance change (ratio to the resistance measured before the discharge test), and the horizontal axis is the discharge stop voltage [V].

Figure 2013084499
Figure 2013084499

表1及び図4に示したように、−0.5V以下にならないように放電した実施例1及び実施例2、並びに、−0.5Vになるまで放電した比較例1及び比較例2は、直流抵抗が同程度であり、実施例1及び実施例2の反応抵抗も同程度であったが、比較例1及び比較例2の反応抵抗は実施例1及び実施例2の反応抵抗よりも大きかった。   As shown in Table 1 and FIG. 4, Example 1 and Example 2 were discharged so as not to be −0.5 V or lower, and Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were discharged until −0.5 V. The direct current resistance was the same, and the reaction resistances of Example 1 and Example 2 were also the same, but the reaction resistances of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 were larger than those of Example 1 and Example 2. It was.

図5に、比較例2の放電曲線を示す。図5の縦軸は電池電圧[V]、横軸は時間[s]である。図5に示したように、約−0.4Vに変曲点が確認されることから、この点が閾値であると考えられる。   In FIG. 5, the discharge curve of the comparative example 2 is shown. The vertical axis of FIG. 5 is battery voltage [V], and the horizontal axis is time [s]. As shown in FIG. 5, since the inflection point is confirmed at about −0.4 V, this point is considered to be a threshold value.

以上より、電圧が−0.5V以下にならないように放電を制御した実施例1及び実施例2(本発明例)によれば、電圧が−0.5V以下になるまで放電した比較例1及び比較例2よりも、電池抵抗の増加を防止することができた。   From the above, according to Example 1 and Example 2 (examples of the present invention) in which the discharge was controlled so that the voltage did not become −0.5 V or less, Comparative Example 1 in which discharging was performed until the voltage became −0.5 V or less As compared with Comparative Example 2, an increase in battery resistance could be prevented.

1…電池部
1a…正極集電体
1b…正極層
1c…固体電解質層
1d…負極層
1e…負極集電体
2…電圧検出手段
3…放電制御手段
10…硫化物固体電池システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery part 1a ... Positive electrode collector 1b ... Positive electrode layer 1c ... Solid electrolyte layer 1d ... Negative electrode layer 1e ... Negative electrode collector 2 ... Voltage detection means 3 ... Discharge control means 10 ... Sulfide solid battery system

Claims (3)

正極活物質を含有する正極層及び負極活物質を含有する負極層、並びに、前記正極層及び前記負極層の間に配置された電解質層、を有する電池部と、
前記電池部の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電圧検出手段によって検出される前記電池部の電圧が−0.5V以下にならないように放電を制御する放電制御手段と、を備える硫化物固体電池システム。
A battery unit having a positive electrode layer containing a positive electrode active material and a negative electrode layer containing a negative electrode active material, and an electrolyte layer disposed between the positive electrode layer and the negative electrode layer;
Voltage detecting means for detecting the voltage of the battery unit;
A sulfide solid state battery system comprising: discharge control means for controlling discharge so that the voltage of the battery unit detected by the voltage detection means does not become −0.5 V or less.
前記正極活物質がイオン伝導性酸化物で被覆されている、請求項1に記載の硫化物固体電池システム。 The sulfide solid state battery system according to claim 1, wherein the positive electrode active material is coated with an ion conductive oxide. 前記正極層及び前記電解質層の少なくとも一部に、硫化物固体電解質を備える、請求項1又は2に記載の硫化物固体電池システム。 The sulfide solid state battery system according to claim 1 or 2, wherein a sulfide solid electrolyte is provided in at least a part of the positive electrode layer and the electrolyte layer.
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