JP2013222644A - 全固体二次電池及びその封止材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二次電池1は、基板2上に正極5を有する。さらに、正極5を覆うように硫黄を含む固体電解質6が配置されている。固体電解質6の上には負極7が形成されている。さらに、固体電解質6を覆う封止材8を有し、封止材8は、絶縁材料に硫黄を補足するトラップ材料が添加されている。絶縁材料は、SiO2又はSiNであり、トラップ材料は金属又はハロゲン元素、例えば、Zn、Cu、Fe、Cd、又はClである。トラップ材料と絶縁材料の元素比率は、例えば10:90〜20:80とする。
【選択図】図1
Description
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、固体電解質中の硫黄が水分と反応して硫化水素を形成することを防止することを目的とする。
とする全固体二次電池の封止材が提供される。
前述の一般的な説明及び以下の詳細な説明は、典型例及び説明のためのものであって、本発明を限定するためのものではない。
最初に、図2(a)に示すように、基板2上にレジスト膜を塗布してからパターニングし、マスク11を形成する。マスク11は、2つの開口部11Aを所定距離だけ離れて有する。ここで、基板2のサイズは、例えば、縦横が共に40mmで、厚さが5mmとする
。続いて、マスク11を形成した基板2を不図示のスパッタリング装置に搬入し、スパッタリング法によって例えば、NiAlを100μmの厚さに堆積させる。開口部11A内に堆積したNiAlによって、基板2上に正極集電体3と負極集電体4とが形成される。NiAlを成膜した後は、基板2上のマスク11をアッシング処理や薬液処理によって取り除く。正極集電体3と負極集電体4は、スパッタリング法の代わりにPLD(Pulse Laser Deposition)法によって形成しても良い。
二次電池1を使用するときは、予め電荷を蓄積させたおいた二次電池1の正極集電体3と負極集電体4に、電力の供給が必要な不図示の外部装置に電気的に接続する。二次電池1の固体電解質6中のLiイオンが正極5と負極7の間の電気伝導を担うことによって、外部装置に電力が供給される。二次電池1に予め蓄えられた電荷を放電し終えたときは、充電によって元の状態に戻してから再度使用する。
Li3PS4+3H2O→3LiOH+H3PS4
H3PS4+4H2O→H3PO4+4H2S↑
である。
い封止能力を実現できる。
(付記1)正極と、負極と、前記正極と前記負極の間に配置され、硫黄を含む固体電解質と、前記固体電解質を覆い、絶縁材料中に硫黄を補足するトラップ材料が添加された封止材と、を含むことを特徴とする全固体二次電池。
(付記2)前記トラップ材料は、金属元素又はハロゲン元素であることを特徴とする付記1に記載の全固体二次電池。
(付記3)前記トラップ材料が、Zn、Cu、Fe、Cd、Clのいずれか1つの元素であることを特徴とする付記1又は付記2に記載の全固体二次電池。
(付記4)絶縁材料が、SiO2又はSiNであること特徴とする付記1乃至付記3のいずれか一項に記載の全固体二次電池。
(付記5)前記トラップ材料と前記絶縁材料の元素比率が10:90〜20:80の範囲内であることを特徴とする付記1乃至付記4のいずれか一項に記載の全固体二次電池。
(付記6)全固体二次電池の硫黄を含む固体電解質を覆う絶縁材料と、前記絶縁材料に添加され、硫黄を補足するトラップ材料と、を含むことを特徴とする全固体二次電池の封止材。
(付記7)前記トラップ材料は、金属元素又はハロゲン元素であることを特徴とする付記6に記載の全固体二次電池の封止材。
(付記8)前記トラップ材料が、Zn、Cu、Fe、Cd、Clのいずれか1つの元素であることを特徴とする付記6又は付記7に記載の全固体二次電池の封止材。
(付記9)絶縁材料が、SiO2又はSiNであること特徴とする付記6乃至付記8のいずれか一項に記載の全固体二次電池の封止材。
(付記10)前記トラップ材料と前記絶縁材料の元素比率が10:90〜20:80の範囲内であることを特徴とする付記6乃至付記9のいずれか一項に記載の全固体二次電池の封止材。
5 正極
6 固体電解質
7 負極
8 封止材
Claims (6)
- 正極と、
負極と、
前記正極と前記負極の間に配置され、硫黄を含む固体電解質と、
前記固体電解質を覆い、絶縁材料中に硫黄を補足するトラップ材料が添加された封止材と、
を含むことを特徴とする全固体二次電池。 - 前記トラップ材料が、Zn、Cu、Fe、Cd、Clのいずれか1つの元素であることを特徴とする請求項1に記載の全固体二次電池。
- 前記トラップ材料と前記絶縁材料の元素比率が10:90〜20:80の範囲内であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の全固体二次電池。
- 全固体二次電池の硫黄を含む固体電解質を覆う絶縁材料と、
前記絶縁材料に添加され、硫黄を補足するトラップ材料と、
を含むことを特徴とする全固体二次電池の封止材。 - 前記トラップ材料が、Zn、Cu、Fe、Cd、Clのいずれか1つの元素であることを特徴とする請求項4に記載の全固体二次電池の封止材。
- 前記トラップ材料と前記絶縁材料の元素比率が10:90〜20:80の範囲内であることを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の全固体二次電池の封止材。
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