JP2014112485A - Solid state battery - Google Patents

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Satoshi Fujiki
聡 藤木
Yoshinobu Yamada
好伸 山田
Yuichi Aihara
雄一 相原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a solid state battery preventing the generation of dendrite by causing no deterioration in adhesion between an electrode layer and a solid electrolyte layer through suppression or alleviation of an influence due to expansion and contraction of an electrode active material accompanying charging/discharging, thereby achieving excellent cycle characteristics.SOLUTION: The present invention relates to a solid state battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode and including a sulfide-based solid electrolyte. In the solid state battery, a hydrocarbon-based polymer is contained in one of the positive electrode, the negative electrode and the electrolyte layer, and the hydrocarbon-based polymer has a crosslinked structure.

Description

本発明は、固体電解質を備える固体電池に関する。本発明の固体電池には、リチウムイオン二次電池等が含まれる。   The present invention relates to a solid state battery including a solid electrolyte. The solid state battery of the present invention includes a lithium ion secondary battery and the like.

リチウムイオン二次電池として、固体電解質を用いた固体電池が知られている。このような固体電池は、固体電解質を含む電解質層と、電解質層の両面に形成される電極(正極及び負極)と、各電極に接合される集電体とを備える。固定電解質として、イオン電導率が高い硫化物系固体電解質が知られている。   A solid battery using a solid electrolyte is known as a lithium ion secondary battery. Such a solid battery includes an electrolyte layer including a solid electrolyte, electrodes (positive electrode and negative electrode) formed on both surfaces of the electrolyte layer, and a current collector bonded to each electrode. A sulfide-based solid electrolyte having a high ionic conductivity is known as a fixed electrolyte.

この種のリチウムイオン電池として、例えば、特開2010-106252号公報に記載されたものが存在する。特開2010-106252号公報は、ジエン重合体末端にポリエチレングルコールを付加した重合体に硫黄を加えて加硫させた硫化物系固体電解質シートを備えることにより、固体電解質の機械強度や耐久性を改善することを開示している。   As this type of lithium ion battery, for example, a battery described in JP 2010-106252 A exists. Japanese Patent Application Laid-Open No. 2010-106252 discloses a sulfide-based solid electrolyte sheet obtained by adding sulfur to a polymer obtained by adding polyethylene glycol to a diene polymer terminal, and thereby improving the mechanical strength and durability of the solid electrolyte. It is disclosed to improve.

また、特開2010−186682号公報は、硫化物系固体電解質材料中の硫黄成分と上記結着剤ポリマーの二重結合とを結合させることにより、可撓性や加工性を低減させることなく、結着剤ポリマー量を減少させて、リチウムイオン伝導率を向上させた固体電解質層を開示している。   In addition, JP 2010-186682 A discloses that by combining the sulfur component in the sulfide-based solid electrolyte material and the double bond of the binder polymer, without reducing flexibility and workability, A solid electrolyte layer having an improved lithium ion conductivity by reducing the amount of binder polymer is disclosed.

特開2010−106252号公報JP 2010-106252 A 特開2010−186682号公報JP 2010-186682 A

既述の固体電池では、充放電に伴う電極活物質の膨張収縮によって、電極層と固体電解質層との間の密着性が低下して界面抵抗が増加するという問題がある。硫化物系固体電解質は、リチウム金属の溶解析出反応における酸化還元反応の過電圧が低いため、リチウムイオン二次電池へ適応した場合において、正極界面抵抗増加に伴う正負極の相対電位の変化により、充放電の繰り返しに伴い負極層の表面金属リチウムが析出し易く、固体電解質層のクラックを通してデンドライト状に成長し、正極に達して内部短絡不良を起こすという課題がある。既述の各公報は、この課題について配慮していない。   In the solid battery described above, there is a problem in that the adhesion between the electrode layer and the solid electrolyte layer is reduced due to expansion and contraction of the electrode active material accompanying charge / discharge, and the interface resistance is increased. Since the sulfide-based solid electrolyte has a low overvoltage of the oxidation-reduction reaction in the dissolution and precipitation reaction of lithium metal, when it is applied to a lithium ion secondary battery, it is charged due to a change in the relative potential of the positive and negative electrodes accompanying an increase in the positive electrode interface resistance. As the discharge is repeated, lithium metal on the surface of the negative electrode layer is likely to precipitate, grows in a dendrite shape through cracks in the solid electrolyte layer, reaches the positive electrode, and causes an internal short circuit failure. The above-mentioned publications do not consider this issue.

そこで、本発明は、充放電に伴う電極活物質の膨張収縮による影響を抑制あるいは緩和することによって、電極層と固体電解質層との間の密着性の低下を来たすことがないようにして、デンドライトの発生を防止し、以ってサイクル特性に優れた固体電池及びその製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention suppresses or alleviates the influence caused by the expansion and contraction of the electrode active material that accompanies charge / discharge, so that the adhesion between the electrode layer and the solid electrolyte layer does not decrease, and dendrites Therefore, an object of the present invention is to provide a solid battery excellent in cycle characteristics and a method for manufacturing the same.

前記目的を達成するために、本発明は、正極と、負極と、前記正極と負極間に設けられ、硫化物系固体電解質を含む電解質層と、備え、前記正極、負極および、電解質層のいずれかに、炭化水素系高分子が含有され、前記炭化水素系高分子は、架橋構造を有している、固体電池であることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention comprises a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode and including a sulfide-based solid electrolyte, and includes any one of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer. In addition, a hydrocarbon polymer is contained, and the hydrocarbon polymer is a solid state battery having a crosslinked structure.

本発明の好適な態様では、前記炭化水素系高分子は、アルカン、又は、アルケンを主鎖とし、主鎖同士の一部で架橋されている。また、前記正極、負極、又は電解質を形成のための合剤を成膜した後に、前記炭化水素系化合物を架橋させて溶媒に不溶化あるいは難溶化されている。また、前記炭化水素系高分子の架橋のための活性化が、電子線重合、又は、熱重合によって行われる。   In a preferred embodiment of the present invention, the hydrocarbon polymer has alkane or alkene as the main chain, and is crosslinked at a part of the main chains. Moreover, after forming a film for forming the positive electrode, the negative electrode, or the electrolyte, the hydrocarbon compound is cross-linked to be insoluble or hardly soluble in a solvent. The activation for crosslinking of the hydrocarbon polymer is performed by electron beam polymerization or thermal polymerization.

また、前記活性化処理が、前記正極、前記負極、及び、前記電解質層を重ね合わせた状態でなされる。またさらに、前記正極と負極が夫々前記架橋した炭化水素系高分子によって集電体に接続されている。   The activation treatment is performed in a state where the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer are overlapped. Furthermore, the positive electrode and the negative electrode are each connected to a current collector by the crosslinked hydrocarbon polymer.

また、前記炭化水素系高分子が結着剤として、前記正極、前記負極、及び、前記電解質層の少なくとも一つに含有されている。さらにまた、前記炭化水素系高分子が前記電解質層に含有されている。また、前記電解質層に含有された前記炭化水素が前記正極及び又は前記負極に浸透して架橋されている。   The hydrocarbon polymer is contained as a binder in at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer. Furthermore, the hydrocarbon polymer is contained in the electrolyte layer. In addition, the hydrocarbon contained in the electrolyte layer penetrates and crosslinks the positive electrode and / or the negative electrode.

前記目的を達成する他の発明は、正極と、負極と、前記正極と負極間に設けられ、硫化物系固体電解質を含む電解質層と、を備える固体電池の製造方法であって、前記正極、負極および、電解質層のいずれかに炭化水素系高分子が含有し、前記炭化水素系高分子を架橋させて、前記正極、前記負極、及び、前記電解質の積層構造を形成している、固体電池の製造方法であることを特徴とする。   Another invention for achieving the above object is a method for producing a solid battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode and including a sulfide-based solid electrolyte. A solid battery in which a hydrocarbon polymer is contained in either the negative electrode or the electrolyte layer, and the hydrocarbon polymer is crosslinked to form a laminated structure of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte It is the manufacturing method of this.

本発明によれば、充放電に伴う電極活物質の膨張収縮による影響を抑制あるいは緩和することによって、電池内部抵抗の増加を抑制し、また、電極層と固体電解質層との間の密着性の低下を来たすことがないようにして、デンドライトの発生を防止し、以ってサイクル特性に優れた固体電池を提供することができる。   According to the present invention, an increase in battery internal resistance is suppressed by suppressing or mitigating the influence of expansion and contraction of the electrode active material that accompanies charging and discharging, and adhesion between the electrode layer and the solid electrolyte layer is suppressed. It is possible to provide a solid battery excellent in cycle characteristics by preventing the occurrence of dendrite by preventing the deterioration.

本発明の実施形態に係る固体電池の構造の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the structure of the solid battery which concerns on embodiment of this invention. 実施例、比較例に係る固体電池の充電容量と電圧との関係を示す特性図である。It is a characteristic view which shows the relationship between the charging capacity and voltage of the solid battery which concerns on an Example and a comparative example.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In the present specification and drawings, components having substantially the same functional configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.

<固体電池の構成>
まず、図1に基づいて、本実施形態に係る固体電池1の構成について説明する。固体電池1は、正極集電体2、接着層3、正極層4、電解質層5、負極層6、負極集電体7を備える。接着層3及び正極層4により固体電池1の正極10が構成される。また、負極層6が固体電池1の負極20を構成する。なお、固体電池1は接着層3を含んでいなくてもよい。
<Configuration of solid state battery>
First, based on FIG. 1, the structure of the solid battery 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. The solid battery 1 includes a positive electrode current collector 2, an adhesive layer 3, a positive electrode layer 4, an electrolyte layer 5, a negative electrode layer 6, and a negative electrode current collector 7. The adhesive layer 3 and the positive electrode layer 4 constitute the positive electrode 10 of the solid battery 1. Further, the negative electrode layer 6 constitutes the negative electrode 20 of the solid battery 1. Note that the solid battery 1 may not include the adhesive layer 3.

正極集電体2は、導電体であればどのようなものでも良く、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼、及び、ニッケルメッキ鋼等で構成される。   The positive electrode current collector 2 may be any conductor as long as it is a conductor, and is made of, for example, aluminum, stainless steel, nickel-plated steel, or the like.

接着層3は、正極集電体2と正極層4とを結着するために、設けられることが好ましいものである。接着層3は、接着層導電性物質、第1の結着剤、及び、第2の結着剤を含む。接着層導電性物質は、例えば、ケッチェンブラック、アセチレンブラック等のカーボンブラック、グラファイト、天然黒鉛、人造黒鉛等であるが、接着層3の導電性を高めるためのものであれば特に制限されず、単独で使用され、複数を混合されてもよい。   The adhesive layer 3 is preferably provided in order to bind the positive electrode current collector 2 and the positive electrode layer 4. The adhesive layer 3 includes an adhesive layer conductive material, a first binder, and a second binder. The adhesive layer conductive material is, for example, carbon black such as ketjen black or acetylene black, graphite, natural graphite, artificial graphite or the like, but is not particularly limited as long as it is for increasing the conductivity of the adhesive layer 3. , May be used alone or in combination.

第1の結着剤は、例えば、極性官能基を有しない非極性樹脂である。したがって、第1の結着剤は、反応性の高い固体電解質、特に、硫化物系固体電解質に対して不活性である。硫化物系固体電解質は、酸類、アルコール類、アミン類、エーテル類等の極性構造に対して活性であることが知られている。第1の結着剤は正極層4と結着するためのものである。ここで、正極層4に第1の結着剤或いはこれと同様な成分が含まれていると、接着層3内の第1の結着剤は、接着層3と正極層4との界面を通じて正極層4内の第1の結着剤と相互拡散することで、正極層4と強固に結着する。したがって、正極層4には、第1の結着剤が含まれることが好ましい。   The first binder is, for example, a nonpolar resin having no polar functional group. Therefore, the first binder is inactive to highly reactive solid electrolytes, particularly sulfide-based solid electrolytes. It is known that sulfide-based solid electrolytes are active against polar structures such as acids, alcohols, amines, ethers and the like. The first binder is for binding to the positive electrode layer 4. Here, if the positive electrode layer 4 contains the first binder or a component similar thereto, the first binder in the adhesive layer 3 passes through the interface between the adhesive layer 3 and the positive electrode layer 4. By interdiffusion with the first binder in the positive electrode layer 4, the positive electrode layer 4 is firmly bound. Therefore, the positive electrode layer 4 preferably contains the first binder.

第1の結着剤としては、例えば、SBS (スチレンブタジエンブロック重合体)、SEBS (スチレンエチレンブタジエンスチレンブロック重合体)、スチレン−スチレンブタジエン−スチレンブロック重合体等のスチレン系熱可塑性エラストマー類、SBR (スチレンブタジエンゴム)、BR (ブタジエンゴム)、NR(天然ゴム)、IR (イソプレンゴム)、EPDM (エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)、および、これらの部分水素化物、あるいは完全水素化物が例示される。その他、ポリスチレン、ポリオレフィン、オレフィン系熱可塑性エラストマー、ポリシクロオレフイン、シリコーン樹脂等が例示される。   Examples of the first binder include styrene thermoplastic elastomers such as SBS (styrene butadiene block polymer), SEBS (styrene ethylene butadiene styrene block polymer), styrene-styrene butadiene-styrene block polymer, SBR, and the like. (Styrene butadiene rubber), BR (Butadiene rubber), NR (Natural rubber), IR (Isoprene rubber), EPDM (Ethylene-propylene-diene terpolymer), and partial hydrides or complete hydrides thereof Is exemplified. Other examples include polystyrene, polyolefin, olefinic thermoplastic elastomer, polycycloolefin, and silicone resin.

第2の結着剤は、第1の結着剤よりも正極集電体2への結着性が優れた結着剤である。正極集電体2への結着性が優れた結着剤であることは、例えば、正極集電体2に結着剤溶液を塗布、乾燥することにより得られた結着剤フィルムを正極集電体2から剥離するのに必要な力を、市販の剥離試験機で計測することにより判定することができる。第2の結着剤は、例えば、極性官能基を有する極性官能基含有樹脂であり、正極集電部体2と水素結合等を介して強固に結着する。ただし、第2の結着剤は、硫化物系固体電解質に対する反応性が高い場合が多いので、正極層4には含まれない。   The second binder is a binder that has better binding properties to the positive electrode current collector 2 than the first binder. A binder having excellent binding properties to the positive electrode current collector 2 is obtained by, for example, applying a binder film obtained by applying a binder solution to the positive electrode current collector 2 and drying the positive electrode current collector 2. The force required for peeling from the electric body 2 can be determined by measuring with a commercially available peel tester. The second binder is, for example, a polar functional group-containing resin having a polar functional group, and is firmly bound to the positive electrode current collector 2 through a hydrogen bond or the like. However, since the second binder is often highly reactive with the sulfide-based solid electrolyte, it is not included in the positive electrode layer 4.

第2の結着剤としては、例えば、NBR(ニトリルゴム)、CR(クロロプレンゴム)、および、これらの部分水素化物、あるいは完全水素化物、ポリアクリル酸エステルの共重合体、PVDF (ポリビニリデンフロライド)、VDF−HFP (ピニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体)、および、それらのカルボン酸変性物、CM(塩素化ポリエチレン)、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリイミド、ポリアミド、ポリアミドイミド等が例示される。また、上記の第1の結着剤にカルボン酸、スルホン酸、リン酸等を有するモノマーを共重合させた高分子等が例示される。   Examples of the second binder include NBR (nitrile rubber), CR (chloroprene rubber), partial hydrides thereof, or complete hydrides, copolymers of polyacrylic acid esters, PVDF (polyvinylidene fluoride), and the like. Ride), VDF-HFP (Pinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer), and their carboxylic acid modified products, CM (chlorinated polyethylene), polymethacrylic acid ester, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer Examples include coalescence, polyimide, polyamide, polyamideimide and the like. Moreover, the polymer etc. which copolymerized the monomer which has carboxylic acid, a sulfonic acid, phosphoric acid etc. in said 1st binder are illustrated.

なお、接着層導電性物質、第1の結着剤、及び、第2の結着剤の含有量の比については、特に制限されないが、例えば、接着層導電性物は接着層3の総質量に対して50〜95質量%、第1の結着剤は接着層3の総質量に対して3〜30質量%、第2の結着剤は接着層3の総質量に対して2〜20質量%である。   The content ratio of the adhesive layer conductive material, the first binder, and the second binder is not particularly limited. For example, the adhesive layer conductive material is the total mass of the adhesive layer 3. The first binder is 3 to 30% by mass with respect to the total mass of the adhesive layer 3, and the second binder is 2 to 20 with respect to the total mass of the adhesive layer 3. % By mass.

正極層4は、硫化物系固体電解質、正極活物質、正極層導電性物質、及び、正極層結着剤を含む。正極層導電性物質は、接着層導電性物質と同様なものでよい。硫化物系固体電解質としては、例えば、Li2S-P25、を例示できる。この硫化物系固体電解質は、リチウムイオン伝導性が他の無機化合物より高いことが知られており、Li2S-P25の他に、SiS2、GeS2、B23等の硫化物を含んでいてもよい。また、固体電解質には、適宜、Li3PO4やハロゲン、ハロゲン化合物等を添加した無機固体電解質を用いてもよい。 The positive electrode layer 4 includes a sulfide-based solid electrolyte, a positive electrode active material, a positive electrode layer conductive material, and a positive electrode layer binder. The positive electrode layer conductive material may be the same as the adhesive layer conductive material. Examples of the sulfide-based solid electrolyte include Li 2 S—P 2 S 5 . This sulfide-based solid electrolyte is known to have higher lithium ion conductivity than other inorganic compounds. In addition to Li 2 S—P 2 S 5 , SiS 2 , GeS 2 , B 2 S 3, etc. It may contain sulfide. Further, as the solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte to which Li 3 PO 4 , halogen, a halogen compound or the like is appropriately added may be used.

また、硫化物系固体電解質は、Li2SとP25とを溶融温度以上に加熱して所定の比率で両者を溶融混合し、所定時間保持した後、急冷することにより得られる(溶融急冷法)。またLi2S-P25をメカニカルミリング法により処理して得られる。Li2S-P25の混合比は、モル比で、通常、50:50〜85:15 、好ましくは、65:35〜80:20である。 The sulfide-based solid electrolyte is obtained by heating Li 2 S and P 2 S 5 to a melting temperature or higher, melting and mixing them at a predetermined ratio, holding them for a predetermined time, and then rapidly cooling (melting). Quenching method). The obtained processed by mechanical milling method Li 2 S-P 2 S 5 . The mixing ratio of Li 2 S—P 2 S 5 is usually 50:50 to 85:15, preferably 65:35 to 80:20, as a molar ratio.

固体電池1は、電解質が固体電解質で構成される。固体電解質として、硫化物系固体電解質の他に、無機化合物からなるリチウムイオン伝導体を無機固体電解質として含有するものが例示される。このようなリチウムイオン伝導体としては、例えば、LiN、LISICON、LIPON(Li3+yPO4−x)、Thio−LISICON(Li3.25Ge0.250.75)、LiO−Al−TiO−P(LATP)がある。これらの無機化合物は、結晶、非晶質、ガラス状、ガラスセラミック等の構造をとりうる。 In the solid battery 1, the electrolyte is composed of a solid electrolyte. Examples of the solid electrolyte include those containing a lithium ion conductor made of an inorganic compound as the inorganic solid electrolyte in addition to the sulfide-based solid electrolyte. Examples of such lithium ion conductors include Li 3 N, LIICON, LIPON (Li 3 + y PO 4−x N x ), Thio-LISICON (Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 ), Li has 2 O-Al 2 O 3 -TiO 2 -P 2 O 5 (LATP). These inorganic compounds can take a crystal, amorphous, glassy, glass ceramic or the like structure.

正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能な物質であれば特に限定されず、例えば、コバルト酸リチウム(LCO)、ニッケル酸リチウム、ニッケルコバルト酸リチウム、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(以下、「NCA」と称する場合もある。)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(以下、「NCM」と称する場合もある。)、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、硫化ニッケル、硫化銅、硫黄、酸化鉄、酸化バナジウム等が挙げられる。これらの正極活物質は、単独で用いられてもよく、2種以上が併用されてもよい。   The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions. For example, lithium cobalt oxide (LCO), lithium nickelate, lithium nickel cobaltate, nickel cobalt aluminum acid Lithium (hereinafter also referred to as “NCA”), nickel cobalt lithium manganate (hereinafter also referred to as “NCM”), lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur , Iron oxide, vanadium oxide and the like. These positive electrode active materials may be used independently and 2 or more types may be used together.

正極活物質は、上記に挙げた正極活物質の例のうち、特に、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩であることが好ましい。ここでいう「層状」とは、薄いシート状の形状のことを意味し、「岩塩型構造」とは、結晶構造の1種である塩化ナトリウム型構造のことであり、陽イオン及び陰イオンのそれぞれが形成する面心立方格子が、互いに単位格子の稜の1/2だけずれた構造を指す。このような層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩としては、例えば、Li1−x−y−zNiCoAl(NCA)またはLi1−x−y−zNiCoMn(NCM)(0<x<1、0<y<1、0<z<1、かつx+y+z<1)で表される3元系の遷移金属酸化物のリチウム塩が挙げられる。 The positive electrode active material is preferably a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt type structure, among the examples of the positive electrode active materials listed above. “Layered” as used herein means a thin sheet-like shape, and “rock salt structure” refers to a sodium chloride structure, which is a kind of crystal structure, and includes cations and anions. Each of the face-centered cubic lattices formed by each indicates a structure that is shifted from each other by a half of the edge of the unit lattice. As a lithium salt of a transition metal oxide having such a layered rock salt structure, for example, Li 1-x-yz Ni x Co y Al z O 2 (NCA) or Li 1-x-yz Ni x Co y Mn z O 2 (NCM) (0 <x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and x + y + z <1) is represented by a lithium salt of a ternary transition metal oxide. Can be mentioned.

正極層結着剤は、例えば、極性官能基を有しない非極性樹脂である。したがって、正極層結着剤は、反応性の高い固体電解質、特に、硫化物系固体電解質に対して不活性である。正極層結着剤としては、好ましくは、既述の第1の結着剤を含む。固体電池1の電解質は、反応性の高い硫化物系固体電解質であるので、正極層結着剤は非極性樹脂である。   The positive electrode layer binder is, for example, a nonpolar resin having no polar functional group. Therefore, the positive electrode layer binder is inactive to highly reactive solid electrolytes, particularly sulfide-based solid electrolytes. The positive electrode layer binder preferably includes the first binder described above. Since the electrolyte of the solid battery 1 is a highly reactive sulfide-based solid electrolyte, the positive electrode layer binder is a nonpolar resin.

正極層の合剤には、炭化水素系高分子が接着剤成分として含有されている。この炭化水素系高分子は、電池の製造時出の炭化水素系高分子の活性化処理によって架橋して、正極層内の剛性或いは弾性を高め、そして、電解質層の炭化水素系高分子とも架橋することによって、層界面の密着度を向上させる。   The mixture of the positive electrode layer contains a hydrocarbon polymer as an adhesive component. This hydrocarbon polymer is cross-linked by activation treatment of the hydrocarbon polymer at the time of manufacturing the battery to increase rigidity or elasticity in the positive electrode layer, and is also cross-linked with the hydrocarbon polymer of the electrolyte layer. By doing so, the adhesion degree of a layer interface is improved.

炭化水素系高分子の特性は、既述の第1の結着剤とほぼ同じで、非極性であり、かつ、硫化物系固体電解質に対して不活性なものである。炭化水素系高分子は第1の結着剤と同一成分で、当該第1の結着剤を兼ねてもよいし、第1の結着剤とは別に正極合剤に添加されていてもよい。   The characteristics of the hydrocarbon polymer are substantially the same as those of the first binder described above, are nonpolar, and are inert to the sulfide solid electrolyte. The hydrocarbon polymer is the same component as the first binder and may also serve as the first binder, or may be added to the positive electrode mixture separately from the first binder. .

炭化水素系高分子は、活性化処理によって、架橋剤を必要とすることなく、架橋できるものであって、その為に、分子中に不飽和結合、あるいは、ラジカル化に適した構造を備えることが好ましい。炭化水素系高分子には、アルカン、及び、アルケンが含まれる。炭化水素系高分子には、炭素及び水素からなる骨格に、第3成分が付加、縮合等されていてもよい。   Hydrocarbon polymers can be crosslinked without the need for a cross-linking agent by activation treatment, and therefore have a structure suitable for unsaturated bonds or radicalization in the molecule. Is preferred. Hydrocarbon polymers include alkanes and alkenes. In the hydrocarbon polymer, a third component may be added or condensed to a skeleton composed of carbon and hydrogen.

炭化水素系高分子を架橋するための活性化条件、或いは、活性化処理には、放射線等の電子線重合の処理、熱重合の処理等が含まれる。炭化水素系高分子は、活性化処理によって主鎖同士がその一部で架橋され、非極性溶媒に対して難溶化、或いは不溶化して、接着剤としての機能を達成する。   The activation conditions or the activation treatment for crosslinking the hydrocarbon polymer includes electron beam polymerization treatment such as radiation, thermal polymerization treatment, and the like. In the hydrocarbon polymer, the main chains are partially crosslinked by the activation treatment, and hardly or insoluble in the nonpolar solvent, thereby achieving the function as an adhesive.

炭化水素系高分子としては、例えば、第1の結着剤でもある、SBS (スチレンブタジエンブロック重合体)、SEBS (スチレンエチレンブタジエンスチレンブロック重合体)、スチレン−スチレンブタジエン−スチレンブロック重合体等のスチレン系熱可塑性エラストマー類、SBR (スチレンブタジエンゴム)、BR (ブタジエンゴム)、EPDM (エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体)がある。発明者が検討したところ,EPDMが好ましかった。炭化水素系高分子が第1の結着剤を兼ねる場合には、第1の結着剤に対して許容された含有量でよい。第1の結着剤とは別に正極合剤中に添加される場合には、第2の結着剤に対して許容された含有量未満であって、且つ、第2の結着剤との総量が第2の結着剤に対して許容された含有量でよい。   Examples of the hydrocarbon polymer include SBS (styrene butadiene block polymer), SEBS (styrene ethylene butadiene styrene block polymer), and styrene-styrene butadiene-styrene block polymer, which are also the first binder. There are styrenic thermoplastic elastomers, SBR (styrene butadiene rubber), BR (butadiene rubber), EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer). When the inventor examined, EPDM was preferred. In the case where the hydrocarbon polymer also serves as the first binder, the content allowed for the first binder may be sufficient. When added to the positive electrode mixture separately from the first binder, the content is less than the content permitted for the second binder, and the second binder and The total amount may be the content allowed for the second binder.

炭化水素系高分子が架橋されて接着剤として正極集電体に接合可能であるために、既述の正極接着層を省略することは可能である。   Since the hydrocarbon polymer is cross-linked and can be bonded to the positive electrode current collector as an adhesive, the above-described positive electrode adhesive layer can be omitted.

炭化水素系高分子が架橋構造を有することにより、充放電時での正極活物質の膨張収縮に抵抗できる弾性が正極に付与されて、正極活物質の体積変化を抑制あるいは緩和等するために、正極層と固体電解質層との間の安定した界面状態を維持し、両者の密着性の低下を防ぐ効果もある。架橋のための活性化処理は、電池セルを構成後に実行されてもよいし、正極を形成する段階で実行されてもよい。   Since the hydrocarbon polymer has a crosslinked structure, elasticity that can resist expansion and contraction of the positive electrode active material during charge and discharge is imparted to the positive electrode, and the volume change of the positive electrode active material is suppressed or mitigated. There is also an effect of maintaining a stable interface state between the positive electrode layer and the solid electrolyte layer and preventing a decrease in adhesion between them. The activation process for cross-linking may be performed after the battery cell is configured, or may be performed at the stage of forming the positive electrode.

正極層4を正極集電体2に十分結着させるために、既述のとおり、第1の結着剤及び第2の結着剤を含む接着層3を正極層4と正極集電体2との間に介在させるようにしてもよい。これにより、接着層3内の第1の結着剤(炭化水素系高分子)が正極層4と強固に結着し、接着層3内の第2の結着剤も正極集電体2と強固に結着するので、正極集電体2と正極層4とが強固に結着される。ここで、正極層結着剤に第1の結着剤が含まれる場合、接着層3内の第1の結着剤は、接着層3と正極層4との界面を通じて正極層4内の第1の結着剤と相互拡散することで、正極層4と正極集電体2とが強固に結着される。   In order to sufficiently bind the positive electrode layer 4 to the positive electrode current collector 2, as described above, the adhesive layer 3 including the first binder and the second binder is bonded to the positive electrode layer 4 and the positive electrode current collector 2. You may make it interpose between. As a result, the first binder (hydrocarbon polymer) in the adhesive layer 3 is firmly bound to the positive electrode layer 4, and the second binder in the adhesive layer 3 is also connected to the positive electrode current collector 2. Since it is firmly bound, the positive electrode current collector 2 and the positive electrode layer 4 are firmly bound. Here, when the first binder is contained in the positive electrode layer binder, the first binder in the adhesive layer 3 passes through the interface between the adhesive layer 3 and the positive electrode layer 4 and the first binder in the positive electrode layer 4. The positive electrode layer 4 and the positive electrode current collector 2 are firmly bonded by interdiffusion with the first binder.

なお、硫化物系固体電解質、正極活物質、正極層導電性物質、及び、正極層結着剤の含有量の比については、特に制限されない。例えば、硫化物系固体電解質は正極層4の総質量に対して20〜50質量%、正極活物質は正極層4の総質量に対して45〜75質量%、正極層導電性物質は正極層4の総質量に対して1〜10質量%、正極層結着剤は正極層4の総質量に対して0.5〜4質量%である。   In addition, the ratio of the contents of the sulfide-based solid electrolyte, the positive electrode active material, the positive electrode layer conductive material, and the positive electrode layer binder is not particularly limited. For example, the sulfide-based solid electrolyte is 20 to 50% by mass with respect to the total mass of the positive electrode layer 4, the positive electrode active material is 45 to 75% by mass with respect to the total mass of the positive electrode layer 4, and the positive electrode layer conductive material is the positive electrode layer. 1 to 10% by mass with respect to the total mass of 4, and the positive electrode layer binder is 0.5 to 4% by mass with respect to the total mass of the positive electrode layer 4.

電解質層5は、硫化物系固体電解質、及び、電解質結着剤を含む。電解質結着剤は、極性官能基を有しない非極性樹脂である。したがって、電解質結着剤は、反応性の高い固体電解質、特に硫化物系固体電解質に対して不活性である。電解質結着剤は、好ましくは、第1の結着剤を含む。   The electrolyte layer 5 includes a sulfide-based solid electrolyte and an electrolyte binder. The electrolyte binder is a nonpolar resin having no polar functional group. Accordingly, the electrolyte binder is inactive to highly reactive solid electrolytes, particularly sulfide-based solid electrolytes. The electrolyte binder preferably includes a first binder.

電解質層の合剤中には、前記炭化水素系高分子が含有されている。炭化水素系高分子は、既述のように、電解質結着剤(第1の結着剤)を兼ねてもよいし、これとは別に固体電解質に添加されていてもよい。   The mixture of the electrolyte layer contains the hydrocarbon polymer. As described above, the hydrocarbon polymer may also serve as the electrolyte binder (first binder), or may be added to the solid electrolyte separately.

電解質層5内の第1の結着剤(炭化水素系高分子)は、正極層4と電解質層5との界面を通じて正極層4内の第1の結着剤(炭化水素系高分子)と相互拡散することで、正極層4と電解質層5とが強固に結着する。なお、硫化物系固体電解質、及び、電解質結着剤の含有量の比については、特に制限されない。例えば、硫化物系固体電解質は電解質層5の総質量に対して95〜99質量%、電解質結着剤は電解質層5の総質量に対して0.5〜5質量%である。   The first binder (hydrocarbon polymer) in the electrolyte layer 5 is mixed with the first binder (hydrocarbon polymer) in the positive electrode layer 4 through the interface between the positive electrode layer 4 and the electrolyte layer 5. By positive diffusion, the positive electrode layer 4 and the electrolyte layer 5 are firmly bound. The ratio of the content of the sulfide-based solid electrolyte and the electrolyte binder is not particularly limited. For example, the sulfide-based solid electrolyte is 95 to 99 mass% with respect to the total mass of the electrolyte layer 5, and the electrolyte binder is 0.5 to 5 mass% with respect to the total mass of the electrolyte layer 5.

負極層6は、負極活物質、第1の結着剤(炭化水素系高分子)、及び、第2の結着剤を含む。負極活物質は、黒鉛系活物質、例えば人造黒鉛、天然黒鉛、人造黒鉛と天然黒鉛との混合物、人造黒鉛を被覆した天然黒鉛等が挙げられる。   The negative electrode layer 6 includes a negative electrode active material, a first binder (hydrocarbon polymer), and a second binder. Examples of the negative electrode active material include graphite-based active materials such as artificial graphite, natural graphite, a mixture of artificial graphite and natural graphite, and natural graphite coated with artificial graphite.

負極層6には、固体電池1の製造時等に電解質層5から硫化物系固体電解質が膨潤する可能性がある。即ち、負極層6には、硫化物系固体電解質が含まれる可能性がある。したがって、負極層6に第2の結着剤を含めると、第2の結着剤が負極層6内の硫化物系固体電解質と反応するので、負極層6内の硫化物系固体電解質が劣化する。しかし、負極活物質が黒鉛活物質であれば、固体電池1の劣化が防止される。このことは、負極活物質が黒鉛活物質であれば、負極層6に硫化物系固体電解質が必須ではないことを意味する。なお、硫化物系固体電解質は、負極層6と負極集電体7との界面部分までは膨潤しない。   The negative electrode layer 6 may swell the sulfide-based solid electrolyte from the electrolyte layer 5 when the solid battery 1 is manufactured. That is, the negative electrode layer 6 may contain a sulfide-based solid electrolyte. Therefore, when the second binder is included in the negative electrode layer 6, the second binder reacts with the sulfide solid electrolyte in the negative electrode layer 6, so that the sulfide solid electrolyte in the negative electrode layer 6 deteriorates. To do. However, if the negative electrode active material is a graphite active material, deterioration of the solid battery 1 is prevented. This means that a sulfide-based solid electrolyte is not essential for the negative electrode layer 6 if the negative electrode active material is a graphite active material. The sulfide-based solid electrolyte does not swell up to the interface portion between the negative electrode layer 6 and the negative electrode current collector 7.

したがって、負極層6に第2の結着剤を含めることができる。第2の結着剤は、水素結合を介して負極集電体7と強固に結着する。ただし、第2の結着剤だけでは、負極層6と電解質層5との結着性が十分でない可能性がある。そこで、本実施形態では、負極層6に第2の結着剤の他、第1の結着剤(炭化水素系高分子)を含めている。これにより、第1の結着剤は、電解質層5と強固に結着する。負極層6内の第1の結着剤は、負極層6と電解質層5との界面を通じて電解質層5内の第1の結着剤と相互拡散することで、電解質層5とより強固に結着することができる。なお、第1の結着剤が炭化水素系高分子であるとして説明したが、炭化水素系高分子が第1の結着剤とは別のものとして負極合剤中に添加されていてもよい。   Therefore, the second binder can be included in the negative electrode layer 6. The second binder is firmly bound to the negative electrode current collector 7 through a hydrogen bond. However, the binding property between the negative electrode layer 6 and the electrolyte layer 5 may not be sufficient with the second binder alone. Therefore, in the present embodiment, the negative electrode layer 6 includes the first binder (hydrocarbon polymer) in addition to the second binder. Thereby, the first binder is firmly bound to the electrolyte layer 5. The first binder in the negative electrode layer 6 is interdiffused with the first binder in the electrolyte layer 5 through the interface between the negative electrode layer 6 and the electrolyte layer 5, thereby binding the electrolyte layer 5 more firmly. Can be worn. Although the first binder has been described as being a hydrocarbon polymer, the hydrocarbon polymer may be added to the negative electrode mixture as a separate material from the first binder. .

正極層の炭化水素系高分子が架橋されたのと同様に、負極層の炭化水素系高分子も架橋されることにより、充放電時での負極活物質の膨張収縮に抵抗できる弾性が負極に付与されて負極活物質の体積変化を抑制あるいは緩和等するために、負極層と固体電解質層との間の安定した界面状態を維持し、両者の密着性の低下を防ぐ効果がある。架橋のための活性化処理は、電池セルを構成後に実行されてもよいし、負極を形成する時点で行われてもよい。   In the same way that the hydrocarbon polymer in the positive electrode layer is cross-linked, the hydrocarbon polymer in the negative electrode layer is also cross-linked so that the negative electrode has elasticity that can resist expansion and contraction of the negative electrode active material during charge and discharge. In order to suppress or alleviate the volume change of the negative electrode active material by being applied, there is an effect of maintaining a stable interface state between the negative electrode layer and the solid electrolyte layer and preventing a decrease in adhesion between them. The activation process for cross-linking may be performed after the battery cell is configured, or may be performed at the time of forming the negative electrode.

負極活物質、第1の結着剤、及び、第2の結着剤の含有量の比については、特に制限されない。例えば、負極活物質は負極層6の総質量に対して95〜99質量%、第1の結着剤は負極層6の総質量に対して0.5〜5質量%、第2の結着剤は負極層6の総質量に対して0.5〜5質量%である。   The ratio of the content of the negative electrode active material, the first binder, and the second binder is not particularly limited. For example, the negative electrode active material is 95 to 99% by mass with respect to the total mass of the negative electrode layer 6, and the first binder is 0.5 to 5% by mass with respect to the total mass of the negative electrode layer 6, and the second binder. The agent is 0.5 to 5% by mass with respect to the total mass of the negative electrode layer 6.

負極集電体7は、導電体であればどのようなものでもよく、例えば、ニッケル、銅、ステンレス鋼、及びニッケルメッキ鋼等で構成される。なお、上記の各層には、公知の添加剤等を適宜加えてもよい。   The negative electrode current collector 7 may be any conductor as long as it is a conductor, and is composed of, for example, nickel, copper, stainless steel, nickel-plated steel, or the like. In addition, you may add a well-known additive etc. to said each layer suitably.

負極には、既述の第2の結着剤は必ずしも必須なものではない。負極中の炭化水素系高分子は接着剤として、活性化処理によって負極集電体に結着可能である。既述のとおり、この機能は正極の正極集電体に対する接着でも同様である。   The above-mentioned second binder is not necessarily essential for the negative electrode. The hydrocarbon polymer in the negative electrode can be bound to the negative electrode current collector as an adhesive by an activation treatment. As described above, this function is the same as the adhesion of the positive electrode to the positive electrode current collector.

既述の説明では、正極、負極、及び、電解質層に炭化水素系高分子が含有されるとしたが、この内の一つ以上に含有されていれば本願発明の効果が達成される。炭化水素系高分子は、各層内で架橋されることにより、各層の弾性や剛性を強化して、電極活物質の膨張収縮の応力に抵抗することができる。さらに、正極−電解質層、電解質−正極を接合する際、炭化水素系高分子の架橋によって、接合強度の維持あるいは向上が達成される。二つの層を接合する際、溶媒中に含有された炭化水素系高分子は一方の層から他方の層に移動できるため、二層のうち少なくとも一方の層に炭化水素系高分子が含有されていればよい。その観点から、少なくとも固体電解質に炭化水素系高分子が含有されていれば本願発明の効果を達成することができる。   In the above description, it is assumed that the hydrocarbon polymer is contained in the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer. However, the effect of the present invention can be achieved if it is contained in one or more of them. The hydrocarbon polymer can be cross-linked in each layer, thereby strengthening the elasticity and rigidity of each layer and resisting the stress of expansion and contraction of the electrode active material. Further, when the positive electrode-electrolyte layer and the electrolyte-positive electrode are bonded, the bonding strength can be maintained or improved by crosslinking of the hydrocarbon polymer. When joining two layers, since the hydrocarbon polymer contained in the solvent can move from one layer to the other, at least one of the two layers contains the hydrocarbon polymer. Just do it. From this point of view, the effect of the present invention can be achieved if at least the solid polymer contains a hydrocarbon polymer.

<2.固体電池の製造方法>
次に、実施例の説明の前に、固体電池の製造方法を説明する。第1の形態は、正極と電解質層をそれぞれ印刷後、電解質層を正極層に転写、加圧ロールによりドライラミネーションを実施し、電解質層面より電子線を照射して架橋した正極/電解質層と、負極層をロールプレスにより更に結着して電池を作製するものである。炭化水素系化合物に対する架橋は正極と電解質層間で行う。
<2. Manufacturing method of solid battery>
Next, a method for manufacturing a solid battery will be described before the description of the examples. In the first embodiment, after printing each of the positive electrode and the electrolyte layer, the electrolyte layer is transferred to the positive electrode layer, dry lamination is performed by a pressure roll, and the positive electrode / electrolyte layer is crosslinked by irradiation with an electron beam from the electrolyte layer surface; The negative electrode layer is further bound by a roll press to produce a battery. Crosslinking with respect to the hydrocarbon compound is performed between the positive electrode and the electrolyte layer.

第1の結着剤(炭化水素系化合物)の溶媒としては、炭化水素系化合物を溶解できるのであれば特に制限されるものではないが、芳香族系あるいは炭化水素系の無極性或いは非極性溶媒であり、例えば、キシレン、トルエン、エチルベンゼン等の芳香族炭化水素、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン等の脂肪族炭化水素類等が好ましい。その他、NMP(N−メチルピロリドン)、DMF(N、N−ジメチルホルムアミド)、N,N−ジメチルアセトアミド、等のアミド溶媒、酢酸ブチル、酢酸エチル等のアルキルエステル溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類溶媒、テトラフドロフラン、ジエチルエーテル等のエーテル類溶媒、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコール類溶媒等であってもよい。   The solvent for the first binder (hydrocarbon compound) is not particularly limited as long as it can dissolve the hydrocarbon compound, but it is an aromatic or hydrocarbon nonpolar or nonpolar solvent. For example, aromatic hydrocarbons such as xylene, toluene, and ethylbenzene, and aliphatic hydrocarbons such as pentane, hexane, and heptane are preferable. In addition, amide solvents such as NMP (N-methylpyrrolidone), DMF (N, N-dimethylformamide), N, N-dimethylacetamide, alkyl ester solvents such as butyl acetate and ethyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone And the like, ketone solvents such as tetrahydrofuran and diethyl ether, alcohol solvents such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol.

第2の対応は、正極を印刷により作製し、電子線を照射して正極の炭化水素系高分子を架橋させることにより正極を硬化する。正極上に電解質層を印刷し、さらに電子線を照射し同様に電解質層を硬化する。その後、負極層をロールプレスによりさらに結着して電池を作製する。正極と電解質間の化学架橋は正極上に印刷した電解質層に含まれる炭化水素系化合物の浸透後、さらなる電子線照射によって実現される。   The second correspondence is that a positive electrode is produced by printing, and the positive electrode is cured by irradiating an electron beam to crosslink the hydrocarbon polymer of the positive electrode. An electrolyte layer is printed on the positive electrode, and further irradiated with an electron beam to similarly cure the electrolyte layer. Thereafter, the negative electrode layer is further bound by a roll press to produce a battery. The chemical crosslinking between the positive electrode and the electrolyte is realized by further electron beam irradiation after penetration of the hydrocarbon-based compound contained in the electrolyte layer printed on the positive electrode.

第3の対応は、正極と負極および、電解質層をそれぞれ印刷後、電解質層を正極層に転写、次いで、負極を電解質層に重ね合わせ、正極/電解質層/負極を、加圧ロールによりドライラミネーションを実施し、次いで、負極面より電子線を照射して電池を作成する。正極、負極、及び、電解質層に炭化水素系高分子が含有されている。炭化水素系高分子の架橋は正極−電解質層−負極間で達成されている。   The third correspondence is that after printing the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer, the electrolyte layer is transferred to the positive electrode layer, then the negative electrode is superimposed on the electrolyte layer, and the positive electrode / electrolyte layer / negative electrode is dry-laminated by a pressure roll. Then, an electron beam is irradiated from the negative electrode surface to produce a battery. The positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer contain a hydrocarbon polymer. The crosslinking of the hydrocarbon polymer is achieved between the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode.

この製造形態では、正極を塗工により生成するので、大面積の正極を容易に製造することができる。即ち、大容量の固体電池1を容易に製造することができる。   In this manufacturing mode, since the positive electrode is generated by coating, a large-area positive electrode can be easily manufactured. That is, the large-capacity solid battery 1 can be easily manufactured.

<実施例>
次に、本実施形態の実施例について説明する。なお、以下の各実施例及び比較例での作業は、全て露点温度−55℃以下のドライルーム内で行われた。
[実施例1]
[正極層の生成]
正極活物質としてのLiNiCoAlO三元系粉末と、硫化物系固体電解質としてのLiS−P(80:20モル%)非晶質粉末と、導電助剤としての気相成長炭素繊維粉末とを60:35:5:の質量%比で秤量し、自転公転ミキサを用いて混合した。
<Example>
Next, examples of the present embodiment will be described. In addition, all the operations in the following Examples and Comparative Examples were performed in a dry room having a dew point temperature of −55 ° C. or lower.
[Example 1]
[Creation of positive electrode layer]
LiNiCoAlO 2 ternary powder as a positive electrode active material, Li 2 S—P 2 S 5 (80:20 mol%) amorphous powder as a sulfide-based solid electrolyte, and vapor-grown carbon as a conductive aid The fiber powder was weighed in a mass% ratio of 60: 35: 5: and mixed using a rotation and revolution mixer.

次いで、この混合粉に、結着剤(ここではエチレンプロピレンジエンゴム、以下EPDM)が溶解したキシレン溶液をEPDMが混合粉の総質量に対して2.0質量%となるように添加することで、1次混合液を調整した。さらに、粘度調整のための脱水キシレンを適量添加することで、2次混合液を生成した。さらに、混合粉の分散性を向上させるために、直径5mmのジルコニアボールを、空間、混合粉、ジルコニアボールがそれぞれ混練容器の全容積に対して1/3ずつを占めるように2次混合液に投入した。これにより生成された3次混合液を自転公転ミキサに投入し、3000rpmで3分撹拌することで、正極層塗工液を生成した。   Next, to this mixed powder, a xylene solution in which a binder (herein, ethylene propylene diene rubber, hereinafter referred to as EPDM) is dissolved is added so that EPDM becomes 2.0 mass% with respect to the total mass of the mixed powder. A primary mixed solution was prepared. Furthermore, a secondary mixed liquid was produced by adding an appropriate amount of dehydrated xylene for viscosity adjustment. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, a zirconia ball having a diameter of 5 mm is changed into a secondary mixed solution so that the space, the mixed powder, and the zirconia ball each occupy 1/3 of the total volume of the kneading container. I put it in. The tertiary mixed liquid produced | generated by this was thrown into the rotation-revolution mixer, and the positive electrode layer coating liquid was produced | generated by stirring at 3000 rpm for 3 minutes.

次いで、卓上スクリーン印刷機に正極集電体2を載置し、100μmのメタルマスクを用いて正極層塗工液をシート上に塗工した。その後、正極層塗工液が塗工されたシートを40℃のホットプレートで10分乾燥させた後、40℃で12時間真空乾燥させた。これにより、正極層4を形成した。乾燥後の正極集電体2及び、正極層3の総厚さは125μm前後であった。   Next, the positive electrode current collector 2 was placed on a desktop screen printing machine, and the positive electrode layer coating solution was applied onto the sheet using a 100 μm metal mask. Then, after drying the sheet | seat with which the positive electrode layer coating liquid was coated with a 40 degreeC hotplate for 10 minutes, it was vacuum-dried at 40 degreeC for 12 hours. Thereby, the positive electrode layer 4 was formed. The total thickness of the positive electrode current collector 2 and the positive electrode layer 3 after drying was around 125 μm.

次いで、正極集電体2、及び正極層3からなるシートをロールギャップ10μmのロールプレス機を用いてプレスすることで、正極構造体を生成した。正極構造体の厚みは80μm前後であった。   Subsequently, the sheet | seat which consists of the positive electrode electrical power collector 2 and the positive electrode layer 3 was pressed using the roll press machine with a roll gap of 10 micrometers, and the positive electrode structure was produced | generated. The thickness of the positive electrode structure was about 80 μm.

[負極層の生成]
負極活物質としての黒鉛粉末(80℃で24時間真空乾燥したもの)と、硫化物系固体電解質としてのLiS−P(80:20モル%)非晶質粉末と、導電助剤としての気相成長炭素繊維粉末とを60:35:5:の質量%比で秤量し、自転公転ミキサを用いて混合した。次いで、この混合粉に、EPDMが溶解したキシレン溶液をEPDMが混合粉の総質量に対して2.0質量%となるように添加することで、1次混合液を調整した。さらに、粘度調整のための脱水キシレンを適量添加することで、2次混合液を生成した。さらに、混合粉の分散性を向上させるために、直径5mmのジルコニアボールを、空間、混合粉、ジルコニアボールがそれぞれ混練容器の全容積に対して1/3ずつを占めるように2次混合液に投入した。これにより生成された3次混合液を自転公転ミキサに投入し、3000rpmで3分撹拌することで、負極層塗工液を生成した。
[Formation of negative electrode layer]
Graphite powder as a negative electrode active material (vacuum dried at 80 ° C. for 24 hours), Li 2 S—P 2 S 5 (80:20 mol%) amorphous powder as a sulfide-based solid electrolyte, and conductive assistant The vapor-grown carbon fiber powder as an agent was weighed at a mass% ratio of 60: 35: 5: and mixed using a rotation and revolution mixer. Subsequently, the xylene solution in which EPDM was dissolved was added to the mixed powder so that the EPDM was 2.0% by mass with respect to the total mass of the mixed powder, thereby adjusting the primary mixed solution. Furthermore, a secondary mixed liquid was produced by adding an appropriate amount of dehydrated xylene for viscosity adjustment. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, a zirconia ball having a diameter of 5 mm is changed into a secondary mixed solution so that the space, the mixed powder, and the zirconia ball each occupy 1/3 of the total volume of the kneading container. I put it in. The tertiary mixed liquid produced | generated by this was thrown into the rotation-revolution mixer, and the negative electrode layer coating liquid was produced | generated by stirring at 3000 rpm for 3 minutes.

次いで、卓上スクリーン印刷機に負極集電体6を載置し、100μmのメタルマスクを用いて負極層塗工液をシート上に塗工した。その後、負極層塗工液が塗工されたシートを40℃のホットプレートで10分乾燥させた後、40℃で12時間真空乾燥させた。これにより、負極層5を形成した。乾燥後の負極集電体6及び、負極層5の総厚さは125μm前後であった。   Next, the negative electrode current collector 6 was placed on a desktop screen printing machine, and the negative electrode layer coating solution was applied onto the sheet using a 100 μm metal mask. Then, after drying the sheet | seat with which the negative electrode layer coating liquid was coated with a 40 degreeC hotplate for 10 minutes, it was vacuum-dried at 40 degreeC for 12 hours. Thereby, the negative electrode layer 5 was formed. The total thickness of the negative electrode current collector 6 and the negative electrode layer 5 after drying was around 125 μm.

負極層塗工液が塗工されたシートを、80℃に加熱された乾燥機内に収納し、20分乾燥した。その後、負極集電部材7及び負極層6からなるシートをロールギャップ10μmのロールプレス機を用いて圧延することで、負極構造体を生成した。負極構造体の厚さは80μm前後であった。さらに、圧延後のシートを40℃で12時間真空乾燥を行い、負極層6を生成した。   The sheet coated with the negative electrode layer coating solution was stored in a dryer heated to 80 ° C. and dried for 20 minutes. Then, the sheet | seat which consists of the negative electrode current collection member 7 and the negative electrode layer 6 was rolled using the roll press machine with a roll gap of 10 micrometers, and the negative electrode structure was produced | generated. The thickness of the negative electrode structure was about 80 μm. Further, the rolled sheet was vacuum-dried at 40 ° C. for 12 hours to produce the negative electrode layer 6.

[電解質層の生成]
硫化物系固体電解質としてのLiS−P(80:20モル%)非晶質粉末に、結着剤EPDMのキシレン溶液をLiS−P(80:20モル%)非晶質粉末の質量に対して2質量%添加することで、1次混合液を調整した。さらに、この1次混合液に、粘度調整のための脱水キシレンを適量添加することで、2次混合液を生成した。さらに、混合粉の分散性を向上させるために、直径5mmのジルコニアボールを、空間、混合粉、ジルコニアボールがそれぞれ混練容器の全容積に対して1/3ずつを占めるように2次混合液に投入した。これにより生成された3次混合液を自転公転ミキサに投入し、3000rpmで3分撹拌することで、電解質層塗工液を生成した。
[Creation of electrolyte layer]
Li 2 S—P 2 S 5 (80:20 mol%) as a sulfide-based solid electrolyte was added to a xylene solution of binder EPDM in an amorphous powder, and Li 2 S—P 2 S 5 (80:20 mol%). ) The primary mixed solution was prepared by adding 2% by mass with respect to the mass of the amorphous powder. Furthermore, a secondary mixed solution was generated by adding an appropriate amount of dehydrated xylene for viscosity adjustment to the primary mixed solution. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, a zirconia ball having a diameter of 5 mm is changed into a secondary mixed solution so that the space, the mixed powder, and the zirconia ball each occupy 1/3 of the total volume of the kneading container. I put it in. The tertiary mixture produced in this way was put into a rotation and revolution mixer and stirred at 3000 rpm for 3 minutes to produce an electrolyte layer coating solution.

次いで、卓上スクリーン印刷機に負極構造体を載置し、150μmのメタルマスクを用いて電解質層塗工液をアルミ箔に塗工した。その後、電解質層塗工液が塗工されたシートを40℃のホットプレートで10分乾燥させた後、40℃で12時間真空乾燥させた。その後、印刷基材のアルミ箔と電解質層4からなるシートをロールギャップ10μmのロールプレス機を用いて圧延することで、圧縮され、アルミ箔から剥離した状態の電解質層4を生成した。プレス後の電解質層4の厚さは80μm前後であった。   Next, the negative electrode structure was placed on a desktop screen printing machine, and the electrolyte layer coating solution was applied to the aluminum foil using a 150 μm metal mask. Thereafter, the sheet coated with the electrolyte layer coating solution was dried on a hot plate at 40 ° C. for 10 minutes and then vacuum dried at 40 ° C. for 12 hours. Then, the sheet | seat which consists of aluminum foil of a printing base material and the electrolyte layer 4 was rolled by using the roll press machine with a roll gap of 10 micrometers, and the electrolyte layer 4 of the state peeled from the aluminum foil was produced | generated. The thickness of the electrolyte layer 4 after pressing was around 80 μm.

[固体電池の生成]
負極構造体及び電解質層5からなるシートをそれぞれトムソン刃で打ちぬき、シートの電解質層4と正極構造体の正極層3とをロールギャップ50μmのロールプレス機を用いたドライラミネーション法により貼り合わせた。その後、この積層体をアルミラミネートバックに真空封入し、窒素気流下、NHVコーポレーション製EBC800-35を用いて、加速電圧500kV、線量50kGyの電子線照射を4回行い正極層3と電解質層4に含まれるEPDMの化学架橋を行った。得られた正極―電解質接合体に、トムソン刃で定型に打ち抜いた負極層5を重ね合わせて、ロールギャップ50μmのロールプレス機を用いたドライラミネーション法により貼り合わせることにより、電極集合体を作製し、外装体にアルミラミネートを配し、加熱真空シールすることで固体電池を作製した。
[Production of solid battery]
The sheet comprising the negative electrode structure and the electrolyte layer 5 was respectively punched with a Thomson blade, and the electrolyte layer 4 of the sheet and the positive electrode layer 3 of the positive electrode structure were bonded together by a dry lamination method using a roll press machine with a roll gap of 50 μm. . After that, the laminate is vacuum-sealed in an aluminum laminate bag, and irradiated with an electron beam at an acceleration voltage of 500 kV and a dose of 50 kGy using an EBC800-35 made by NHV Corporation under a nitrogen stream, to the positive electrode layer 3 and the electrolyte layer 4. Chemical crosslinking of the contained EPDM was performed. A negative electrode layer 5 punched into a fixed shape with a Thomson blade is overlaid on the obtained positive electrode-electrolyte assembly, and bonded together by a dry lamination method using a roll press machine with a roll gap of 50 μm to produce an electrode assembly. A solid battery was manufactured by placing an aluminum laminate on the outer package and heat-vacuum-sealing.

[実施例2]
[正極構造体の生成]
実施例1と同様の工程により、正極構造体を生成したのち、アルミラミネートバックに真空封入し、窒素気流下、NHVコーポレーション製EBC800-35を用いて、加速電圧500kV、線量50kGyの電子線照射を4回行い正極層3と電解質層4に含まれるEPDMの化学架橋を行い架橋された正極層3を生成した。
[負極層の生成]
実施例1と同様の工程により、負極構造体を生成した。
[電解質層の生成]
架橋された正極層3の上に、実施例1と同様の工程により、正極構造体上に電解質層を形成した。このとき、正極層3に含まれるEPDMは、電解質層塗工液に含まれるキシレンには通常、可溶性を示すが、正極層のEPDMは電子線により架橋してあるため互いに溶解せずに、正極層3と電解質層はそれぞれの層を形成することが可能であった。ここで得られた電解質層−正極接合体に再度、正極構造体生成と同様の方法により電子線照射を行い、架橋された電解質層−正極接合体を生成した。
[固体電池の生成]
負極構造体及び電解質層−正極接合体からなるシートをそれぞれトムソン刃で打ちぬき、重ね合わせた後、電解質層−正極接合体と負極層5をロールギャップ50μmのロールプレス機を用いたドライラミネーション法により貼り合わせた。外装体としてアルミラミネートを配し、得られた電極集合体を加熱真空シールすることで固体電池を作製した。
[Example 2]
[Generation of positive electrode structure]
After producing the positive electrode structure by the same process as in Example 1, it was sealed in an aluminum laminate bag and irradiated with an electron beam with an acceleration voltage of 500 kV and a dose of 50 kGy using EBC800-35 made by NHV Corporation under a nitrogen stream. The cross-linked positive electrode layer 3 was produced by performing chemical cross-linking of EPDM contained in the positive electrode layer 3 and the electrolyte layer 4 four times.
[Formation of negative electrode layer]
A negative electrode structure was produced by the same process as in Example 1.
[Creation of electrolyte layer]
An electrolyte layer was formed on the positive electrode structure on the cross-linked positive electrode layer 3 by the same process as in Example 1. At this time, the EPDM contained in the positive electrode layer 3 is usually soluble in xylene contained in the electrolyte layer coating solution. However, since the EPDM in the positive electrode layer is cross-linked by an electron beam, it does not dissolve in each other. Layer 3 and the electrolyte layer could form respective layers. The electrolyte layer-positive electrode assembly obtained here was again irradiated with an electron beam in the same manner as in the production of the positive electrode structure to produce a crosslinked electrolyte layer-positive electrode assembly.
[Production of solid battery]
After the sheets comprising the negative electrode structure and the electrolyte layer-positive electrode assembly are punched with a Thomson blade and stacked, the electrolyte layer-positive electrode assembly and the negative electrode layer 5 are dry-laminated using a roll press with a roll gap of 50 μm. Was pasted together. An aluminum laminate was arranged as an exterior body, and the obtained electrode assembly was heated and vacuum-sealed to produce a solid battery.

[実施例3]
[正極構造体の生成]
実施例1と同様の工程により、正極構造体を生成した。
[負極層の生成]
実施例1と同様の工程により、負極構造体を生成した。
[電解質層の生成]
実施例1と同様の工程により、電解質層を形成した。
[固体電池の生成]
負極構造体、正極構造体及び電解質層5からなるシートをそれぞれトムソン刃で打ちぬき、電解質層4を中心に、両面から正極構造体の負極構造体で狭持するよう配置した電極集合体をロールギャップ50μmのロールプレス機を用いたドライラミネーション法により貼り合わせた。その後、この電極積層体を外装体であるアルミラミネートを配した後、加熱真空シールすることで固体電池を作製した。得られた固体電池を窒素気流下、NHVコーポレーション製EBC800-35を用いて、加速電圧500kV、線量50kGyの電子線照射を6回行い正極層3、電解質層4および負極層5に含まれるEPDMの化学架橋を行った。
[Example 3]
[Generation of positive electrode structure]
A positive electrode structure was produced by the same process as in Example 1.
[Formation of negative electrode layer]
A negative electrode structure was produced by the same process as in Example 1.
[Creation of electrolyte layer]
An electrolyte layer was formed by the same process as in Example 1.
[Production of solid battery]
Each sheet of the negative electrode structure, the positive electrode structure, and the electrolyte layer 5 is punched with a Thomson blade, and the electrode assembly disposed so as to be sandwiched by the negative electrode structure of the positive electrode structure from both sides around the electrolyte layer 4 is rolled. Bonding was performed by a dry lamination method using a roll press with a gap of 50 μm. Thereafter, an aluminum laminate as an outer package was placed on the electrode laminate, and then heat vacuum sealing was performed to produce a solid battery. The obtained solid battery was irradiated with an electron beam at an acceleration voltage of 500 kV and a dose of 50 kGy six times using an EBC800-35 manufactured by NHV Corporation under a nitrogen stream, and the EPDM contained in the positive electrode layer 3, the electrolyte layer 4 and the negative electrode layer 5. Chemical crosslinking was performed.

[比較例1]
電子線照射を行わなかった以外は実施例1と同様の工程により、固体電池の単セルを生成した。
[Comparative Example 1]
A single cell of a solid battery was produced by the same process as in Example 1 except that the electron beam irradiation was not performed.

[比較例2]
正極層の生成において電子線照射を行わなかった以外は実施例2と同様の工程により、固体電池の単セルを生成した。
[Comparative Example 2]
A single cell of a solid battery was produced by the same process as Example 2 except that the electron beam irradiation was not performed in the production of the positive electrode layer.

[充電時内部短絡]
実施例1の単セルを東洋システム製充放電評価装置 TOSCAT−3100により0.05mA/cmの定電流密度で充電、引き続いて放電を行い、放電容量(mAh)を測定した(充電上限電圧4.0V、放電下限電圧2.5V)。測定した放電容量をもとに、0.025C、0.05C、0.075C、0.1C、0.15Cに相当する電流密度を算出した。なお1Cとは1時間率電流(mA)を意味する。このようにして算出した電流密度で各単セルを充電し、そのときの充電プロファイルから内部短絡の有無を判定した。図2にこれらの結果を示す。正常な充電が行われた電池では充電に伴い単セル電圧が単調に増大する。一方、微小内部短絡が発生した単セルは充電中の単セル電圧が安定に増大しない。このようにして各単セルの内部短絡を評価した結果を表1に示す。図2において、短絡もあるため、再現性確認のため、2セル試験した。
[Internal short circuit during charging]
The single cell of Example 1 was charged with a constant current density of 0.05 mA / cm 2 by a charge / discharge evaluation apparatus TOSCAT-3100 manufactured by Toyo System, and subsequently discharged, and the discharge capacity (mAh) was measured (charge upper limit voltage 4 0.0V, discharge lower limit voltage 2.5V). Based on the measured discharge capacity, current densities corresponding to 0.025C, 0.05C, 0.075C, 0.1C, and 0.15C were calculated. 1C means 1 hour rate current (mA). Each single cell was charged with the current density thus calculated, and the presence or absence of an internal short circuit was determined from the charging profile at that time. FIG. 2 shows these results. In a battery that has been normally charged, the single cell voltage monotonously increases as the battery is charged. On the other hand, a single cell in which a minute internal short circuit has occurred does not stably increase the single cell voltage during charging. The results of evaluating the internal short circuit of each single cell in this way are shown in Table 1. In FIG. 2, since there is a short circuit, a two-cell test was performed to confirm reproducibility.

比較例1は実施例1に比較して、充電電流値が大きくなるとリチウムのデンドライト析出に伴う微笑内部短絡が発生し、電圧が不安定となり、電池として不良化する。比較例2は実施例2に比較して、充電電流値が大きくなるとリチウムのデンドライト析出に伴う微笑内部短絡が発生し、電圧が不安定となり、電池として不良化する。   As compared with Example 1, in Comparative Example 1, when the charging current value is increased, a smile internal short circuit occurs due to lithium dendrite precipitation, the voltage becomes unstable, and the battery becomes defective. As compared with Example 2, in Comparative Example 2, when the charging current value is increased, a smile internal short circuit occurs due to lithium dendrite precipitation, the voltage becomes unstable, and the battery becomes defective.

また、作製直後に開回路電圧が0Vを示す電池を電圧不良とし、10個作製したときの不良数を表に示した。実施例1および2、比較例2は良品率が8割程度得られるが、実施例2は、正極の上に電解質層を形成したためか、若干良品率が低かった。しかしながら、電子線架橋せずに実施例2と同様に正極層上に電解質層を形成した比較例2は殆どが初期不良となった。これは、電解質層形成時にそれぞれの結着剤が共通溶媒であるキシレンに可溶化してしまい、正極の一部が電解質層と混じってしまったためと考えられた。また、これと比較すると、実施例2は正極を架橋することによって、良品率が大幅に増加し、また、電池特性も改良されていること判明した。   In addition, a battery having an open circuit voltage of 0 V immediately after the production was regarded as a voltage failure, and the number of failures when 10 pieces were produced is shown in the table. In Examples 1 and 2 and Comparative Example 2, a yield rate of about 80% was obtained, but in Example 2, the yield rate was slightly low, probably because an electrolyte layer was formed on the positive electrode. However, in Comparative Example 2 in which the electrolyte layer was formed on the positive electrode layer in the same manner as in Example 2 without electron beam crosslinking, most of the samples were initially defective. This was considered because each binder was solubilized in xylene, which is a common solvent, when the electrolyte layer was formed, and a part of the positive electrode was mixed with the electrolyte layer. Further, in comparison with this, it was found that in Example 2, the yield rate was significantly increased and the battery characteristics were improved by crosslinking the positive electrode.

表2に初期充電後および、10サイクル経過後の0.1Hzにおける交流抵抗値と容量維持率を示した。表から明らかなように、充放電による容量劣化が少なく、抵抗の増加は認められるものの、比較例よりは抑制されている事が明確である。実施例の容量維持率が高い理由としては、充放電時の電極層のリチウムイオンの挿入・脱離に伴う膨張収縮によって、電極内部のイオン電導および電子伝導パスがバインダーの架橋によって維持されているためと考えられる。   Table 2 shows the AC resistance value and capacity retention rate at 0.1 Hz after initial charging and after 10 cycles. As is clear from the table, it is clear that although there is little capacity deterioration due to charge / discharge and an increase in resistance is observed, it is suppressed more than in the comparative example. The reason why the capacity retention rate of the example is high is that the ion conduction and electron conduction paths inside the electrode are maintained by crosslinking of the binder due to expansion and contraction accompanying the insertion / extraction of lithium ions in the electrode layer during charging / discharging. This is probably because of this.

バインダーの架橋が電子線照射によって可能か否か、実施例に用いたEPDMと、スチレン-ブタジエン-スチレンブロックコポリマー(以下SBSと略す)を用いて、調査した。調査方法としては、それぞれの高分子をキシレンに溶解し、キャスト製膜後、電子線照射を窒素気流下、NHVコーポレーション製EBC800-35を用いて、加速電圧500kV、線量50kGyの電子線照射を複数回行い、各積算線量におけるキシレンへの溶解性あるいは膨潤性を調査した。その結果を表3に示す。   Whether the binder could be cross-linked by electron beam irradiation was investigated using EPDM used in the examples and styrene-butadiene-styrene block copolymer (hereinafter abbreviated as SBS). As the investigation method, each polymer is dissolved in xylene, casted, and electron beam irradiation is performed under nitrogen flow, using EBC800-35 manufactured by NHV Corporation, and multiple electron beam irradiations with an acceleration voltage of 500 kV and a dose of 50 kGy. The measurement was repeated once to investigate the solubility or swelling in xylene at each cumulative dose. The results are shown in Table 3.

良溶媒であるキシレンに対し、SBSは100kGyまで溶解し、更に線量を上げることによって、不溶化し、膨潤度の低下傾向が認められた。すなわち、SBSも200kGy以上の線量を照射することによって、化学架橋が進行することが確認された。一方、EPDMはSBSよりも架橋が容易に進行し、50kGyの照射によって、不溶化し、また、照射線量を増やす事で溶媒に対する膨潤度の低下傾向がSBSと同様に認められた。二つの高分子の膨潤度の違いは、分子内に含まれるジエンユニットの存在比の違いによるものと考えられた。よりリジットな架橋構造を持たせるには、SBSよりもEPDMのほうが好ましいと言える。   With respect to xylene, which is a good solvent, SBS was dissolved up to 100 kGy, and was further insolubilized by increasing the dose, and a tendency for the degree of swelling to decrease was observed. That is, it was confirmed that chemical crosslinking proceeds when SBS is irradiated with a dose of 200 kGy or more. On the other hand, EPDM cross-linked more easily than SBS, and became insoluble by irradiation with 50 kGy, and a tendency to decrease the degree of swelling with respect to the solvent was observed in the same manner as SBS by increasing the irradiation dose. The difference in the degree of swelling between the two polymers was thought to be due to the difference in the abundance ratio of diene units contained in the molecule. In order to have a more rigid cross-linked structure, it can be said that EPDM is preferable to SBS.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範囲内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、本発明の技術的範囲に属するものである。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes and modifications within the scope of the technical idea described in the claims. These also belong to the technical scope of the present invention.

1 固体電池
2 正極集電体
3 接着層
4 正極層
5 電解質層
6 負極層
7 負極集電体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Solid battery 2 Positive electrode collector 3 Adhesive layer 4 Positive electrode layer 5 Electrolyte layer 6 Negative electrode layer 7 Negative electrode collector

Claims (10)

正極と、
負極と、
前記正極と負極間に設けられ、硫化物系固体電解質を含む電解質層と、
を備え、
前記正極、負極および、電解質層のいずれかに、炭化水素系高分子が含有され、
前記炭化水素系高分子は、架橋構造を有している、
固体電池。
A positive electrode;
A negative electrode,
An electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode and including a sulfide-based solid electrolyte;
With
Any of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer contains a hydrocarbon polymer,
The hydrocarbon polymer has a crosslinked structure,
Solid battery.
前記炭化水素系高分子は、アルカン、又は、アルケンを主鎖とし、主鎖同士の一部で架橋されている、請求項1記載の固体電池。   The solid battery according to claim 1, wherein the hydrocarbon-based polymer has an alkane or alkene as a main chain and is crosslinked at a part of the main chains. 前記正極、負極、又は電解質を形成のための合剤を成膜した後に、前記炭化水素系化合物を架橋させて溶媒に不溶化あるいは難溶化させる請求項1又は2記載の固体電池。   3. The solid state battery according to claim 1, wherein after forming a film for forming the positive electrode, the negative electrode, or the electrolyte, the hydrocarbon compound is cross-linked to be insoluble or hardly soluble in a solvent. 前記炭化水素系高分子の架橋のための活性化が、電子線重合、又は、熱重合によって行われる請求項1乃至3の何れか1項記載の固体電池。   The solid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the activation for crosslinking of the hydrocarbon polymer is performed by electron beam polymerization or thermal polymerization. 前記活性化処理が、前記正極、前記負極、及び、前記電解質層を重ね合わせた状態でなされる、請求項4記載の固体電池。   The solid battery according to claim 4, wherein the activation treatment is performed in a state where the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer are overlapped. 前記正極と負極が夫々前記架橋した炭化水素系高分子によって集電体に接続されている、請求項1乃至5の何れか1項記載の固体電池。   The solid battery according to claim 1, wherein the positive electrode and the negative electrode are connected to a current collector by the crosslinked hydrocarbon polymer. 前記炭化水素系高分子が結着剤として、前記正極、前記負極、及び、前記電解質層の少なくとも一つに含有されている、請求項1乃至6の何れか1項記載の固体電池。   The solid battery according to claim 1, wherein the hydrocarbon polymer is contained as a binder in at least one of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer. 前記炭化水素系高分子が前記電解質層に含有されている、請求項1乃至7の何れか1項記載の固体電池。   The solid battery according to claim 1, wherein the hydrocarbon polymer is contained in the electrolyte layer. 前記電解質層に含有された前記炭化水素が前記正極及び又は前記負極に浸透して架橋されている、請求項8記載の固体電池。   The solid battery according to claim 8, wherein the hydrocarbon contained in the electrolyte layer penetrates and crosslinks the positive electrode and / or the negative electrode. 正極と、負極と、前記正極と負極間に設けられ、硫化物系固体電解質を含む電解質層と、を備える固体電池の製造方法であって、
前記正極、負極および、電解質層のいずれかに炭化水素系高分子が含有し、
前記炭化水素系高分子を架橋させて、前記正極、前記負極、及び、前記電解質の積層構造を形成している、
固体電池の製造方法。
A method for producing a solid battery comprising: a positive electrode; a negative electrode; and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode and including a sulfide-based solid electrolyte,
A hydrocarbon polymer is contained in any of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer,
The hydrocarbon polymer is cross-linked to form a laminated structure of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte.
A method for producing a solid state battery.
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