JP2017084477A - 電極複合体の製造方法、電極複合体および電池 - Google Patents
電極複合体の製造方法、電極複合体および電池 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本適用例にかかる電極複合体の製造方法であって、連通孔を有する活物質集合体を形成する第1の工程と、前記活物質集合体上にLi2+XC1-XBXO3(Xは0を超え1以下の実数を表す。)を含む固形物を設置する第2の工程と、前記固形物を溶融させる第3の工程と、前記固形物の溶融物を固化し結晶化させる第4の工程と、を含み、前記溶融物は、前記第3の工程において前記連通孔内に充填されていることを特徴とする。
上記適用例にかかる電極複合体の製造方法であって、前記第3の工程において、前記固形物を650℃以上900℃以下の温度で加熱することが好ましい。
上記適用例にかかる電極複合体の製造方法において、前記Li2+XC1-XBXO3におけるXは、0.2以上0.6以下であることが好ましい。
上記適用例にかかる電極複合体の製造方法において、前記固形物の量は、固化し結晶化した後に前記活物質集合体上に層を形成することができる量であることが好ましい。
本適用例にかかる電極複合体であって、連通孔を有する活物資成形体と、少なくとも前記連通孔内に形成されたLi2+XC1-XBXO3(Xは0を超え1以下の実数を表す。)を含む結晶化された固体電解質と、を有することを特徴とする。
上記適用例にかかる電極複合体であって、前記活物質集合体を含む第1の層と前記活物質集合体を含まない第2の層とを有し、前記第1の層における前記固体電解質と前記第2の層における固体電解質は連続していることが好ましい。
本適用例にかかる電池は、上記に記載の電極複合体を有する電池であって、前記第1の層側に設置された第1電極と、前記第2層側に設置された第2電極と、を有することを特徴とする。
尚、各図面における各部材は、各図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各部材毎に縮尺を異ならせて図示している。
本実施形態では、電極複合体を有するリチウム電池と、このリチウム電池を製造するリチウム電池の製造方法との特徴的な例について、図に従って説明する。リチウム電池の製造方法には電極複合体が含まれている。本実施形態に係る電極複合体について図1に従って説明する。図1は電極複合体の構造を示す要部模式側断面図である。図1に示すように、電極複合体9は活物質集合体12を備えている。活物質集合体12は形成材料である活物質粒子13が複数連結した多孔質の成形体である。活物質粒子13同士の間には連通孔14が位置する。連通孔14では活物質粒子13間の空洞が網目状に連通して孔の形態になっている。
(1)本実施形態によれば、Li2+XC1-XBXO3を固体電解質15にするとき溶媒を用いずに加熱して溶融して液体にしている。この為、連通孔14内に充填した固形の電解質22の溶融物が固化するとき気化する物質の量が少ないので、固形の電解質22の体積の変化を小さくできる。従って、固化した後の連通孔14における空隙率の低下を図ることができる。従って、1回の工程で溶融物を連通孔14内に充填させることができる為、生産性良く固体電解質15を活物質集合体12の連通孔14内に設置することができる。
次に、本発明を具体化した電極複合体の一実施形態について図18の電極複合体の構造を示す模式側断面図を用いて説明する。この実施形態が第1の実施形態と異なるところは、図13に示した分離膜10が固体電解質15と同じ材質であり、連続している点にある。尚、第1の実施形態と同じ点については説明を省略する。
(変形例1)
前記実施形態では、活物質円板21はグリーンシート17から形成した。活物質円板21は成形型に材料を投入して押圧して成形しても良い。
前記実施形態では、ステップS5の充填工程において電気炉を用いて固形の電解質22を加熱した。固形の電解質22を他の方法で加熱しても良い。例えば、レーザー光線、高周波電磁波を照射してもよい。他にも固形の電解質22を溶融して活物質集合体12に滴下しても良い。
前記実施形態では、活物質粒子13の連通孔14に固体電解質15を充填したものを電極複合体9とした。さらに、分離膜10を設置した状態を図13に示す電極複合体としての分離膜付電極複合体25としても良い。
前記実施形態ではリチウム電池1の電池ユニット4では電極複合体9上に分離膜10が設置されていた。変形例3に示す分離膜付電極複合体25を上部電極11と下部電極7とで挟んだ電池ユニットにしてもよい。さらに、この電池ユニットを用いてリチウム電池にしても良い。さらに、生産性良く製造できるリチウム電池にすることができる。
Claims (7)
- 連通孔を有する活物質集合体を形成する第1の工程と、
前記活物質集合体上にLi2+XC1-XBXO3(Xは0を超え1以下の実数を表す。)を含む固形物を設置する第2の工程と、
前記固形物を溶融させる第3の工程と、
前記固形物の溶融物を固化し結晶化させる第4の工程と、を含み、
前記溶融物は、前記第3の工程において前記連通孔内に充填されていることを特徴とする電極複合体の製造方法。 - 前記第3の工程において、前記固形物を650℃以上900℃以下の温度で加熱することを特徴とする請求項1に記載の電極複合体の製造方法。
- 前記Li2+XC1-XBXO3におけるXは、0.2以上0.6以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の電極複合体の製造方法。
- 前記固形物の量は、固化し結晶化した後に前記活物質集合体上に層を形成することができる量であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電極複合体の製造方法。
- 連通孔を有する活物質集合体と、少なくとも前記連通孔内に形成されたLi2+XC1-XBXO3(Xは0を超え1以下の実数を表す。)を含む結晶化された固体電解質と、を有することを特徴とする電極複合体。
- 前記活物質集合体を含む第1の層と前記活物質集合体を含まない第2の層とを有し、前記第1の層における前記固体電解質と前記第2の層における前記固体電解質とは連続していることを特徴とする請求項5に記載の電極複合体。
- 請求項6に記載の電極複合体を有する電池であって、
前記第1の層側に設置された第1電極と、前記第2の層側に設置された第2電極と、を有することを特徴とする電池。
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