JP2017152147A - Composite active material secondary particle, laminate green sheet, all-solid type secondary battery and manufacturing methods thereof - Google Patents
Composite active material secondary particle, laminate green sheet, all-solid type secondary battery and manufacturing methods thereof Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017152147A JP2017152147A JP2016032360A JP2016032360A JP2017152147A JP 2017152147 A JP2017152147 A JP 2017152147A JP 2016032360 A JP2016032360 A JP 2016032360A JP 2016032360 A JP2016032360 A JP 2016032360A JP 2017152147 A JP2017152147 A JP 2017152147A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- green sheet
- electrode layer
- active material
- layer
- solid electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000011149 active material Substances 0.000 title claims abstract description 76
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims abstract description 49
- 239000011163 secondary particle Substances 0.000 title claims abstract description 47
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 84
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000002002 slurry Substances 0.000 claims abstract description 45
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 26
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims abstract description 11
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 claims abstract description 8
- 239000011267 electrode slurry Substances 0.000 claims description 44
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 40
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 33
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 7
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 238000005245 sintering Methods 0.000 abstract description 3
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 156
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 30
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 14
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 14
- DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N dibutyl phthalate Chemical compound CCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCC DOIRQSBPFJWKBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 8
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 8
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 7
- 229920002037 poly(vinyl butyral) polymer Polymers 0.000 description 7
- 229920002799 BoPET Polymers 0.000 description 6
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 6
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 6
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 6
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 6
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- -1 Lithium transition metal compounds Chemical class 0.000 description 5
- WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N alpha-terpineol Chemical compound CC1=CCC(C(C)(C)O)CC1 WUOACPNHFRMFPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N delta-terpineol Natural products CC(C)(O)C1CCC(=C)CC1 SQIFACVGCPWBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229940116411 terpineol Drugs 0.000 description 5
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 3
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 229920000036 polyvinylpyrrolidone Polymers 0.000 description 3
- 239000001267 polyvinylpyrrolidone Substances 0.000 description 3
- 235000013855 polyvinylpyrrolidone Nutrition 0.000 description 3
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N Isopropanol Chemical compound CC(C)O KFZMGEQAYNKOFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910009511 Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910011304 Li3V2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011246 composite particle Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N isophorone Chemical compound CC1=CC(=O)CC(C)(C)C1 HJOVHMDZYOCNQW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SBWRUMICILYTAT-UHFFFAOYSA-K lithium;cobalt(2+);phosphate Chemical compound [Li+].[Co+2].[O-]P([O-])([O-])=O SBWRUMICILYTAT-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 239000012299 nitrogen atmosphere Substances 0.000 description 2
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 2
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 2
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N Butyl lactate Chemical compound CCCCOC(=O)C(C)O MRABAEUHTLLEML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N Di-n-octyl phthalate Natural products CCCCCCCCOC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCCCCCCCC MQIUGAXCHLFZKX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N Ethyl cellulose Chemical compound CCOCC1OC(OC)C(OCC)C(OCC)C1OC1C(O)C(O)C(OC)C(CO)O1 ZZSNKZQZMQGXPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002227 LISICON Substances 0.000 description 1
- 229910012291 Li3.4V0.6Si0.4O4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012326 Li3BO3—Li3PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012050 Li4SiO4-Li3PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012069 Li4SiO4—Li3PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002986 Li4Ti5O12 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910002984 Li7La3Zr2O12 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012794 LiCoN Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052493 LiFePO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910003005 LiNiO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910013185 LiNixCo1-y-xMnyO2 Inorganic materials 0.000 description 1
- NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Chemical compound CC(C)CC(C)=O NTIZESTWPVYFNL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N Methyl isobutyl ketone Natural products CCC(C)C(C)=O UIHCLUNTQKBZGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002228 NASICON Substances 0.000 description 1
- 239000002033 PVDF binder Substances 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 1
- HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O Chemical compound [Li+].[Co+2].[Ni+2].[O-][Mn]([O-])(=O)=O HFCVPDYCRZVZDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YWJVFBOUPMWANA-UHFFFAOYSA-H [Li+].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Li+].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O YWJVFBOUPMWANA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N acetaldehyde Diethyl Acetal Natural products CCOC(C)OCC DHKHKXVYLBGOIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001241 acetals Chemical class 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001298 alcohols Chemical class 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N bis(2-ethylhexyl) phthalate Chemical compound CCCCC(CC)COC(=O)C1=CC=CC=C1C(=O)OCC(CC)CCCC BJQHLKABXJIVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZFMQKOWCDKKBIF-UHFFFAOYSA-N bis(3,5-difluorophenyl)phosphane Chemical compound FC1=CC(F)=CC(PC=2C=C(F)C=C(F)C=2)=C1 ZFMQKOWCDKKBIF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000001191 butyl (2R)-2-hydroxypropanoate Substances 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N carbon carbon Chemical compound C.C CREMABGTGYGIQB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011203 carbon fibre reinforced carbon Substances 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000007607 die coating method Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 1
- 238000007598 dipping method Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 235000019325 ethyl cellulose Nutrition 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 description 1
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910021385 hard carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- DMEJJWCBIYKVSB-UHFFFAOYSA-N lithium vanadium Chemical compound [Li].[V] DMEJJWCBIYKVSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021437 lithium-transition metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- ILXAVRFGLBYNEJ-UHFFFAOYSA-K lithium;manganese(2+);phosphate Chemical compound [Li+].[Mn+2].[O-]P([O-])([O-])=O ILXAVRFGLBYNEJ-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000075 oxide glass Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N phenyl(114C)methanol Chemical compound O[14CH2]C1=CC=CC=C1 WVDDGKGOMKODPV-ZQBYOMGUSA-N 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 description 1
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 1
- 229920002981 polyvinylidene fluoride Polymers 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910021384 soft carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 239000002203 sulfidic glass Substances 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
Description
本発明は、活物質粒子を含む複合活物質二次粒子、その複合活物質二次粒子を用いた積層体グリーンシート、その積層体グリーンシートを用いた全固体二次電池及びそれらの製造方法に関する。 The present invention relates to composite active material secondary particles including active material particles, a laminate green sheet using the composite active material secondary particles, an all-solid-state secondary battery using the laminate green sheet, and a method for manufacturing the same. .
近年は、パーソナルコンピュータ(PC)やスマートフォン等に代表される小型電子機器の高機能化に伴い消費電力が増大している。また、ハイブリッド車や電気自動車等の車載用途や、家庭用蓄電池等の定置用途の需要拡大が進んでいる。それに伴い、二次電池に対して更なる高エネルギー密度化への要求が加速している。 In recent years, power consumption has increased with the advancement of functions of small electronic devices typified by personal computers (PCs) and smartphones. In addition, demand for in-vehicle applications such as hybrid vehicles and electric vehicles, and stationary applications such as household storage batteries is increasing. Along with this, demands for higher energy density for secondary batteries are accelerating.
更に、現在上記用途に用いられているリチウムイオン二次電池は、有機電解液を使用しており、使用状況によっては電解液の漏液、発火等の可能性があるため、安全性向上が求められている。 Furthermore, the lithium ion secondary battery currently used for the above applications uses an organic electrolyte, and depending on the usage situation, there is a possibility of leakage of the electrolyte, ignition, etc. It has been.
したがって、有機電解液を使用せず、固体材料のみで構成されている全固体二次電池は、漏液、発火の可能性が無く、安全性に優れており、ポストリチウムイオン二次電池として有望である。 Therefore, the all-solid-state secondary battery, which does not use an organic electrolyte and is composed of only solid materials, has no possibility of leakage or ignition, has excellent safety, and is promising as a post-lithium ion secondary battery. It is.
しかしながら、現在実用化されている全固体二次電池は、薄膜全固体二次電池のみであり、エネルギー密度が小さい。更に、正極層、固体電解質層、負極層を、蒸着法、スパッタ法により作製しているため、減圧雰囲気下で製造する必要があり、大面積化、大量生産には不適である。 However, all solid-state secondary batteries currently in practical use are only thin-film all-solid secondary batteries and have a low energy density. Furthermore, since the positive electrode layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode layer are produced by a vapor deposition method or a sputtering method, it is necessary to produce them under a reduced pressure atmosphere, which is not suitable for increasing the area and mass production.
そこで、従来のリチウムイオン二次電池と同様に塗布法・印刷法により正極層グリーンシート、固体電解質層グリーンシート、負極層グリーンシートを厚膜で作製し、各層グリーンシートを貼り合わせて積層体グリーンシートを形成して一括焼成した後、集電箔で挟み込んで作製した高容量型の全固体二次電池が開示されている(特許文献1、2)。
Therefore, a positive electrode layer green sheet, a solid electrolyte layer green sheet, and a negative electrode layer green sheet are prepared in a thick film by a coating method and a printing method in the same manner as in a conventional lithium ion secondary battery, and each layer green sheet is bonded together to form a laminate green. A high-capacity all-solid-state secondary battery manufactured by forming a sheet and batch firing and then sandwiching the sheet with a current collector foil is disclosed (
しかしながら、特許文献1、2のように、従来技術で分散させた電極は、固体電解質と直接接触していない活物質の割合が多く、内部抵抗が高いといった課題がある。
また、特許文献1、2のように、正極層、固体電解質層、負極層から成る積層焼成体を正極集電箔、負極集電箔で挟み込んだ場合、正極集電箔と正極層、負極集電箔と負極層との界面抵抗が高く、電池性能が悪いといった課題があり、更に焼成が2回あり、製造効率が悪いという課題がある。
However, as in
Further, as in
本発明の目的は、全固体二次電池の性能向上に寄与し、かつ、製造工程を簡略化し、各層の界面抵抗抑制を可能にする複合活物質二次粒子、積層体グリーンシート、全固体二次電池、及びそれらの製造方法を提供することである。 An object of the present invention is to contribute to improving the performance of an all-solid secondary battery, simplify the manufacturing process, and suppress the interfacial resistance of each layer, a composite active material secondary particle, a laminate green sheet, and an all-solid secondary battery. It is to provide a secondary battery and a manufacturing method thereof.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、グリーンシートを作製する前に、活物質粒子と固体電解質粒子と炭素材料とが結着剤を介して造粒されてなる複合活物質二次粒子を作製することに想到した。すなわち、本発明の一態様に係る複合活物質二次粒子は、活物質粒子と固体電解質粒子と炭素材料とが結着剤を介して造粒されてなる複合活物質二次粒子である。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have determined that a composite material in which active material particles, solid electrolyte particles, and a carbon material are granulated through a binder before producing a green sheet. The inventors came up with the idea of producing secondary particles of active material. That is, the composite active material secondary particles according to one embodiment of the present invention are composite active material secondary particles in which active material particles, solid electrolyte particles, and a carbon material are granulated through a binder.
本発明の一態様に係る積層体グリーンシートは、正極又は負極として上記複合活物質二次粒子を用いた第1電極層グリーンシートと、第1電極層グリーンシート上に設けられた固体電解質層グリーンシートと、第1電極層グリーンシートの対極として上記複合活物質二次粒子を用いた第2電極層グリーンシートと、を備える。 The laminate green sheet according to one embodiment of the present invention includes a first electrode layer green sheet using the composite active material secondary particles as a positive electrode or a negative electrode, and a solid electrolyte layer green provided on the first electrode layer green sheet. And a second electrode layer green sheet using the composite active material secondary particles as a counter electrode of the first electrode layer green sheet.
本発明の一態様に係る連続積層体グリーンシートは、上記積層体グリーンシートが連続的に積層されている。 In the continuous laminate green sheet according to one embodiment of the present invention, the laminate green sheet is continuously laminated.
本発明の一態様に係る全固体二次電池は、正極又は負極として上記複合活物質二次粒子を用いた第1電極層と、第1電極層上に設けられた固体電解質層と、前期固体電解質層上に、第1電極層の対極として上記複合活物質二次粒子を用いた第2電極層と、を備える。
また、本発明の一態様に係る全固体二次電池は、第1電極層、第1電極層上に設けられた固体電解質層、及び固体電解質層上に設けられた第2電極層を備える電極積層体と、積層された複数の電極積層体同士の間、及び積層された複数の電極積層体の積層方向外面の更に外側に、第1電極層及び第2電極層の少なくとも一方と密着して設けられた集電箔と、を備えていても良い。
本発明の一態様に係る全固体二次電池は、集電箔とそれに密着している第1電極層及び第2電極層の少なくとも一方との界面で、隣接する層の粒子同士の化学結合が形成されていても良い。
An all-solid-state secondary battery according to one embodiment of the present invention includes a first electrode layer using the composite active material secondary particles as a positive electrode or a negative electrode, a solid electrolyte layer provided over the first electrode layer, A second electrode layer using the composite active material secondary particles as a counter electrode of the first electrode layer is provided on the electrolyte layer.
An all solid state secondary battery according to one embodiment of the present invention includes an electrode including a first electrode layer, a solid electrolyte layer provided on the first electrode layer, and a second electrode layer provided on the solid electrolyte layer. In close contact with at least one of the first electrode layer and the second electrode layer between the laminated body and the laminated electrode laminated bodies and on the outer side in the laminating direction of the laminated electrode laminated bodies. And a provided current collector foil.
The all-solid-state secondary battery according to one embodiment of the present invention has a chemical bond between particles of adjacent layers at the interface between the current collector foil and at least one of the first electrode layer and the second electrode layer that are in close contact with the current collector foil. It may be formed.
本発明の一態様に係る積層体グリーンシートの製造方法は、第1集電箔上に、上記の複合活物質二次粒子を含む第1電極用スラリーを塗布又は印刷して第1電極用スラリー層を形成する第1電極用スラリー層形成工程と、第1電極用スラリー層上に、固体電解質材料を含む固体電解質スラリーを塗布又は印刷して固体電解質スラリー層を形成する固体電解質スラリー層形成工程と、固体電解質スラリー層上に、上記の複合活物質二次粒子を含む第2電極用スラリーを塗布又は印刷して第2電極用スラリー層を形成する第2電極用スラリー層形成工程と、を含む。 The manufacturing method of the laminated body green sheet which concerns on 1 aspect of this invention apply | coats or prints the slurry for 1st electrodes containing said composite active material secondary particle on 1st current collection foil, and slurry for 1st electrodes A first electrode slurry layer forming step for forming a layer, and a solid electrolyte slurry layer forming step for forming or forming a solid electrolyte slurry layer by applying or printing a solid electrolyte slurry containing a solid electrolyte material on the first electrode slurry layer And a second electrode slurry layer forming step of applying or printing the second electrode slurry containing the composite active material secondary particles on the solid electrolyte slurry layer to form a second electrode slurry layer. Including.
本発明の一態様に係る連続積層体グリーンシートの製造方法は、上記の積層体グリーンシートの製造方法を用いて製造された積層体グリーンシートを連続的に積層するグリーンシート積層工程と、を含む。 The manufacturing method of the continuous laminated body green sheet which concerns on 1 aspect of this invention includes the green sheet lamination | stacking process of laminating | stacking continuously the laminated green sheet manufactured using the manufacturing method of said laminated green sheet. .
本発明の一態様に係る全固体二次電池の製造方法は、上記の積層体グリーンシートの製造方法を用いて製造された積層体グリーンシートの表面に露出する第2電極層グリーンシート上に、第2集電箔を貼り合わせる第2集電箔貼り合わせ工程と、積層体グリーンシート及びそれに貼り合わされた第2集電箔を含む積層体を焼成する焼成工程と、を含む。 The method for producing an all-solid-state secondary battery according to one aspect of the present invention includes the second electrode layer green sheet exposed on the surface of the laminate green sheet produced using the laminate green sheet production method described above. A second current collector foil laminating step for laminating the second current collector foil; and a firing step for firing the multilayer green sheet and the laminate including the second current collector foil bonded thereto.
本発明によれば、活物質粒子と固体電解質粒子の界面抵抗を抑制しつつ、全固体二次電池の作製工程を簡略化した全固体二次電池の作製が可能である。 According to the present invention, it is possible to produce an all-solid secondary battery in which the production process of an all-solid secondary battery is simplified while suppressing the interface resistance between the active material particles and the solid electrolyte particles.
以下に、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る複合活物質二次粒子、積層体グリーンシート、全固体二次電池及びそれらの製造方法について説明する。なお、本発明の実施形態は、以下に記載する実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて設計等の変更を加えることも可能であり、そのような変更が加えられた実施形態も本発明の実施形態の範囲に含まれるものである。 Hereinafter, with reference to the drawings, a composite active material secondary particle, a laminate green sheet, an all-solid secondary battery, and a method for producing them will be described according to an embodiment of the present invention. Note that the embodiments of the present invention are not limited to the embodiments described below, and it is possible to make design changes based on the knowledge of those skilled in the art, and such changes have been made. Embodiments are also included in the scope of the embodiments of the present invention.
(複合活物質二次粒子)
図1に示すように、本実施形態に係る複合活物質二次粒子1は、活物質粒子2と、固体電解質粒子3と、導電助剤4と、がバインダー5を介して造粒されてなる。
(Composite active material secondary particles)
As shown in FIG. 1, the composite active material
活物質粒子2は、リチウムイオンを吸蔵放出することができる材料であれば良く、特に限定されない。活物質粒子2のうち、より貴な電位を示すものを正極の活物質粒子2として用い、より卑な電位を示すものを負極の活物質粒子2として用いることができる。
The
正極の活物質粒子2としては、例えば、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(LiNixCo1−y−xMnyO2)、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn2O4)、リン酸鉄リチウム(LiFePO4)、リン酸コバルトリチウム(LiCoPO4)、リン酸マンガンリチウム(LiMnPO4)、リン酸バナジウムリチウム(Li3V2(PO4)3)等のリチウム遷移金属化合物を用いることができる。
Examples of the positive electrode
負極の活物質粒子2としては、例えば、ハードカーボン、ソフトカーボン、グラファイト等の炭素材料や、Sn系合金、Si系合金等の合金材料、LiCoN等の窒化物、チタン酸リチウム(Li4Ti5O12)、リン酸バナジウムリチウム(Li3V2(PO4)3)等のリチウム遷移金属酸化物を用いることができる。また、金属リチウム箔を用いても良い。
Examples of the
固体電解質粒子3は、電子の伝導性が小さく、リチウムイオンの伝導性が高い材料であれば良く、特に限定されない。固体電解質粒子3としては、例えば、酸化物系固体電解質や硫化物系固体電解質の非晶質体(ガラス体)、結晶体、及びガラスセラミックス等を用いることができる。特に、高温焼成が可能な酸化物系固体電解質が好ましく、NASICON型酸化物、ペロブスカイト型酸化物、LISICON型酸化物、ガーネット型酸化物、酸化物ガラス等を用いることができる。例えば、Li1・3Al0.3Ti1.7(PO4)3、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3、Li0.29La0.571TiO3、Li4SiO4−Li3PO4、Li3BO3−Li3PO4、Li7La3Zr2O12、Li3.4V0.6Si0.4O4等を用いることができる。
The
導電助剤4は、導電性を有する材料であれば良く、特に限定されない。導電助剤4としては、例えば、導電性炭素材料、特にカーボンブラックや活性炭、カーボン炭素繊維等を用いることができる。導電助剤4の含有量は、活物質粒子2の質量に対して90質量%未満であることが好ましい。導電助剤4の含有量が90質量%以上であると、活物質粒子2の質量が不足してリチウム吸蔵容量が低下してしまうことがある。
The conductive
バインダー5は、活物質粒子2、固体電解質粒子3及び導電助剤4と結着し、かつ、後述する焼成条件で分解する材料であれば良く、特に限定されない。バインダー5としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチルセルロース、アクリル樹脂等を用いることができる。
The
本実施形態に係る複合活物質二次粒子1の造粒方法としては、転動流動コーティング法、スプレー法、浸漬法、スプレードライヤーを用いる方法等が挙げられる。本実施形態において使用する材料の平均粒径については、活物質粒子2及び固体電解質粒子3は数μm以上数十μm以下であり、導電助剤4は数十nm以上数μm以下である。それら粒度の違う粒子同士を一括で複合化するといった観点から、スプレードライヤー法が特に好ましい。
Examples of the granulation method of the composite active material
(積層体グリーンシート)
図2〜図5に示すように、本実施形態に係る積層体グリーンシート10は、集電箔14上に負極層グリーンシート13、固体電解質層グリーンシート12、正極層グリーンシート11の順に形成される。なお、正極層グリーンシート11と負極層グリーンシート13との配置は反対でも良い。すなわち、本実施形態に係る積層体グリーンシート10は、集電箔14上に正極層グリーンシート11、固体電解質層グリーンシート12、負極層グリーンシート13の順に形成されていても良い。
(Laminated green sheet)
As shown in FIGS. 2 to 5, the laminate
集電箔14は、導電性を有する材料であれば良く、特に限定されない。集電箔14としては、例えば、ステンレス、ニッケル、アルミニウム、鉄、チタン、銅、パラジウム、金及び白金等の金属材料を用いることができる。集電箔14の材料については、後述する焼成条件で溶融及び分解しないことや、集電箔14にかかる電池作動電位や導電性を考慮して選択することが好ましい。
The
正極層グリーンシート11、及び負極層グリーンシート13は、上述した本実施形態に係る複合活物質二次粒子1を用いて形成される。
例えば、正極層グリーンシート11、及び負極層グリーンシート13は、活物質粒子2、固体電解質粒子3、及び導電助剤4を含有するバインダー5を溶媒と共に混合して正極スラリー及び負極スラリーとし、これら正極スラリー及び負極スラリーを集電箔14上に塗布形成もしくは印刷形成したのち、乾燥して形成される。正極スラリー及び負極スラリーの調製方法は特に限定されない。
The positive electrode layer green sheet 11 and the negative electrode layer green sheet 13 are formed using the composite active material
For example, the positive electrode layer green sheet 11 and the negative electrode layer green sheet 13 are prepared by mixing a
固体電解質層グリーンシート12は、固体電解質粒子3及びバインダー5を溶媒と共に混合して固体電解質スラリーとし、これらを正極層グリーンシート11もしくは負極層グリーンシート13上に塗布形成もしくは印刷形成したのち、乾燥して形成される。固体電解質スラリーの調製方法は特に限定されない。
The solid electrolyte layer green sheet 12 is formed by mixing the
なお、正極層グリーンシート11、固体電解質層グリーンシート12及び負極層グリーンシート13における固体電解質粒子3は、同じであっても異なっても良く、同一のグリーンシート内に2種以上を併用しても良い。
The
正極層グリーンシート11、固体電解質層グリーンシート12及び負極層グリーンシート13におけるバインダー5は、3質量%以上40質量%以下であることが望ましい。3質量%より少ない場合、十分な結着をすることできず、40質量%より大きい場合には、電極体積あたりの容量が大きく低下する。より好ましくは3質量%以上25質量%以下である。
The
正極スラリー、固体電解質スラリー及び負極スラリーに用いる溶媒は、上記バインダー5を溶解可能であれば、特に限定されない。溶媒としては、例えば、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等のアルコール類、トルエン、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチレングリコールエチルエーテル、イソホロン、乳酸ブチル、ジオクチルフタレート、ジオクチルアジペート、ベンジルアルコール、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)等の有機溶剤、及び水を用いることができる。なお、これらの溶媒は単独で用いても良く、2種以上を併用しても良い。スラリーの乾燥が容易であることから、溶媒の沸点は200℃以下であることが好ましい。
The solvent used for the positive electrode slurry, the solid electrolyte slurry, and the negative electrode slurry is not particularly limited as long as the
図示しないが、正極スラリー、固体電解質スラリー及び負極スラリーは、正極層グリーンシート11、固体電解質層グリーンシート12及び負極層グリーンシート13の焼成時に各グリーンシート内におけるマトリックス構造の形成を促進し、焼成温度を低下させる焼成助剤を更に含有していても良い。焼成助剤は、活物質粒子2及び固体電解質粒子3と反応せず、固体電解質粒子3の焼成温度よりも軟化点温度が低ければ特に限定はされない。焼成助剤としては、例えば、ホウ素化合物を用いることができる。各グリーンシートの焼成助剤の含有量と焼成温度を調整することで、積層焼成体を焼成により形成する際に、各層の内部歪や内部応力によるクラックを防止するとともに、マトリックス構造の形成を促進することができる。
Although not shown, the positive electrode slurry, the solid electrolyte slurry, and the negative electrode slurry promote the formation of a matrix structure in each green sheet when the positive electrode layer green sheet 11, the solid electrolyte layer green sheet 12, and the negative electrode layer green sheet 13 are fired. You may further contain the baking auxiliary agent which reduces temperature. The firing aid is not particularly limited as long as it does not react with the
このように、正極スラリー、固体電解質スラリー及び負極スラリーは、上述した活物質粒子2、固体電解質粒子3、導電助剤4、バインダー5のほか、溶媒や、必要に応じて焼成助剤等を混合することで作製できる。また、スラリーの混合方法は特に限定されず、必要に応じて、増粘剤、可塑剤、消泡剤、レベリング剤、密着性付与剤のような添加剤を添加しても良い。
Thus, the positive electrode slurry, the solid electrolyte slurry, and the negative electrode slurry are mixed with the above-mentioned
正極スラリー、固体電解質スラリー及び負極スラリーの塗布及び印刷方法としては、具体的には、ドクターブレード法、カレンダー法、スピンコート法、ディップコート法、インクジェット法、オフセット法、ダイコート法、スプレー法、スクリーン印刷法等を用いることができる。 Specifically, the application method and printing method of the positive electrode slurry, the solid electrolyte slurry, and the negative electrode slurry include a doctor blade method, a calendar method, a spin coating method, a dip coating method, an ink jet method, an offset method, a die coating method, a spray method, and a screen. A printing method or the like can be used.
正極スラリー、固体電解質スラリー及び負極スラリーの乾燥方法は、特に限定されない。例えば、加熱乾燥、減圧乾燥、加熱減圧乾燥等を用いることができる。乾燥雰囲気は、特に限定されない。例えば、大気雰囲気下、窒素雰囲気下で行うことができる。 The drying method of the positive electrode slurry, the solid electrolyte slurry, and the negative electrode slurry is not particularly limited. For example, heat drying, reduced pressure drying, heat reduced pressure drying and the like can be used. The drying atmosphere is not particularly limited. For example, it can be performed in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere.
正極層グリーンシート11により形成される正極層の厚さや、負極層グリーンシート13により形成される負極層の厚さは、所望の電池容量に応じて決定することができる。 The thickness of the positive electrode layer formed by the positive electrode layer green sheet 11 and the thickness of the negative electrode layer formed by the negative electrode layer green sheet 13 can be determined according to a desired battery capacity.
固体電解質層グリーンシート12により形成される固体電解質層の厚さは、1μm以上500μm以下の範囲となることが好ましい。1μmよりも薄いと、正極層と負極層が短絡し、全固体二次電池の性能が低下するだけでなく、安全性も低下する可能性がある。500μmよりも厚いと固体電解質層におけるリチウムイオン等の伝導イオンの移動が阻害され、全固体二次電池の出力が低くなる可能性がある。 The thickness of the solid electrolyte layer formed by the solid electrolyte layer green sheet 12 is preferably in the range of 1 μm to 500 μm. If it is thinner than 1 μm, the positive electrode layer and the negative electrode layer are short-circuited, and not only the performance of the all-solid-state secondary battery is lowered, but also the safety may be lowered. If it is thicker than 500 μm, the movement of conductive ions such as lithium ions in the solid electrolyte layer is hindered, and the output of the all-solid secondary battery may be lowered.
本実施形態に係る積層焼成体は、焼成工程において、本実施形態に係る積層体グリーンシート10からバインダー5を脱脂し、粒子同士を焼結することで形成される。
The laminated fired body according to the present embodiment is formed by degreasing the
焼成工程における加熱温度は、積層体グリーンシート10に含まれるバインダー5の熱分解温度以上、且つ、活物質粒子2の酸化温度未満又は集電箔14の燃焼温度未満の温度であり、具体的には300℃以上1100℃以下が好ましく、更には300℃以上900℃以下がより好ましい。300℃より低いとバインダー5が燃焼しきらずに残渣となり、層内で抵抗体となる可能性がある。1100℃よりも高いと、活物質粒子2や固体電解質粒子3が溶融・変質し、電池性能を劣化させる可能性がある。
焼成工程での雰囲気は、特に限定されない。例えば、大気雰囲気下、窒素雰囲気下で行うことができるが、活物質粒子2と集電箔14との反応や、集電箔14の導電性の低下が懸念される場合は、不活性雰囲気下で行うことが望ましい。焼成時間は、使用するバインダー5が十分に分解される時間であれば良く、特に限定されない。
The heating temperature in the firing step is a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the
The atmosphere in the firing step is not particularly limited. For example, the reaction can be performed in an air atmosphere or a nitrogen atmosphere, but if there is a concern about the reaction between the
本実施形態に係る連続積層体グリーンシート15は、複数個の積層体グリーンシート10のうち、一方の積層体グリーンシート10の集電箔14と、他方の積層体グリーンシート10の正極層グリーンシート11もしくは負極層グリーンシート13とが隣接するように貼り合わされて形成される。積層体グリーンシート10の貼り合わせ方法は特に限定されない。例えば平板プレス、ロールプレス、ホットプレス、冷間静水圧プレス、熱間静水圧プレス等を用いることができる。
The continuous laminate green sheet 15 according to this embodiment includes a
本実施形態に係る連続積層焼成体は、連続積層体グリーンシート15を焼成して形成される。焼成条件は、上記積層焼成体の形成における焼成条件と同様の条件を用いることができる。 The continuous laminated fired body according to the present embodiment is formed by firing the continuous laminated green sheet 15. The firing conditions can be the same as the firing conditions in the formation of the laminated fired body.
本実施形態に係る全固体二次電池は、積層体グリーンシート10又は連続積層体グリーンシート15の最初の集電箔14から最も離れた正極層グリーンシート11もしくは負極層グリーンシート13上に他の集電箔14を貼り合わせて、一括焼成して形成することができる。焼成条件は、積層焼成体の形成における焼成条件と同様の条件を用いることができる。
The all-solid-state secondary battery according to the present embodiment has another layer on the positive electrode layer green sheet 11 or the negative electrode layer green sheet 13 farthest from the first
あるいは、本実施形態に係る全固体二次電池は、上記積層焼成体又は上記連続積層焼成体の最初の集電箔14から最も離れた正極層グリーンシート11もしくは負極層グリーンシート13上に他の集電箔14を貼り合わせて、形成することができる。集電箔14の貼り合わせ方法は特に限定されず、積層体グリーンシート10の貼り合わせ方法と同様の方法を用いることができる。
Alternatively, the all-solid-state secondary battery according to the present embodiment has another layer on the positive electrode layer green sheet 11 or the negative electrode layer green sheet 13 farthest from the first current collecting
以上のように、本実施形態では、活物質粒子2と固体電解質粒子3と炭素材料とが結着剤を介して造粒されてなる複合活物質二次粒子1を作製した。
そして、その複合活物質二次粒子1をスラリー化し、そのスラリーを用いて塗布法により、第1集電箔上に、正極又は負極として当該複合活物質二次粒子1を含む第1電極層グリーンシート、固体電解質層グリーンシート、及び対極として当該複合活物質二次粒子1を含む第2電極層グリーンシートをこの順に積層した積層体グリーンシートを作製した。
その後、その積層体グリーンシートの第2電極層グリーンシート上に第2集電箔を貼り合わせて一括焼成することにより全固体二次電池を作製した。
また、上記積層体グリーンシートを連続的に積層して、積層された複数の積層体グリーンシート同士の間、及び積層された複数の積層体グリーンシートの積層方向外面の更に外側に、集電箔を貼り合わせて連続積層体グリーンシートを作製し、その連続積層体グリーンシートを一括焼成することにより直列全固体二次電池を作製した。
また、一括焼成することにより、第1集電箔と第1電極層グリーンシートとの界面、並びに第2集電箔と第2電極層グリーンシートとの界面で、隣接する層の粒子同士の化学結合が形成されている。
これにより、固体電解質粒子3と直接接触する活物質粒子2の割合が飛躍に向上し、粒子間の界面抵抗の低減が可能となった。
As described above, in the present embodiment, the composite active material
Then, the composite active material
Then, the 2nd current collector foil was bonded together on the 2nd electrode layer green sheet of the laminated body green sheet, and the all-solid-state secondary battery was produced by baking at the same time.
In addition, the laminated green sheets are continuously laminated, and between the plurality of laminated green sheets and further outside the outer surface in the stacking direction of the laminated green sheets, Were laminated to produce a continuous laminate green sheet, and the continuous laminate green sheet was fired at once to produce a series all-solid secondary battery.
In addition, by batch firing, the chemistry of particles in adjacent layers at the interface between the first current collector foil and the first electrode layer green sheet and at the interface between the second current collector foil and the second electrode layer green sheet. A bond is formed.
As a result, the ratio of the
本実施形態に係る積層体グリーンシートの作製工程は、従来の転写法とは違い、積層体グリーンシートを連続的に作製することが可能であり、更に一括焼成することで、正極集電箔と正極層、負極集電箔と負極層との界面抵抗を抑制しつつ、焼成工程を1回にすることが可能となった。 Unlike the conventional transfer method, the production process of the laminate green sheet according to the present embodiment can produce the laminate green sheet continuously. While suppressing the interface resistance between the positive electrode layer, the negative electrode current collector foil and the negative electrode layer, the firing process can be performed once.
また、上記積層体グリーンシートを連続的に積層することで連続積層体グリーンシートを作製することが可能となり、上記連続積層体グリーンシートを一括焼成することで直列全固体二次電池を作製することが可能となった。 Moreover, it becomes possible to produce a continuous laminate green sheet by continuously laminating the laminate green sheet, and producing an all-solid-state secondary battery in series by collectively firing the continuous laminate green sheet. Became possible.
以下に、図1〜図10を参照して、本実施形態に係る積層体グリーンシート、その積層体グリーンシートを連続的に積層した連続積層体グリーンシート、及びそれらの焼成体を用いた全固体二次電池に関する具体的な実施例及び比較例を挙げて説明する。なお、本実施形態は下記実施例によって制限されるものではない。 1 to 10, a laminated green sheet according to the present embodiment, a continuous laminated green sheet obtained by continuously laminating the laminated green sheet, and an all solid using those fired bodies Specific examples and comparative examples relating to secondary batteries will be described. In addition, this embodiment is not restrict | limited by the following Example.
(実施例1)
<正極の複合活物質二次粒子の造粒工程>
正極の活物質粒子2としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)粉末50質量部、固体電解質粒子3としてLAGP(Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3)粉末50質量部、導電助剤4としてアセチレンブラック6質量部、バインダー5としてポリビニルピロリドン23質量部、溶剤として水を使用し、スラリーを作製した。作製したスラリーをスプレードライヤー法にて、粒子を造粒し、正極の複合活物質二次粒子1を作製した。
Example 1
<Granulation process of secondary active composite particles of positive electrode>
50 parts by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) powder as the
<正極スラリーの作製>
上記正極の複合活物質二次粒子1の粉末100質量部、バインダー5としてポリビニルブチラール(PVB)16質量部、可塑剤としてフタル酸ジブチル(DBP)4.8質量部、及び溶剤(ターピネオール)を混合してスラリーとし、このスラリーを脱泡して正極スラリーを作製した。
<Preparation of positive electrode slurry>
100 parts by mass of the powder of the composite active material
<固体電解質スラリーの作製>
固体電解質粒子3としてLAGP粉末100質量部、バインダー5としてPVB16質量部、可塑剤としてDBP4.8質量部、及び溶剤(ターピネオール)を混合してスラリーとし、このスラリーを脱泡して固体電解質スラリーを作製した。
<Preparation of solid electrolyte slurry>
100 parts by mass of LAGP powder as
<負極の複合活物質二次粒子の造粒工程>
負極の活物質粒子2としてチタン酸リチウム(Li4Ti5O12)粉末50質量部、固体電解質粒子3としてLAGP粉末50質量部、導電助剤4としてグラファイト6質量部、バインダー5としてポリビニルピロリドン23質量部、溶剤として水を使用し、スラリーを作製した。作製したスラリーをスプレードライヤー法にて、粒子を造粒し、負極の複合活物質二次粒子1を作製した。
<Granulation step of composite active material secondary particles of negative electrode>
50 parts by mass of lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) powder as the
<負極スラリーの作製>
上記負極の複合活物質二次粒子1の粉末100質量部、バインダー5としてPVB16質量部、可塑剤としてDBP4.8質量部、及び溶剤(ターピネオール)を混合してスラリーとし、このスラリーを脱泡して負極スラリーを作製した。
<Preparation of negative electrode slurry>
The negative electrode composite active material
<積層体グリーンシート作製工程>
図2に示すように、集電箔14として15μmのニッケル箔を使用し、これを負極集電箔とし、この集電箔14上に負極スラリーを塗布、乾燥して負極層グリーンシート13を作製し、この負極層グリーンシート13上に、上記固体電解質スラリーを塗布、乾燥して固体電解質層グリーンシート12を作製し、この固体電解質層グリーンシート12上に、上記正極スラリーを塗布、乾燥して正極層グリーンシート11を作製することで、積層体グリーンシート10を作製した。
<Laminated green sheet production process>
As shown in FIG. 2, a 15 μm nickel foil is used as the
<切断工程>
図3に示すように、作製した積層体グリーンシート10の正極層グリーンシート11上に、他の集電箔14として上記と同じニッケル箔を乗せ、これを正極集電箔とし、この集電箔14を80℃、1000kgf/cm2(98MPa)で加圧し、正極集電箔、負極集電箔が、積層体グリーンシート10のそれぞれ異なる面で露出するように切断した。
<Cutting process>
As shown in FIG. 3, on the positive electrode layer green sheet 11 of the produced laminate
<焼成工程>
上記積層体グリーンシート10を、窒素気流中、昇温速度80℃/min.で室温から700℃まで昇温し、その温度で30分間保持し焼成を実施した。その後、炉内放冷で室温まで冷却し、実施例1の積層焼成体からなる全固体二次電池を作製した。
<Baking process>
The laminate
(実施例2)
負極の複合活物質二次粒子1を作製せず、下記の要領で負極スラリーを作製した以外は実施例1と同様の操作で実施した。すなわち、実施例2の負極層グリーンシートは、実施例1の負極層グリーンシート13とは異なる。その他は実施例1と同様である。
(Example 2)
The same operation as in Example 1 was performed, except that the composite active material
<負極スラリーの作製>
負極の活物質粒子2としてチタン酸リチウム(Li4Ti5O12)粉末50質量部、固体電解質粒子3としてLAGP粉末50質量部、導電助剤4としてグラファイト6質量部、バインダー5としてPVB16質量部、可塑剤としてDBP4.8質量部、及び溶剤(ターピネオール)を混合してスラリーとし、このスラリーを脱泡して負極スラリーを作製した。
<Preparation of negative electrode slurry>
50 parts by mass of lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) powder as the
(実施例3)
正極の複合活物質二次粒子1を作製せず、下記の要領で正極スラリーを作製した以外は実施例1と同様の操作で実施した。すなわち、実施例3の正極層グリーンシートは、実施例1の正極層グリーンシート11とは異なる。その他は実施例1と同様である。
(Example 3)
The same operation as in Example 1 was performed except that the positive electrode composite active material
<正極スラリーの作製>
正極の活物質粒子2としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)粉末50質量部、固体電解質粒子3としてLAGP粉末50質量部、導電助剤4としてアセチレンブラック6質量部、バインダー5としてPVB16質量部、可塑剤としてDBP4.8質量部、及び溶剤(ターピネオール)を混合してスラリーとし、このスラリーを脱泡して正極スラリーを作製した。
<Preparation of positive electrode slurry>
50 parts by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) powder as the
(実施例4)
<造粒、スラリー作製工程>
正極及び負極の複合活物質二次粒子1の造粒及び各スラリーの作製は、実施例1と同様の操作で実施した。
Example 4
<Granulation and slurry preparation process>
Granulation of the composite active material
<積層体グリーンシート作製工程>
積層体グリーンシート10の作製は、実施例1と同様の操作で実施した。
<Laminated green sheet production process>
The laminate
<連続積層体グリーンシート作製工程>
作製した積層体グリーンシート10を所定の大きさに切断した。この積層体グリーンシート10を5個作製した。図4に示すように、この5個の積層体グリーンシート10を連続的に積層して連続積層体グリーンシート15を作製した。最後に、図5に示すように、集電箔14と接していない積層方向外面となる負極層グリーンシート13上に、他の集電箔14として積層体グリーンシート10と同じニッケル箔を乗せ、全体を80℃、1000kgf/cm2(98MPa)で加圧し、実施例2の焼成工程前の連続積層体グリーンシート15を作製した。
<Continuous laminate green sheet production process>
The produced laminate
<連続積層焼成体作製工程>
上記連続積層体グリーンシート15を、窒素気流中、昇温速度80℃/min.で室温から700℃まで昇温し、その温度で30分間保持した後、炉内放冷で室温まで冷却し、実施例4の連続積層焼成体からなる直列全固体二次電池を作製した。
<Continuous laminated fired body manufacturing process>
The continuous laminate green sheet 15 was heated at a rate of temperature increase of 80 ° C./min. The temperature was raised from room temperature to 700 ° C. and held at that temperature for 30 minutes, and then cooled to room temperature by allowing it to cool in the furnace to produce a serial all-solid secondary battery comprising the continuously laminated fired body of Example 4.
(比較例1)
正極及び負極の複合活物質二次粒子1を共に作製せず、実施例2、3と同様の操作で正極、負極スラリーを作製したこと以外は実施例1と同様の操作で比較例1の全固体二次電池を作製した。すなわち、比較例1の正極層グリーンシート及び負極層グリーンシートは、複合活物質二次粒子1を用いた実施例1の正極層グリーンシート11及び負極層グリーンシート13とは異なる。その他は実施例1と同様である。
(Comparative Example 1)
The composite active material
(比較例2)
正極及び負極の複合活物質二次粒子1を共に作製せず、実施例2、3と同様の操作で正極、負極スラリーを作製したこと以外は実施例4と同様の操作で比較例2の直列全固体二次電池を作製した。すなわち、比較例2の正極層グリーンシート及び負極層グリーンシートは、複合活物質二次粒子1を用いた実施例4の正極層グリーンシート11及び負極層グリーンシート13とは異なる。その他は実施例4と同様である。
(Comparative Example 2)
The composite active material
(比較例3)
<造粒、スラリー作製工程>
正極及び負極の複合活物質二次粒子1の造粒及び各スラリーの作製は、実施例1と同様の操作で実施した。
(Comparative Example 3)
<Granulation and slurry preparation process>
Granulation of the composite active material
<積層体グリーンシート作製工程>
図6に示すように、ポリエチレンテレフタレート製シート状支持フィルム(以下、PETフィルム21)上に負極スラリーを塗布、乾燥し、負極層グリーンシート13を作製し、この負極層グリーンシート13上に、固体電解質スラリーを塗布、乾燥し、固体電解質層グリーンシート12を作製した。
<Laminated green sheet production process>
As shown in FIG. 6, a negative electrode slurry is applied on a polyethylene terephthalate sheet-like support film (hereinafter referred to as PET film 21) and dried to produce a negative electrode layer green sheet 13. On the negative electrode layer green sheet 13, a solid The electrolyte slurry was applied and dried to prepare a solid electrolyte layer green sheet 12.
また、図7に示すように、他のPETフィルム21上に正極スラリーを塗布、乾燥し、正極層グリーンシート11を作製した。
Moreover, as shown in FIG. 7, the positive electrode slurry was apply | coated and dried on the
そして、図8に示すように、図6に示したPETフィルム21上の固体電解質層グリーンシート12側の面と、図7に示した他のPETフィルム21上の正極層グリーンシート11側の面とを重ね合わせ、これを80℃、1000kgf/cm2(98MPa)で加圧し、比較例5の比較用積層体グリーンシート20を作製した。
8, the surface on the solid electrolyte layer green sheet 12 side on the
<切断・焼成工程>
作製した比較用積層体グリーンシート20を所定の大きさに切断し、この比較用積層体グリーンシート20の両側のPETフィルム21を剥がし、窒素気流中、昇温速度80℃/min.で室温から700℃まで昇温し、その温度で30分間保持し焼成を実施した。その後、炉内放冷で室温まで冷却し、図9、図10に示すような正極層31、固体電解質層32及び負極層33がこの順に積層されている三層焼成体30を作製した。なお、正極層31と負極層33との配置は反対でも良い。
<Cutting and firing process>
The produced comparative laminate
作製した上記三層焼成体30の正極層31の固体電解質層32と接していない面に、集電箔14として厚み15μmのニッケル箔を乗せ、正極集電箔とした。また、三層焼成体30の負極層33の固体電解質層32と接していない面に、他の集電箔14として上記と同じニッケル箔を乗せ、負極集電箔とした。正極集電箔及び負極集電箔は、三層焼成体30のそれぞれ異なる面で露出するようにした。
A nickel foil having a thickness of 15 μm was placed on the surface of the produced three-layer fired
上記三層焼成体30を、80℃、1000kgf/cm2(98MPa)でラミネートし、比較例5の全固体二次電池を作製した。
The three-layer fired
(比較例4)
<造粒及びスラリー作製工程>から<切断・焼成工程>までは、比較例3と同様の操作で実施し、三層焼成体30を作製した。
(Comparative Example 4)
From the <granulation and slurry preparation step> to the <cutting / firing step>, the same operation as in Comparative Example 3 was performed, and the three-layer fired
<連続積層焼成体作製工程>
作製した三層焼成体30の正極層31の固体電解質層32と接していない面に、集電箔14として厚み15μmのニッケル箔を乗せ、80℃、1000kgf/cm2(98MPa)でラミネートし、正極集電箔とした。
<Continuous laminated fired body manufacturing process>
A surface of the three-layer fired
集電箔付き三層焼成体30を5個用意し、図9に示す通りに積層した。最後に、図10に示すように、負極層33の集電箔と接していない面上に、集電箔14として上記と同様のニッケル箔を乗せ、全体を80℃、1000kgf/cm2(98MPa)で加圧し、比較例4の直列全固体二次電池を作製した。
Five three-layer fired
<電気化学評価>
電気化学評価は以下の方法で実施した。
(実施例1、2、3、比較例1、3の電池評価方法)
10個の全固体二次電池を評価した。0.2Cの定電流法によって2.7Vまで充電し、その後に0.2Cにて1.5Vまで放電し、この放電容量を基準容量Xとする。基準容量Xは10個の平均値とする。その後に0.2Cにて2.7Vまで充電し、5Cにて1.5Vまで放電し、3C放電容量Yを求める。3C放電容量Yも10個の平均値とする。3C放電容量Yと基準容量Xの放電容量の比(Y/X(%))で表される放電容量維持率を求め、これを電気化学評価の評価基準とし、以下の基準で評価する。評価が高いほど、電池としての出力特性に優れている、すなわち内部抵抗が小さいことを意味する。
A:70%以上
B:50%以上70%未満
C:40%以上50%未満
D:30%以上40%未満
E:30%未満
<Electrochemical evaluation>
The electrochemical evaluation was performed by the following method.
(Battery evaluation methods of Examples 1, 2, and 3, Comparative Examples 1 and 3)
Ten all-solid secondary batteries were evaluated. The battery is charged to 2.7 V by a constant current method of 0.2 C, and then discharged to 1.5 V at 0.2 C. This discharge capacity is defined as a reference capacity X. The reference capacity X is an average value of 10 pieces. Thereafter, the battery is charged to 2.7 V at 0.2 C, discharged to 1.5 V at 5 C, and the 3 C discharge capacity Y is obtained. The 3C discharge capacity Y is also an average value of 10 pieces. A discharge capacity maintenance ratio represented by a ratio (Y / X (%)) of the discharge capacity between the 3C discharge capacity Y and the reference capacity X is obtained, and this is used as an evaluation standard for electrochemical evaluation, and is evaluated according to the following standard. The higher the evaluation, the better the output characteristics as a battery, that is, the smaller the internal resistance.
A: 70% or more B: 50% or more and less than 70% C: 40% or more and less than 50% D: 30% or more and less than 40% E: Less than 30%
(実施例4、比較例2、4の電池評価方法)
10個の直列全固体二次電池を評価した。0.2Cの定電流法によって13.5Vまで充電し、その後0.2Cにて7.5Vまで放電し、この放電容量を基準容量Xとする。基準容量Xは10個の平均値とする。その後、0.2Cにて13.5Vまで充電し、5Cにて7.5Vまで放電し、3C放電容量Yを求める。3C放電容量Yも10個の平均値とする。3C放電容量Yと基準容量Xの放電容量の比(Y/X(%))で表される放電容量維持率を求め、これを電気化学評価の評価基準とし、以下の基準で評価する。評価が高いほど、電池としての出力特性に優れている、すなわち内部抵抗が小さいことを意味する。
A:70%以上
B:50%以上70%未満
C:40%以上50%未満
D:30%以上40%未満
E:30%未満
(Battery evaluation method of Example 4, Comparative Examples 2 and 4)
Ten series all solid state secondary batteries were evaluated. The battery is charged to 13.5 V by a constant current method of 0.2 C, and then discharged to 7.5 V at 0.2 C. This discharge capacity is set as a reference capacity X. The reference capacity X is an average value of 10 pieces. Thereafter, the battery is charged to 13.5 V at 0.2 C, discharged to 7.5 V at 5 C, and the 3 C discharge capacity Y is obtained. The 3C discharge capacity Y is also an average value of 10 pieces. A discharge capacity maintenance ratio represented by a ratio (Y / X (%)) of the discharge capacity between the 3C discharge capacity Y and the reference capacity X is obtained, and this is used as an evaluation standard for electrochemical evaluation, and is evaluated according to the following standard. The higher the evaluation, the better the output characteristics as a battery, that is, the smaller the internal resistance.
A: 70% or more B: 50% or more and less than 70% C: 40% or more and less than 50% D: 30% or more and less than 40% E: Less than 30%
(評価結果)
上記評価の結果を下記の表1に示す。
The results of the evaluation are shown in Table 1 below.
表1より、複合粒子を使用した実施例1、2、3は、比較例1と比較して、評価が高いことがわかり、粒子を複合化したことによる粒子間の界面抵抗が低減していることがわかった。また、実施例1が実施例2、3よりも放電容量維持率が高く、正極、負極両方とも活物質粒子2、固体電解質粒子3、導電助剤4を複合化することが抵抗低減に最も効果的であり、本実施形態の手法を使用することが全固体電池の性能向上に効果的であることが確認された。
From Table 1, it can be seen that Examples 1, 2, and 3 using composite particles have a higher evaluation than Comparative Example 1, and the interfacial resistance between particles due to the composite of particles is reduced. I understood it. Further, Example 1 has a higher discharge capacity retention rate than Examples 2 and 3, and the composite of
また、実施例4と比較例2を比較すると、上記と同様の結果であり、単層の全固体二次電池を積層した直列全固体二次電池においても、本実施形態の効果が得られることが確認された。 Further, when Example 4 and Comparative Example 2 are compared, the result is the same as described above, and the effect of the present embodiment can be obtained even in a series all-solid secondary battery in which single-layer all-solid secondary batteries are stacked. Was confirmed.
また、実施例1と比較例3を比較すると、実施例1は比較例3よりも、評価が高かった。この結果から、集電箔14上に正極層グリーンシート11、固体電解質層グリーンシート12、負極層グリーンシート13を塗布法により形成して積層体グリーンシート10を作製し、更に積層体グリーンシート10を連側的に積層して連続積層体グリーンシート15を作製し、積層体グリーンシート10又は連続積層体グリーンシート15を一括焼成して全固体二次電池を作製する本実施形態は、比較例3の従来型の転写法の全固体二次電池と比較して、電池性能が良好である。すなわち、各層の界面抵抗が抑制された全固体二次電池であると言える。更に本実施形態に係る全固体二次電池の製造方法は、工程が従来法と比較して簡略化された製造方法であると言える。これは、実施例4と比較例4とで比較する直列全固体二次電池を作製する場合においても同様である。
Moreover, when Example 1 and Comparative Example 3 were compared, Example 1 was higher in evaluation than Comparative Example 3. From this result, a positive electrode layer green sheet 11, a solid electrolyte layer green sheet 12, and a negative electrode layer green sheet 13 are formed on the
本発明は、全固体二次電池の性能向上に大きく寄与し、また、全固体二次電池の製造工程を簡略化できる。また、本発明の全固体二次電池は、各層の界面抵抗が抑制された全固体二次電池であり、コストダウンと電池性能を兼ね備え、産業上おおいに利用できる発明である。 The present invention greatly contributes to the improvement of the performance of the all solid state secondary battery, and can simplify the manufacturing process of the all solid state secondary battery. Moreover, the all-solid-state secondary battery of the present invention is an all-solid-state secondary battery in which the interface resistance of each layer is suppressed, and it is an invention that can be used greatly industrially, having both cost reduction and battery performance.
1…複合活物質二次粒子
2…活物質粒子
3…固体電解質粒子
4…導電助剤(炭素材料)
5…バインダー(結着剤)
10…積層体グリーンシート
11…正極層グリーンシート
12…固体電解質層グリーンシート
13…負極層グリーンシート
14…集電箔
15…連続積層体グリーンシート
20…比較用積層体グリーンシート
21…PETフィルム
30…三層焼成体
31…正極層
32…固体電解質層
33…負極層
DESCRIPTION OF
5 ... Binder (binder)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第1電極層グリーンシート上に設けられた固体電解質層グリーンシートと、
前記第1電極層グリーンシートの対極として請求項1に記載の複合活物質二次粒子を用いた第2電極層グリーンシートと、
を備えることを特徴とする積層体グリーンシート。 A first electrode layer green sheet using the composite active material secondary particles according to claim 1 as a positive electrode or a negative electrode;
A solid electrolyte layer green sheet provided on the first electrode layer green sheet;
A second electrode layer green sheet using the composite active material secondary particles according to claim 1 as a counter electrode of the first electrode layer green sheet;
A laminate green sheet comprising:
前記第1電極層上に設けられた固体電解質層と、
前期固体電解質層上に、前記第1電極層の対極として請求項1に記載の複合活物質二次粒子を用いた第2電極層と、
を備えることを特徴とする全固体二次電池。 A first electrode layer using the composite active material secondary particles according to claim 1 as a positive electrode or a negative electrode;
A solid electrolyte layer provided on the first electrode layer;
A second electrode layer using the composite active material secondary particles according to claim 1 as a counter electrode of the first electrode layer on the solid electrolyte layer in the previous period;
An all-solid-state secondary battery comprising:
積層された複数の前記電極積層体同士の間、及び積層された複数の前記電極積層体の積層方向外面の更に外側に、前記第1電極層及び前記第2電極層の少なくとも一方と密着して設けられた集電箔と、
を備えることを特徴とする全固体二次電池。 An electrode stack comprising a first electrode layer, a solid electrolyte layer provided on the first electrode layer, and a second electrode layer provided on the solid electrolyte layer;
In close contact with at least one of the first electrode layer and the second electrode layer between the stacked electrode stacks and on the outer side in the stacking direction of the stacked electrode stacks. Current collector foil provided,
An all-solid-state secondary battery comprising:
前記第1電極用スラリー層上に、固体電解質材料を含む固体電解質スラリーを塗布又は印刷して固体電解質スラリー層を形成する固体電解質スラリー層形成工程と、
前記固体電解質スラリー層上に、請求項1に記載の複合活物質二次粒子を含む第2電極用スラリーを塗布又は印刷して第2電極用スラリー層を形成する第2電極用スラリー層形成工程と、
を含むことを特徴とする積層体グリーンシートの製造方法。 A first electrode slurry layer forming step of forming or slurrying a first electrode slurry layer on the first current collector foil by applying or printing the first electrode slurry containing the composite active material secondary particles according to claim 1. When,
A solid electrolyte slurry layer forming step of forming or solid electrolyte slurry layer by applying or printing a solid electrolyte slurry containing a solid electrolyte material on the first electrode slurry layer;
A second electrode slurry layer forming step of forming a second electrode slurry layer by applying or printing the second electrode slurry containing the composite active material secondary particles according to claim 1 on the solid electrolyte slurry layer. When,
The manufacturing method of the laminated body green sheet characterized by the above-mentioned.
を含むことを特徴とする連続積層体グリーンシートの製造方法。 A green sheet laminating step of continuously laminating a laminate green sheet produced using the laminate green sheet producing method according to claim 7;
The manufacturing method of the continuous laminated body green sheet characterized by including this.
前記積層体グリーンシート及びそれに貼り合わされた前記第2集電箔を含む積層体を焼成する焼成工程と、
を含むことを特徴とする全固体二次電池の製造方法。 A second current collector in which a second current collector foil is bonded onto the second electrode layer green sheet exposed on the surface of the multilayer green sheet produced using the method for producing a laminated green sheet according to claim 7. Foil bonding process,
A firing step of firing the laminate including the laminate green sheet and the second current collector foil bonded thereto;
The manufacturing method of the all-solid-state secondary battery characterized by including.
前記積層体グリーンシート及びそれに貼り合わされた前記第2集電箔を含む連続積層体を焼成する焼成工程と、
を含むことを特徴とする全固体二次電池の製造方法。 A second current collector foil is bonded to the second electrode layer green sheet exposed on the surface of the multilayer green sheet produced using the method for producing a continuous laminate green sheet according to claim 8. A foil bonding process;
A firing step of firing the continuous laminate including the laminate green sheet and the second current collector foil bonded thereto;
The manufacturing method of the all-solid-state secondary battery characterized by including.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016032360A JP2017152147A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Composite active material secondary particle, laminate green sheet, all-solid type secondary battery and manufacturing methods thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016032360A JP2017152147A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Composite active material secondary particle, laminate green sheet, all-solid type secondary battery and manufacturing methods thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2017152147A true JP2017152147A (en) | 2017-08-31 |
Family
ID=59740829
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016032360A Pending JP2017152147A (en) | 2016-02-23 | 2016-02-23 | Composite active material secondary particle, laminate green sheet, all-solid type secondary battery and manufacturing methods thereof |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2017152147A (en) |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2019065030A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 日本ゼオン株式会社 | All-solid secondary battery electrode composite particles, method of manufacturing same, all-solid secondary battery electrode, and all-solid secondary battery |
JP2020047462A (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 太陽誘電株式会社 | All-solid battery |
CN111886723A (en) * | 2018-05-25 | 2020-11-03 | 株式会社Lg化学 | Composite particle for negative electrode active material and negative electrode for all-solid-state battery comprising same |
JP2021510231A (en) * | 2018-01-09 | 2021-04-15 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン | Current collector coated with lithium ion conductive solid electrolyte |
WO2021182561A1 (en) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | マクセルホールディングス株式会社 | Electrode for all-solid battery, and all-solid battery |
CN113809326A (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-17 | 上海轩玳科技有限公司 | Manufacturing process method of all-solid-state lithium ion battery |
CN113812020A (en) * | 2019-05-08 | 2021-12-17 | 株式会社Lg新能源 | Method for manufacturing solid-state battery electrode and solid-state battery electrode manufactured using the same |
JP2022088112A (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-14 | トヨタ自動車株式会社 | All-solid-state battery |
WO2022264554A1 (en) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Composite active material, electrode material, battery, and method for manufacturing composite active material |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005026191A (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Tdk Corp | Electrode, electrochemical element, method of manufacturing electrode, and method of manufacturing electrochemical element |
US20110229767A1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2012243476A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Nippon Zeon Co Ltd | Method for manufacturing all-solid secondary battery |
WO2014141962A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 株式会社村田製作所 | All-solid-state battery |
US20150243977A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-08-27 | Sony Corporation | Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus |
JP2015185290A (en) * | 2014-03-22 | 2015-10-22 | 株式会社村田製作所 | All-solid battery and manufacturing method thereof |
JP2016001595A (en) * | 2014-05-19 | 2016-01-07 | Tdk株式会社 | Lithium ion secondary battery |
-
2016
- 2016-02-23 JP JP2016032360A patent/JP2017152147A/en active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005026191A (en) * | 2003-07-03 | 2005-01-27 | Tdk Corp | Electrode, electrochemical element, method of manufacturing electrode, and method of manufacturing electrochemical element |
US20110229767A1 (en) * | 2010-03-19 | 2011-09-22 | Dai Nippon Printing Co., Ltd. | Electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery, method for producing the same, and non-aqueous electrolyte secondary battery |
JP2012243476A (en) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Nippon Zeon Co Ltd | Method for manufacturing all-solid secondary battery |
WO2014141962A1 (en) * | 2013-03-11 | 2014-09-18 | 株式会社村田製作所 | All-solid-state battery |
US20150243977A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-08-27 | Sony Corporation | Active material, electrode, secondary battery, battery pack, electric vehicle, electric power storage system, electric power tool, and electronic apparatus |
JP2015185290A (en) * | 2014-03-22 | 2015-10-22 | 株式会社村田製作所 | All-solid battery and manufacturing method thereof |
JP2016001595A (en) * | 2014-05-19 | 2016-01-07 | Tdk株式会社 | Lithium ion secondary battery |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7226323B2 (en) | 2017-09-29 | 2023-02-21 | 日本ゼオン株式会社 | Composite particles for all-solid secondary battery electrode and method for producing same, electrode for all-solid secondary battery, and all-solid secondary battery |
JPWO2019065030A1 (en) * | 2017-09-29 | 2020-09-10 | 日本ゼオン株式会社 | Composite particles for all-solid-state secondary battery electrodes and their manufacturing methods, electrodes for all-solid-state secondary batteries, and all-solid-state secondary batteries |
WO2019065030A1 (en) * | 2017-09-29 | 2019-04-04 | 日本ゼオン株式会社 | All-solid secondary battery electrode composite particles, method of manufacturing same, all-solid secondary battery electrode, and all-solid secondary battery |
JP2021510231A (en) * | 2018-01-09 | 2021-04-15 | ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ミシガン | Current collector coated with lithium ion conductive solid electrolyte |
JP7135107B2 (en) | 2018-05-25 | 2022-09-12 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Composite particles for negative electrode active material and negative electrode for all-solid battery containing the same |
JP2021520038A (en) * | 2018-05-25 | 2021-08-12 | エルジー・ケム・リミテッド | Negative electrode Composite particles for active material and negative electrodes for all-solid-state batteries containing them |
EP3787074A4 (en) * | 2018-05-25 | 2021-06-23 | Lg Chem, Ltd. | Composite particles for anode active material and anode for all-solid-state battery comprising same |
CN111886723B (en) * | 2018-05-25 | 2023-09-19 | 株式会社Lg新能源 | Composite particles for negative electrode active material and negative electrode for all-solid-state battery comprising same |
CN111886723A (en) * | 2018-05-25 | 2020-11-03 | 株式会社Lg化学 | Composite particle for negative electrode active material and negative electrode for all-solid-state battery comprising same |
JP2020047462A (en) * | 2018-09-19 | 2020-03-26 | 太陽誘電株式会社 | All-solid battery |
JP7048466B2 (en) | 2018-09-19 | 2022-04-05 | 太陽誘電株式会社 | All solid state battery |
CN113812020A (en) * | 2019-05-08 | 2021-12-17 | 株式会社Lg新能源 | Method for manufacturing solid-state battery electrode and solid-state battery electrode manufactured using the same |
JP2022512483A (en) * | 2019-05-08 | 2022-02-04 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Manufacturing method of all-solid-state battery electrode and all-solid-state battery electrode manufactured by this method |
JP7179184B2 (en) | 2019-05-08 | 2022-11-28 | エルジー エナジー ソリューション リミテッド | Method for manufacturing electrode of all-solid-state battery and all-solid-state battery electrode manufactured by the method |
WO2021182561A1 (en) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | マクセルホールディングス株式会社 | Electrode for all-solid battery, and all-solid battery |
JPWO2021182561A1 (en) * | 2020-03-13 | 2021-09-16 | ||
JP7033697B2 (en) | 2020-03-13 | 2022-03-10 | マクセル株式会社 | All-solid-state battery electrodes and all-solid-state batteries |
CN113809326A (en) * | 2020-06-11 | 2021-12-17 | 上海轩玳科技有限公司 | Manufacturing process method of all-solid-state lithium ion battery |
JP2022088112A (en) * | 2020-12-02 | 2022-06-14 | トヨタ自動車株式会社 | All-solid-state battery |
JP7371611B2 (en) | 2020-12-02 | 2023-10-31 | トヨタ自動車株式会社 | all solid state battery |
WO2022264554A1 (en) * | 2021-06-18 | 2022-12-22 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | Composite active material, electrode material, battery, and method for manufacturing composite active material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2017152147A (en) | Composite active material secondary particle, laminate green sheet, all-solid type secondary battery and manufacturing methods thereof | |
JP5742940B2 (en) | All-solid battery and method for manufacturing the same | |
JP5717318B2 (en) | All solid state secondary battery | |
JP6943023B2 (en) | Laminated green sheet, all-solid-state secondary battery and its manufacturing method | |
CN111699582B (en) | All-solid battery | |
WO2017146133A1 (en) | Stacked green sheet, continuous stacked green sheet, stacked sintered body, continuous stacked sintered body, and all-solid secondary battery, and method for producing stacked green sheet, method for producing continuous stacked green sheet, and method for producing all-solid secondary battery | |
JP2018063850A (en) | Laminate green sheet, all-solid type secondary battery, and method for fabricating the same | |
WO2017145657A1 (en) | All-solid secondary battery, method for producing all-solid secondary battery, stacked green sheet for all-solid secondary battery, stacked green sheet with current collector foil for all-solid secondary battery, and continuous stacked green sheet for all-solid secondary battery | |
JP2014216131A (en) | All solid battery and manufacturing method therefor | |
WO2014170998A1 (en) | All-solid-state lithium-ion secondary battery | |
JP7188562B2 (en) | solid state battery | |
US20180294531A1 (en) | Method of producing all-solid battery | |
WO2014042083A1 (en) | All-solid-state battery, green laminate for all-solid-state battery, and method for producing all-solid-state battery | |
JP7183529B2 (en) | LAMINATED GREEN SHEET, ALL-SOLID SECONDARY BATTERY AND MANUFACTURING METHOD THEREOF | |
JP7107389B2 (en) | solid state battery | |
CN111384433A (en) | Solid electrolyte laminate and solid battery | |
WO2021010231A1 (en) | Solid-state battery | |
JP2018077989A (en) | Laminate green sheet and all-solid type secondary battery | |
JP6192540B2 (en) | All-solid battery and method for manufacturing the same | |
JP6855749B2 (en) | Slurries, laminated green sheets, all-solid-state secondary batteries and their manufacturing methods | |
JP5494572B2 (en) | All solid state battery and manufacturing method thereof | |
JP2018063808A (en) | Laminate green sheet, all-solid type secondary battery, and fabricating methods thereof | |
JP7201085B2 (en) | solid state battery | |
JP6953700B2 (en) | Laminated green sheet, continuous laminated green sheet, all-solid-state secondary battery, and their manufacturing method | |
JP7122139B2 (en) | Method for manufacturing all-solid-state battery and all-solid-state battery |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20190123 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20191114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20191126 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200124 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20200526 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20200722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20210105 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20210305 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20210803 |