JP2018133175A - ラミネート全固体電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
前記外装体の外側から、前記外装体内に収納された前記全固体電池積層体を積層方向に加圧すること、
前記加圧を維持しながら前記外装体内に充填材を注入すること、並びに
前記外装体を封止すること
を含む、ラミネート全固体電池の製造方法。
前記外装体内に充填材を注入した後、前記外装体の封止の前又は後に、
前記外装体内に注入した充填材を硬化すること、
を更に含む、[1]に記載の製造方法。
充填材
がラミネートフィルムから成る外装体内に収容され、
前記全固体電池積層体の面方向端部と前記ラミネートフィルムとの間には前記充填材が存在し、且つ
前記全固体電池積層体が、積層方向で前記ラミネートフィルムと接している、
ラミネート全固体電池。
負極集電タブを有する負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電タブを有する正極集電体層がこの順に積層された全固体電池素子を1個以上有する全固体電池積層体を、ラミネートフィルムから成る外装体内に収容すること(収納工程)、
前記外装体の外側から、前記外装体内に収納された前記全固体電池積層体を積層方向に加圧すること(加圧工程)、
前記加圧を維持しながら前記外装体内に充填材を注入すること(充填材注入工程)、並びに
前記外装体を封止すること(封止工程)
を含む。
本実施形態における全固体電池積層体は、負極集電タブを有する負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電タブを有する正極集電体層がこの順に積層された全固体電池素子を1個以上含む。
例えば、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体層の積層順で、積層順を同じくする2個の全固体電池素子を有していてもよく、
例えば、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層の積層順で、正極集電体層を共有し、積層順が逆方向である2個の全固体電池素子を有していてもよい。
本実施形態のラミネート全固体電池における外装体は、金属箔の片面又は両面に樹脂フィルムを有する樹脂ラミネート金属箔であってよい。典型的には、金属箔の片方の面に機械的強度を付与するための樹脂フィルムを積層し、且つ、反対側の面にヒートシール性を有する樹脂フィルムを積層して成る構成の樹脂ラミネート金属箔が例示される。
本実施形態のラミネート全固体電池の製造方法について、全固体電池積層体及び外装体として、それぞれ上記の好ましい構成のものを使用する場合を例として、説明する。
本実施形態における収納工程は、負極集電タブを有する負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電タブを有する正極集電体層がこの順に積層された全固体電池素子を1個以上有する全固体電池積層体を、ラミネートフィルムから成る外装体内に収容する工程である。
次いで、加圧工程において、外装体20の外側から、外装体20内に収納された全固体電池積層体15を積層方向に加圧する(図2(c))。このときの加圧により、全固体電池積層体15の面方向全面にわたって均一な圧力を印加してよい。加圧の方法は、例えば、機械加圧、ガス加圧等の適宜の方法であってよい。
充填材注入工程においては、上記加圧工程で印可した加圧を維持しながら、外装体20内に充填材を注入する(図2(d))。充填材としては、公知の樹脂材料を好ましく使用することができる。
最後に、封止工程において外装体20を封止することにより、本実施形態のラミネート全固体電池100を得ることができる。
上記のような方法によって製造された本実施形態のラミネート全固体電池は、
負極集電タブを有する負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電タブを有する正極集電体層がこの順に積層された単位電池を1個以上有する全固体電池積層体、並びに
充填材
がラミネートフィルムから成る外装体内に収容され、
前記全固体電池積層体の面方向端部と前記ラミネートフィルムとの間には前記充填材が存在し、且つ
前記全固体電池積層体は、積層方向で前記ラミネートフィルムと接している。
本実施形態のラミネート全固体電池の要素のうち、上記に説明した外装体及び充填材以外の要素を構成する材料について、以下に説明する。
本実施形態のラミネート全固体電池における負極集電体層を構成する材料としては、例えば、SUS、Cu、Ni、Fe、Ti、Co、Zn等から成る箔を使用することができる。
負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含み、例えば、グラファイト等の公知の負極活物質を適宜用いることができる。
固体電解質層は、少なくとも固体電解質を含み、好ましくは更にバインダーを含有する。
正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含み、好ましくは更に、固体電解質、バインダー、及び導電材を含有する。
正極集電体層を構成する材料としては、例えば、ステンレス(SUS)、Ni、Cr、Au、Pt、Al、Fe、Ti、Zn等から成る箔を使用することができる。
1a 負極集電タブ1a
2 負極活物質層
3 固体電解質層
4 正極活物質層
5 正極集電体層
5a 正極集電タブ
10 全固体電池素子
15 全固体電池積層体
20 外装体
21 ラミネートフィルム
22a ヒートシール
22b ヒートシール
100 ラミネート全固体電池
Claims (11)
- 負極集電タブを有する負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電タブを有する正極集電体層がこの順に積層された全固体電池素子を1個以上有する全固体電池積層体を、ラミネートフィルムから成る外装体内に収容すること、
前記外装体の外側から、前記外装体内に収納された前記全固体電池積層体を積層方向に加圧すること、
前記加圧を維持しながら前記外装体内に充填材を注入すること、並びに
前記外装体を封止すること
を含む、ラミネート全固体電池の製造方法。 - 前記充填材が硬化性樹脂であり、
前記外装体内に充填材を注入した後、前記外装体の封止の前又は後に、
前記外装体内に注入した充填材を硬化すること、
を更に含む、請求項1に記載の製造方法。 - 前記充填材の硬化後の粘度が10万cps以上である、請求項2に記載の製造方法。
- 前記充填材の硬化後の粘度が30万cps以下である、請求項2又は3に記載の製造方法。
- 前記充填材が、2液硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、及び高分子ゲルより成る群から選択される、請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記ラミネートフィルムが、金属箔の片面又は両面に樹脂フィルムを有する樹脂ラミネート金属箔である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法。
- 負極集電タブを有する負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電タブを有する正極集電体層がこの順に積層された単位電池を1個以上有する全固体電池積層体、並びに
充填材
がラミネートフィルムから成る外装体内に収容され、
前記全固体電池積層体の面方向端部と前記ラミネートフィルムとの間には前記充填材が存在し、且つ
前記全固体電池積層体が、積層方向で前記ラミネートフィルムと接している、
ラミネート全固体電池。 - 前記充填材の粘度が10万cps以上である、請求項7に記載の全固体電池。
- 前記充填材の粘度が30万cps以下である、請求項7又は8に記載の全固体電池。
- 前記充填材が、2液硬化型樹脂、熱硬化性樹脂、及び高分子ゲルより成る群から選択される、請求項7〜9のいずれか一項に記載の全固体電池。
- 前記ラミネートフィルムが、金属箔の片面又は両面に樹脂フィルムを有する樹脂ラミネート金属箔である、請求項7〜10のいずれか一項に記載の全固体電池。
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