JP2019160407A - All-solid battery - Google Patents

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Abstract

To mainly provide an all-solid battery which uses a Si-based active material as a negative electrode active material, and which can suppress the volume expansion of a negative electrode layer while satisfactorily retaining an energy density of the negative electrode layer during charge.SOLUTION: An all-solid battery is provided according to the disclosure hereof, which comprises a negative electrode current collector, a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode layer and a positive electrode current collector which are disposed in this order. The negative electrode layer has an A layer and a B layer from a solid electrolyte layer side in turn. The A layer contains a carbon-based active material. The B layer contains a Si alloy-based active material. Tthe weight ratio (C/Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the A layer to the Si alloy-based active material in the B layer is 0.18 or more and 0.43 or less.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、全固体電池に関する。   The present disclosure relates to all solid state batteries.

全固体電池は、正極層および負極層の間に固体電解質層を有する電池である。例えば、特許文献1には、Siを含む負極活物質微粒子と、黒鉛等の導電性微粒子とを含む無機固体電解質微粒子を用いた負極合材が開示されている。この技術は、エネルギー密度およびサイクル特性が高い全固体リチウム電池を提供することを目的としている。   An all-solid battery is a battery having a solid electrolyte layer between a positive electrode layer and a negative electrode layer. For example, Patent Document 1 discloses a negative electrode mixture using inorganic solid electrolyte fine particles containing negative electrode active material fine particles containing Si and conductive fine particles such as graphite. This technique aims to provide an all-solid lithium battery with high energy density and cycle characteristics.

特許文献2には、活物質として炭素粒子を含有する下層と、活物質としてLiと合金を形成し得る金属を含有する上層とが積層された非水系二次電池用負極が開示されている。この技術は、高容量で長寿命な非水系二次電池用負極を提供することを目的としている。また、特許文献3には、シリコンを含む活物質の粒子を含む活物質層を備え、粒子の表面の少なくとも一部が金属材料の層で被覆されていると共に、該粒子どうしの間に空隙が形成された非水電解液二次電池用負極であって、最表面に炭素材料の粒子を含む層を有する非水電解液二次電池用負極が開示されている。この技術は、負極全体の電子伝導性が向上し、充放電効率やサイクル特性が向上し得る非水系電解液二次電池用負極を提供することを目的としている。さらに、特許文献4には、黒鉛層および非晶質シリコン層を含む活物質と、集電体とを備えたリチウム2次電池用電極が開示されている。この技術は、充放電を繰り返した際に充放電容量の低下をより抑制することのできるリチウム2次電池用電極を提供することを目的としている。さらにまた、特許文献5には、Si等の合金系負極活物質粒子、分散媒、固体電解質、導電助剤を含む負極活物質層用ペーストを用いて形成された負極活物質層が開示されている。この技術は、サイクル特性の向上した全固体電池システムを提供することを目的としている。   Patent Document 2 discloses a negative electrode for a non-aqueous secondary battery in which a lower layer containing carbon particles as an active material and an upper layer containing a metal capable of forming an alloy with Li as an active material are stacked. This technique is intended to provide a negative electrode for a non-aqueous secondary battery having a high capacity and a long life. Further, Patent Document 3 includes an active material layer containing particles of an active material containing silicon, and at least a part of the surface of the particles is covered with a layer of a metal material, and there are voids between the particles. A negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery is disclosed, which is a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery having a layer containing carbon material particles on the outermost surface. The purpose of this technique is to provide a negative electrode for a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the electronic conductivity of the entire negative electrode is improved and charge / discharge efficiency and cycle characteristics can be improved. Furthermore, Patent Document 4 discloses a lithium secondary battery electrode including an active material including a graphite layer and an amorphous silicon layer, and a current collector. This technique aims at providing the electrode for lithium secondary batteries which can suppress the fall of charging / discharging capacity more when charging / discharging is repeated. Furthermore, Patent Document 5 discloses a negative electrode active material layer formed by using a negative electrode active material layer paste containing alloy-based negative electrode active material particles such as Si, a dispersion medium, a solid electrolyte, and a conductive additive. Yes. This technique aims to provide an all-solid-state battery system with improved cycle characteristics.

特開2014−192093号公報JP 2014-192093 A 特開2007−179864号公報JP 2007-179864 A 特開2008−277156号公報JP 2008-277156 A 特開2009−117165号公報JP 2009-117165 A 特開2017−059534号公報JP 2017-059534 A

全固体電池は、負極層に含まれる負極活物質としてSi系活物質を用い、Si系活物質の充填率を高めることで、負極層の高エネルギー密度化を達成することができる。一方、Si系活物質は、充電中の体積膨張が大きく、負極層が膨張しやすい。例えば、外装体を用いて外部拘束を行うことで電池の膨張を抑制することができるが、負極層の膨張が大きいときには外装体が大型化してしまうため、電池全体としてのエネルギー密度が低下してしまう。本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、負極活物質としてSi系活物質を用いた全固体電池であって、負極層のエネルギー密度を良好に維持しつつ、充電中の負極層の体積膨張を抑えることが可能な全固体電池を提供することを主目的とする。   The all-solid-state battery can achieve a high energy density of the negative electrode layer by using a Si-based active material as a negative electrode active material contained in the negative electrode layer and increasing the filling rate of the Si-based active material. On the other hand, the Si-based active material has a large volume expansion during charging, and the negative electrode layer easily expands. For example, it is possible to suppress the expansion of the battery by performing external restraint using the exterior body. However, when the expansion of the negative electrode layer is large, the exterior body is enlarged, so that the energy density of the entire battery is reduced. End up. The present disclosure has been made in view of the above circumstances, and is an all-solid-state battery using a Si-based active material as a negative electrode active material. The negative electrode layer being charged while maintaining a good energy density of the negative electrode layer It is a main object to provide an all solid state battery capable of suppressing the volume expansion of the battery.

上記課題を達成するために、本開示においては、負極集電体、負極層、固体電解質層、正極層および正極集電体が、この順で配置された全固体電池であって、上記負極層は、上記固体電解質層側から順にA層およびB層を有し、上記A層は、炭素系活物質を含み、上記B層は、Si合金系活物質を含み、上記B層に含まれるSi合金系活物質に対する、上記A層に含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)は、0.18以上0.43以下である、全固体電池を提供する。   In order to achieve the above object, in the present disclosure, a negative electrode current collector, a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode layer, and a positive electrode current collector are all solid-state batteries arranged in this order, and the negative electrode layer Has an A layer and a B layer in order from the solid electrolyte layer side, the A layer contains a carbon-based active material, the B layer contains a Si alloy-based active material, and Si contained in the B layer Provided is an all-solid-state battery in which the weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the layer A to the alloy-based active material is 0.18 or more and 0.43 or less.

本開示によれば、負極層がA層およびB層を有することにより、負極層のエネルギー密度を良好に維持しつつ、充電中の負極層の体積膨張を抑えることが全固体電池を提供することができる。   According to the present disclosure, since the negative electrode layer includes the A layer and the B layer, it is possible to suppress the volume expansion of the negative electrode layer during charging while maintaining a good energy density of the negative electrode layer. Can do.

本開示の全固体電池は、負極層のエネルギー密度を良好に維持しつつ、充電中の負極層の体積膨張を抑えることできるという効果を奏する。   The all-solid-state battery of the present disclosure has an effect of suppressing the volume expansion of the negative electrode layer during charging while maintaining a good energy density of the negative electrode layer.

本開示の全固体電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the all-solid-state battery of this indication. 本開示における負極層を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the negative electrode layer in this indication. 実施例1および比較例1〜3で得られた全固体電池の負極のエネルギー密度および拘束圧増加量の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the energy density of the negative electrode of the all-solid-state battery obtained by Example 1 and Comparative Examples 1-3, and the amount of restraint pressure increase. 実施例1、2および比較例2、4、5で得られた全固体電池の、C/Si重量比に対する負極のエネルギー密度および拘束圧増加量の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the energy density of the negative electrode with respect to C / Si weight ratio, and the increase amount of restraint pressure of the all-solid-state battery obtained in Example 1, 2 and Comparative Example 2, 4, 5. 実施例1、3、4および比較例2で得られた全固体電池の、A層中の炭素系活物質の変形性に対する負極のエネルギー密度および拘束圧増加量の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the energy density of a negative electrode with respect to the deformability of the carbonaceous active material in A layer, and the amount of increase in restraint pressure of the all-solid-state battery obtained in Example 1, 3, 4 and the comparative example 2.

以下、本開示の全固体電池について、詳細に説明する。   Hereinafter, the all solid state battery of the present disclosure will be described in detail.

本開示の全固体電池は、負極集電体、負極層、固体電解質層、正極層および正極集電体が、この順で配置された全固体電池であって、上記負極層は、上記固体電解質層側から順にA層およびB層を有し、上記A層は、炭素系活物質を含み、上記B層は、Si合金系活物質を含み、上記B層に含まれるSi合金系活物質に対する、上記A層に含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)は、0.18以上0.43以下である、電池である。   The all-solid battery of the present disclosure is an all-solid battery in which a negative electrode current collector, a negative electrode layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode layer, and a positive electrode current collector are arranged in this order, and the negative electrode layer includes the solid electrolyte. A layer and a B layer are included in order from the layer side, the A layer includes a carbon-based active material, the B layer includes a Si alloy-based active material, and the Si alloy-based active material included in the B layer The weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the A layer is 0.18 or more and 0.43 or less.

本開示の全固体電池について、図面を参照して説明する。図1は、本開示の全固体電池の一例を示す概略断面図である。図1に例示する全固体電池10は、負極集電体1、負極層2、固体電解質層3、正極層4、正極集電体5が、この順で配置された構成を有する。また、図1の全固体電池10は、上述した部材が電池ケース6に収納された例を示している。図2は、本開示における負極層を説明するための概略断面図である。図2に例示する負極層2は、固体電解質層3側から順にA層2AおよびB層2Bを有し、A層2Aは、炭素系活物質を含み、B層2Bは、Si系活物質を含み、B層2Bに含まれるSi系活物質に対する、A層2Aに含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)は、0.18以上0.43以下である。   The all solid state battery of the present disclosure will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an example of the all solid state battery of the present disclosure. An all solid state battery 10 illustrated in FIG. 1 has a configuration in which a negative electrode current collector 1, a negative electrode layer 2, a solid electrolyte layer 3, a positive electrode layer 4, and a positive electrode current collector 5 are arranged in this order. Moreover, the all-solid-state battery 10 of FIG. 1 has shown the example by which the member mentioned above was accommodated in the battery case 6. FIG. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining the negative electrode layer in the present disclosure. The negative electrode layer 2 illustrated in FIG. 2 includes an A layer 2A and a B layer 2B in order from the solid electrolyte layer 3 side. The A layer 2A includes a carbon-based active material, and the B layer 2B includes a Si-based active material. The weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material included in the A layer 2A to the Si-based active material included in the B layer 2B is 0.18 or more and 0.43 or less.

本開示によれば、負極層がA層およびB層を有することにより、負極層のエネルギー密度を良好に維持しつつ、充電中の負極層の体積膨張を抑えることが全固体電池を提供することができる。具体的な理由については、次のようなことが推測される。   According to the present disclosure, since the negative electrode layer includes the A layer and the B layer, it is possible to suppress the volume expansion of the negative electrode layer during charging while maintaining a good energy density of the negative electrode layer. Can do. The specific reason is presumed as follows.

上述したように、全固体電池は、負極層に含まれる負極活物質としてSi系活物質を用い、Si系活物質の充填率を高めることで、負極層の高エネルギー密度化を達成することができる。一方、Si系活物質は、他の活物質に比べて、リチウムイオンの挿入脱離反応による体積変化が3〜4倍と非常に大きいという特徴がある。また、Si系活物質は、高充填化すると、充電中の体積膨張が大きくなる傾向にある。したがって、負極層に含まれる負極活物質としてSi系活物質を用いた場合には、Si系活物質の体積膨張を負極層内で吸収することができず、結果として負極層が膨張しやすい。負極層が膨張してしまうと、負極層に割れが生じる場合があり、この場合、負極層と固体電解質層との間でのイオンパスや電子パスの経路が切れてしまうおそれがある。いわゆる、パス切れが発生するおそれがある。例えば、外装体を用いて外部拘束を行うことで電池の膨張を抑制することができるが、負極層の膨張が大きいときには外装体が大型化してしまうため、電池全体としてのエネルギー密度が低下してしまう。   As described above, the all solid state battery can achieve a high energy density of the negative electrode layer by using a Si-based active material as a negative electrode active material included in the negative electrode layer and increasing the filling rate of the Si-based active material. it can. On the other hand, the Si-based active material is characterized by a very large volume change of 3 to 4 times due to the insertion / desorption reaction of lithium ions compared to other active materials. Further, when the Si-based active material is highly filled, the volume expansion during charging tends to increase. Accordingly, when a Si-based active material is used as the negative electrode active material included in the negative electrode layer, the volume expansion of the Si-based active material cannot be absorbed in the negative electrode layer, and as a result, the negative electrode layer is likely to expand. If the negative electrode layer expands, the negative electrode layer may be cracked. In this case, the ion path or the electron path between the negative electrode layer and the solid electrolyte layer may be cut off. There is a risk that a so-called path break may occur. For example, it is possible to suppress the expansion of the battery by performing external restraint using the exterior body. However, when the expansion of the negative electrode layer is large, the exterior body is enlarged, so that the energy density of the entire battery is reduced. End up.

これに対し、本開示によれば、負極集電体、負極層、固体電解質層、正極層および正極集電体が、この順で配置された全固体電池であって、上記負極層は、上記固体電解質層側から順にA層およびB層を有し、上記A層は、炭素系活物質を含み、上記B層は、Si合金系活物質を含み、上記B層に含まれるSi合金系活物質に対する、上記A層に含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)は、0.18以上0.43以下である、全固体電池を提供することにより、上記課題を解決することできる。このような理由としては、以下のことが考えられる。すなわち、負極層がSi系活物質を有する層(B層)の他に、Si系活物質よりも柔らかい炭素系活物質を有する層(A層)を有することにより、B層中のSi系活物質が体積膨張した場合であっても、A層中の炭素系活物質がクッション材として機能する。そのため、負極層としての体積膨張を緩和することができると考えられる。また、負極層としての体積膨張が緩和された場合には、外装体を小型化(軽装化)することができるため、電池全体としてのエネルギー密度の低下を抑制することができると考えられる。さらに、負極層におけるA層が固体電解質層側に配置され、B層が負極層側に配置されていることにより、Si系活物質を含むB層のみを高圧プレスして形成することができる。したがって、B層中のSi系活物質を高充填化することができ、電極の高エネルギー密度化を図ることができると考えられる。   On the other hand, according to the present disclosure, the negative electrode current collector, the negative electrode layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode layer, and the positive electrode current collector are all solid-state batteries arranged in this order, An A layer and a B layer are provided in order from the solid electrolyte layer side, the A layer includes a carbon-based active material, the B layer includes a Si alloy-based active material, and the Si alloy-based active material included in the B layer. The above-mentioned problem is solved by providing an all-solid-state battery in which the weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the A layer to the substance is 0.18 or more and 0.43 or less. I can. The following can be considered as such a reason. That is, the negative electrode layer has a layer (A layer) having a carbon-based active material that is softer than the Si-based active material in addition to the layer (B layer) having the Si-based active material. Even when the material is volume-expanded, the carbon-based active material in the A layer functions as a cushioning material. Therefore, it is considered that the volume expansion as the negative electrode layer can be relaxed. Moreover, when the volume expansion as a negative electrode layer is relieved, since an exterior body can be reduced in size (lightly equipped), it is thought that the fall of the energy density as the whole battery can be suppressed. Furthermore, since the A layer in the negative electrode layer is disposed on the solid electrolyte layer side and the B layer is disposed on the negative electrode layer side, only the B layer containing the Si-based active material can be formed by high-pressure pressing. Therefore, it is considered that the Si-based active material in the B layer can be highly filled, and the energy density of the electrode can be increased.

1.負極層
負極層は、負極集電体と固体電解質層との間に配置される層である。また、負極層は、固体電解質層側から順に、A層およびB層を有する。
1. Negative electrode layer The negative electrode layer is a layer disposed between the negative electrode current collector and the solid electrolyte layer. The negative electrode layer has an A layer and a B layer in order from the solid electrolyte layer side.

負極層は、A層およびB層の2層を有する。負極層はA層およびB層のみを有する2層構造であってもよく、A層およびB層以外のその他の層を有する3層以上の多層構造であってもよい。負極層を構成するA層およびB層は、固体電解質層側からA層およびB層がこの順で積層されていればよいが、A層およびB層が直接接触して積層されていることが好ましい。本開示の効果を十分に得ることができるからである。   The negative electrode layer has two layers, an A layer and a B layer. The negative electrode layer may have a two-layer structure having only the A layer and the B layer, or may have a multilayer structure of three or more layers having other layers other than the A layer and the B layer. The A layer and the B layer constituting the negative electrode layer may be laminated in this order from the solid electrolyte layer side. However, the A layer and the B layer may be laminated in direct contact with each other. preferable. This is because the effects of the present disclosure can be sufficiently obtained.

以下、負極層を構成するA層およびB層について説明する。   Hereinafter, A layer and B layer which comprise a negative electrode layer are demonstrated.

(1)A層
A層は、後述するB層の固体電解質層側に配置される層である。また、A層は、炭素系活物質を含む。
(1) A layer A layer is a layer arrange | positioned at the solid electrolyte layer side of B layer mentioned later. The A layer contains a carbon-based active material.

炭素系活物質は、リチウムイオンの挿入脱離反応により充放電を行う活物質である。また、例えば後述するB層に含まれるSi系活物質が、リチウムイオンの挿入反応により体積膨張した際に、A層に含まれる炭素系活物質がクッション材として機能し、Si系活物質の体積膨張による影響を低減することができる。   The carbon-based active material is an active material that performs charge / discharge by insertion / release reaction of lithium ions. For example, when the Si-based active material contained in the B layer described later undergoes volume expansion due to the insertion reaction of lithium ions, the carbon-based active material contained in the A layer functions as a cushioning material, and the volume of the Si-based active material The influence of expansion can be reduced.

炭素系活物質は、後述するSi系活物質が膨張収縮した際に生じる応力を緩和することができる程度の変形性(軟らかさ、クッション性)を有することが好ましい。ここで、炭素系活物質のクッション性とは、例えば、後述するB層に含まれるSi系活物質が、リチウムイオンの挿入反応により体積膨張した際に、Si系活物質の当該体積膨張を吸収・緩和する性質をいう。炭素系活物質の変形性は、例えば、炭素系活物質の単粒子に対し、プレス成形圧相当の荷重を印加し、その後、荷重を除荷して粒子を復元し、再度同じ荷重を印加した際の炭素系活物質の変形量を測定することにより算出することができる。測定には、ドライルーム内に設置した微小圧縮試験機(島津製作所、MCT-210)を用いることができる。具体的に、炭素系活物質の単粒子に対する荷重をF(N)、荷重を印加した際の炭素系活物質の変形量をΔx(m)としたときに、測定温度25℃の条件下で、Δx/Fの値が所定の範囲内であることが好ましい。炭素系活物質の変形量は、例えば、5.0×10−7m/N以上であり、8.3×10−7m/N以上であることが好ましく、1.7×10−6m/N以上であることが好ましい。一方、炭素系活物質の変形量は、例えば、5.0×10−6m/N以下であり、4.0×10−6m/N以下であることが好ましい。炭素系活物質の変形量は、例えば、コアとなる炭素材料の表面への非晶質炭素の被覆量により調整することができる。A層に含まれる全ての炭素系活物質中の非晶質炭素量は、例えば0wt%であってもよく、0wt%より大きくてもよく、6wt%以上であってもよい。一方、A層に含まれる全ての炭素系活物質中の非晶質炭素量は、例えば60wt%以下であり、40wt%以下であってもよく、20wt%以下であってもよい。なお、非晶質炭素の被覆方法としては、一般的に周知の方法と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。 The carbon-based active material preferably has a deformability (softness, cushioning property) that can relieve stress generated when the Si-based active material described later expands and contracts. Here, the cushioning property of the carbon-based active material means, for example, that the volume expansion of the Si-based active material is absorbed when the Si-based active material contained in the B layer described later undergoes volume expansion due to the insertion reaction of lithium ions.・ The nature to relax. The deformability of the carbon-based active material is applied, for example, to a single particle of the carbon-based active material by applying a load corresponding to the press molding pressure, then removing the load to restore the particle, and then applying the same load again. It can be calculated by measuring the amount of deformation of the carbon-based active material. For the measurement, a micro compression tester (Shimadzu Corporation, MCT-210) installed in a dry room can be used. Specifically, when the load on the single particle of the carbon-based active material is F (N) and the deformation amount of the carbon-based active material when the load is applied is Δx (m), the measurement temperature is 25 ° C. , Δx / F is preferably within a predetermined range. The deformation amount of the carbon-based active material is, for example, 5.0 × 10 −7 m / N or more, and preferably 8.3 × 10 −7 m / N or more, and 1.7 × 10 −6 m. / N or more is preferable. On the other hand, the deformation amount of the carbon-based active material is, for example, 5.0 × 10 −6 m / N or less, and preferably 4.0 × 10 −6 m / N or less. The amount of deformation of the carbon-based active material can be adjusted, for example, by the amount of amorphous carbon covered on the surface of the carbon material serving as the core. The amount of amorphous carbon in all the carbon-based active materials included in the A layer may be, for example, 0 wt%, may be greater than 0 wt%, or may be 6 wt% or more. On the other hand, the amount of amorphous carbon in all the carbon-based active materials contained in the A layer is, for example, 60 wt% or less, 40 wt% or less, or 20 wt% or less. In addition, since it can be set as the method similar to a generally well-known method as a coating method of amorphous carbon, description here is abbreviate | omitted.

炭素系活物質は、例えば、上述のようなクッション性を有する活物質が好ましい。このような炭素系活物質としては、例えば、天然黒鉛(グラファイト)およびその改良体、人造黒鉛(例えばMCMB)、難黒鉛化材料(ハードカーボン)、易黒鉛化性材料(ソフトカーボン)等が挙げら、中でもグラファイトを用いることが好ましい。結晶性が高く、理論容量も比較的高いからである。   The carbon-based active material is preferably, for example, an active material having the cushioning properties as described above. Examples of such a carbon-based active material include natural graphite (graphite) and improved products thereof, artificial graphite (for example, MCMB), non-graphitizable material (hard carbon), graphitizable material (soft carbon), and the like. Among these, it is preferable to use graphite. This is because the crystallinity is high and the theoretical capacity is relatively high.

A層に含まれる活物質は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。A層に含まれる活物質が2種以上である場合には、炭素系活物質以外の活物質を有していてもよいが、A層中の全ての活物質の中で、炭素系活物質の量が最も多いことが好ましい。炭素系活物質以外の活物質としては、一般的な負極活物質が挙げられ、例えばIn、Al等の金属活物質が挙げられる。   The active material contained in the A layer may be only one type or two or more types. When there are two or more active materials contained in the A layer, an active material other than the carbon-based active material may be included, but among all the active materials in the A-layer, the carbon-based active material It is preferable that the amount of is the largest. Examples of the active material other than the carbon-based active material include general negative electrode active materials, and examples thereof include metal active materials such as In and Al.

炭素系活物質の形状は、例えば、真球状、楕円球状等の粒子形状、薄膜形状が挙げられ、中でも粒子形状であることが好ましい。また、炭素系活物質が粒子形状である場合、その平均粒径(D50)は、例えば0.1μm以上であり、1μm以上であってもよい。一方、炭素系活物質が粒子形状である場合の平均粒径は、例えば、100μm以下でり、50μm以下であってもよい。なお、炭素系活物質の平均粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察される粒径を測定して、平均することにより求めることができる。 Examples of the shape of the carbon-based active material include particle shapes such as a true sphere and an oval sphere, and a thin film shape. Among these, a particle shape is preferable. Further, when the carbon-based active material is in particulate form, average particle diameter (D 50) thereof is, for example, 0.1μm or more, it may be 1μm or more. On the other hand, the average particle diameter when the carbon-based active material is in a particle shape is, for example, 100 μm or less, or 50 μm or less. In addition, the average particle diameter of the carbon-based active material can be obtained, for example, by measuring and averaging the particle diameter observed with a scanning electron microscope (SEM).

A層中の炭素系活物質の含有量は、例えば後述するB層に含まれるSi系活物質が、リチウムイオンの挿入反応により体積膨張した際に、A層がクッション材としての機能を発揮することができる程度の含有量であることが好ましく、炭素系活物質の種類等に応じて適宜調整することができる。具体的には、B層に含まれるSi系活物質に対する、A層に含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)が、0.18以上0.43以下となる。本開示においては、上記C/Si重量比が、例えば、0.25以上であり、0.30以上であってもよく、0.35以上であってもよい。上記C/Si重量比が、上述した範囲であることにより、負極層の膨張を抑制することができる。したがって、仮に、外装体を用いて外部拘束を行うことで電池の膨張を抑制する場合であっても、従来のような大型の外装体ではなく、小型の外装体を用いることが可能となり、結果として、電池全体としてのエネルギー密度の低下を抑制することが可能となる。   The content of the carbon-based active material in the A layer is such that, for example, when the Si-based active material contained in the B layer described later undergoes volume expansion due to an insertion reaction of lithium ions, the A layer functions as a cushioning material. It is preferable that the content is such that it can be adjusted, and can be appropriately adjusted according to the type of the carbon-based active material. Specifically, the weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the A layer to the Si-based active material contained in the B layer is 0.18 or more and 0.43 or less. In the present disclosure, the C / Si weight ratio is, for example, 0.25 or more, 0.30 or more, or 0.35 or more. When the C / Si weight ratio is in the above-described range, expansion of the negative electrode layer can be suppressed. Therefore, even if it is a case where expansion of a battery is suppressed by performing external restraint using an exterior body, it becomes possible to use a small exterior body instead of a conventional large exterior body. As a result, it is possible to suppress a decrease in the energy density of the entire battery.

A層の充填率は、負極層中でのパス切れを抑制することができる程度であることが好ましく、後述するB層の充填率よりも低いことが好ましい。具体的には、B層の充填率とA層の充填率との差が、例えば0.5%以上であり、3.0%以上であってもよく、5.0%以上であってもよい。また、A層の充填率は、例えば、80%以上であり、85%以上であってもよい。一方、A層の充填率は、例えば、95%以下であり、90%以下であってもよい。なお、A層の充填率は、以下の式により求めることができる。
(充填率)=(A層が密である場合の理論上の体積)/(A層の実際の体積)×100
また、A層が密である場合の理論上の体積は、活物質の質量を、活物質の比重で除することにより求めることができる。
The filling rate of the A layer is preferably such that it can suppress the disconnection of the path in the negative electrode layer, and is preferably lower than the filling rate of the B layer described later. Specifically, the difference between the filling rate of the B layer and the filling rate of the A layer is, for example, 0.5% or more, may be 3.0% or more, or may be 5.0% or more. Good. Further, the filling rate of the A layer is, for example, 80% or more, and may be 85% or more. On the other hand, the filling rate of the A layer is, for example, 95% or less and may be 90% or less. In addition, the filling rate of A layer can be calculated | required with the following formula | equation.
(Filling rate) = (Theoretical volume when the A layer is dense) / (Actual volume of the A layer) × 100
The theoretical volume when the A layer is dense can be determined by dividing the mass of the active material by the specific gravity of the active material.

A層は、通常、固体電解質を含有する。固体電解質としては、リチウムイオン伝導性を有するものであればよく、例えば、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、窒化物固体電解質、ハロゲン化物固体電解質等の無機固体電解質が挙げられる。本開示においては、中でも、硫化物固体電解質または酸化物固体電解質を用いることが好ましく、硫化物固体電解質を用いることがより好ましい。硫化物固体電解質は、イオン伝導性が高い点で好ましく、酸化物固体電解質は化学的安定性が高い点で好ましい。なお、ハロゲン化物固体電解質とは、ハロゲンを含有する無機固体電解質をいう。   The A layer usually contains a solid electrolyte. Any solid electrolyte may be used as long as it has lithium ion conductivity, and examples thereof include inorganic solid electrolytes such as sulfide solid electrolytes, oxide solid electrolytes, nitride solid electrolytes, and halide solid electrolytes. In the present disclosure, among them, it is preferable to use a sulfide solid electrolyte or an oxide solid electrolyte, and it is more preferable to use a sulfide solid electrolyte. The sulfide solid electrolyte is preferable in terms of high ion conductivity, and the oxide solid electrolyte is preferable in terms of high chemical stability. The halide solid electrolyte means an inorganic solid electrolyte containing halogen.

硫化物固体電解質としては、例えば、LiS−P、LiS−P−LiI、LiS−P−LiI−LiBr、LiS−P−LiO、LiS−P−LiO−LiI、LiS−SiS、LiS―SiS−LiI、LiS−SiS−LiBr、LiS−SiS−LiCl、LiS−SiS−B−LiI、LiS−SiS−P−LiI、LiS−B、LiS−P−Z(ただし、m、nは正の数。Zは、Ge、Zn、Gaのいずれか。)、LiS−GeS、LiS−SiS−LiPO、LiS−SiS−LiMO(ただし、x、yは正の数。Mは、P、Si、Ge、B、Al、Ga、Inのいずれか。)等を挙げることができる。なお、上記「LiS−P」の記載は、LiSおよびPを含む原料組成物を用いてなる硫化物固体電解質を意味し、他の記載についても同様である。 Examples of the sulfide solid electrolyte include Li 2 S—P 2 S 5 , Li 2 S—P 2 S 5 —LiI, Li 2 S—P 2 S 5 —LiI—LiBr, and Li 2 S—P 2 S 5. -Li 2 O, Li 2 S- P 2 S 5 -Li 2 O-LiI, Li 2 S-SiS 2, Li 2 S-SiS 2 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -LiBr, Li 2 S-SiS 2 -LiCl, Li 2 S-SiS 2 -B 2 S 3 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -LiI, Li 2 S-B 2 S 3, Li 2 S-P 2 S 5 - Z m S n (however, m, n is the number of positive .Z is, Ge, Zn, one of Ga.), Li 2 S- GeS 2, Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4, Li 2 S-SiS 2 -Li x MO y ( However, the number x, y is a positive .M , Mention may be made of P, Si, Ge, B, Al, Ga, either.), Etc. In. The description of “Li 2 S—P 2 S 5 ” means a sulfide solid electrolyte using a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5, and the same applies to other descriptions. .

硫化物固体電解質は、硫化物ガラスであってもよく、結晶化硫化物ガラスであってもよく、固相法により得られる結晶質材料であってもよい。なお、硫化物ガラスは、例えば原料組成物に対してメカニカルミリング(ボールミル等)を行うことにより得ることができる。また、結晶化硫化物ガラスは、例えば硫化物ガラスを結晶化温度以上の温度で熱処理を行うことにより得ることができる。また、硫化物固体電解質の常温におけるリチウムイオン伝導度は、例えば、1×10−5S/cm以上であることが好ましく、1×10−4S/cm以上であることがより好ましい。 The sulfide solid electrolyte may be sulfide glass, crystallized sulfide glass, or a crystalline material obtained by a solid phase method. The sulfide glass can be obtained, for example, by performing mechanical milling (ball mill or the like) on the raw material composition. Crystallized sulfide glass can be obtained, for example, by subjecting sulfide glass to a heat treatment at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature. Moreover, the lithium ion conductivity at normal temperature of the sulfide solid electrolyte is, for example, preferably 1 × 10 −5 S / cm or more, and more preferably 1 × 10 −4 S / cm or more.

酸化物固体電解質としては、例えば、NASICON型構造を有する化合物等を挙げることができる。NASICON型構造を有する化合物の一例としては、一般式Li1+xAlGe2−x(PO(0≦x≦2)で表される化合物が挙げられる。中でも上記酸化物固体電解質は、Li1.5Al0.5Ge1.5(POであることが好ましい。また、NASICON型構造を有する化合物の他の例としては、例えば、一般式Li1+xAlTi2−x(PO(0≦x≦2)で表される化合物が挙げられる。中でも上記酸化物固体電解質は、Li1.5Al0.5Ti1.5(POであることが好ましい。また、酸化物固体電解質の他の例としては、例えば、LiLaTiO(例えば、Li0.34La0.51TiO)、LiPON(例えば、Li2.9PO3.30.46)、LiLaZrO(例えば、LiLaZr12)等が挙げられる。 Examples of the oxide solid electrolyte include a compound having a NASICON structure. As an example of a compound having a NASICON type structure, a compound represented by the general formula Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 2) can be given. Among them, the oxide solid electrolyte is preferably Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 . Other examples of the compound having a NASICON structure include compounds represented by the general formula Li 1 + x Al x Ti 2-x (PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 2). Among them, the oxide solid electrolyte is preferably Li 1.5 Al 0.5 Ti 1.5 (PO 4 ) 3 . Other examples of the oxide solid electrolyte, for example, LiLaTiO (e.g., Li 0.34 La 0.51 TiO 3) , LiPON ( e.g., Li 2.9 PO 3.3 N 0.46) , LiLaZrO (For example, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ) and the like.

固体電解質の形状としては、例えば粒子状、薄膜状等を挙げることができる。固体電解質の平均粒径(D50)は、例えば1nm以上であり、10nm以上であってもよい。一方、固体電解質の平均粒径(D50)は、例えば100μm以下であり、30μm以下である。 Examples of the shape of the solid electrolyte include a particulate shape and a thin film shape. The average particle diameter (D 50 ) of the solid electrolyte is, for example, 1 nm or more, and may be 10 nm or more. On the other hand, the average particle diameter (D 50 ) of the solid electrolyte is, for example, 100 μm or less and 30 μm or less.

A層における固体電解質の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、10重量%以上90重量%以下であることが好ましい。   The content of the solid electrolyte in the A layer is not particularly limited, but is preferably 10% by weight or more and 90% by weight or less, for example.

A層は、必要に応じて、結着材および導電化材を有していてもよい。A層が導電化材を有することにより、電子伝導性が向上する。結着材としては、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリル酸等が挙げられる。また、導電化材としては、例えば、例えば、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、気相成長カーボン、黒鉛等の炭素材料等が挙げられる。   The A layer may have a binder and a conductive material as necessary. When the A layer has a conductive material, the electron conductivity is improved. Examples of the binder include polyimide, polyamideimide, polyacrylic acid, and the like. Examples of the conductive material include mesocarbon microbeads (MCMB), acetylene black, ketjen black, carbon black, coke, carbon fiber, vapor grown carbon, and carbon materials such as graphite.

(2)B層
B層は、上述したA層の固体電解質層とは反対の面側に配置される層である。また、B層は、Si系活物質を含む。
(2) B layer B layer is a layer arrange | positioned on the surface side opposite to the solid electrolyte layer of A layer mentioned above. Further, the B layer contains a Si-based active material.

Si系活物質は、上述した炭素系活物質よりも充放電電位(リチウムイオンの挿入脱離電位)が貴であってもよく卑であってもよいが、炭素系活物質よりも充放電電位が貴であることが好ましい。Si系活物質の充放電位が炭素系活物質よりも貴であることにより、充電初期においてSi系活物質へのリチウムイオン挿入脱離反応が、炭素系活物質へのリチウムイオン挿入脱離反応よりも先に起こる。このため、Si系活物質は体積が膨張した状態となるが、上述した炭素系活物質により上記膨張が緩和されるため、負極層内において効果的に自己拘束力が掛かった状態にすることができる。なお、Si系活物質が炭素系活物質よりも充放電電位が貴であることは、例えば、サイクリックボルタンメトリ−法による測定を行うことにより確認することができる。   The Si-based active material may have a higher charge / discharge potential (lithium ion insertion / desorption potential) than the above-described carbon-based active material, but may have a lower charge / discharge potential than the carbon-based active material. Is preferably noble. Since the charge / discharge position of the Si-based active material is more noble than that of the carbon-based active material, the lithium-ion insertion / desorption reaction into the Si-based active material at the initial charge stage is Happens before. For this reason, although the volume of the Si-based active material is expanded, the above-described expansion is alleviated by the above-described carbon-based active material, so that the self-binding force can be effectively applied in the negative electrode layer. it can. In addition, it can confirm that Si system active material has a noble charge / discharge potential more than carbon type active material by measuring by the cyclic voltammetry method, for example.

Si系活物質は、リチウムと合金化反応を起こす活物質である。Si系活物質は、少なくともSi元素を含む活物質であり、Si元素の単体であってもよく、Si元素を含む合金であってもよい。上記Si元素を含む合金は、Si元素以外に、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、チタンおよびクロム等の元素を含むことが好ましい。また、上記Si元素を含む合金は、Si元素を主成分として含有することが好ましい。   The Si-based active material is an active material that causes an alloying reaction with lithium. The Si-based active material is an active material containing at least a Si element, and may be a simple substance of Si element or an alloy containing a Si element. The alloy containing the Si element preferably contains elements such as iron, cobalt, nickel, titanium and chromium in addition to the Si element. The alloy containing Si element preferably contains Si element as a main component.

B層に含まれる活物質は、1種のみであってもよく、2種以上であってもよい。B層に含まれる活物質が2種以上である場合には、Si系活物質以外の活物質を有していてもよいが、B層中の全ての活物質の中で、Si系活物質の量が最も多いことが好ましい。Si系活物質以外の活物質としては、一般的な負極活物質が挙げられ、例えばIn、Al等の金属活物質、およびメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボン、ソフトカーボン等のカーボン活物質等が挙げられる。   The active material contained in the B layer may be only one type or two or more types. When there are two or more active materials contained in the B layer, an active material other than the Si-based active material may be included, but among all the active materials in the B-layer, the Si-based active material It is preferable that the amount of is the largest. Examples of active materials other than Si-based active materials include general negative electrode active materials such as metal active materials such as In and Al, and mesocarbon microbeads (MCMB), highly oriented graphite (HOPG), and hard carbon. And carbon active materials such as soft carbon.

Si系活物質の形状としては、例えば、真球状、楕円球状等の粒子形状、針状、薄膜状等を挙げることができ、中でも粒子形状であることが好ましい。また、Si系活物質が粒子形状である場合、その平均粒径(D50)は、例えば、5nm以上であり、50nm以上であってもよい。一方、Si系活物質が粒子形状であるときの平均粒径(D50)は、例えば、50μm以下である。なお、Si系活物質の平均粒径は、例えば、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察される粒径を測定して、平均することにより求めることができる。 Examples of the shape of the Si-based active material include a particle shape such as a true sphere and an oval sphere, a needle shape, and a thin film shape. Among these, a particle shape is preferable. Also, if the Si-based active material is in particulate form, the average particle diameter (D 50) is, for example, 5nm or more, may be 50nm or more. On the other hand, the average particle diameter (D 50 ) when the Si-based active material has a particle shape is, for example, 50 μm or less. In addition, the average particle diameter of Si type | system | group active material can be calculated | required by measuring and averaging the particle diameter observed with a scanning electron microscope (SEM), for example.

B層中のSi系活物質の含有量は、B層に含まれるSi系活物質に対する、A層に含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)が、0.18以上0.43以下を達成することができればよく、上述したA層中の炭素系活物質の含有量に応じて適宜変更することができる。したがって、B層中のSi系活物質の含有量についての詳細な説明は省略する。   The content of the Si-based active material in the B layer is such that the weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the A layer to the Si-based active material contained in the B layer is 0.18 or more and 0. .43 or less can be achieved, and can be appropriately changed according to the content of the carbon-based active material in the layer A described above. Therefore, the detailed description about content of Si type active material in B layer is abbreviate | omitted.

B層の充填率は、負極層中でのパス切れを抑制することができる程度であることが好ましく、負極層の高エネルギー密度化を達成するといった観点から、より高いことが好ましい。例えば、上述したA層の充填率よりも、B層の充填率が高いことが好ましい。具体的なB層の充填率は、例えば、85%以上であり、90%以上であってもよい。一方、B層の充填率は、例えば、95%以下である。なお、B層の充填率は、以下の式により求めることができる。
(充填率)=(B層が密である場合の理論上の体積)/(B層の実際の体積)×100
また、B層が密である場合の理論上の体積は、活物質の質量を、活物質の比重で除することにより求めることができる。
The filling rate of the B layer is preferably such that the path breakage in the negative electrode layer can be suppressed, and is preferably higher from the viewpoint of achieving higher energy density of the negative electrode layer. For example, it is preferable that the filling rate of the B layer is higher than the filling rate of the A layer described above. A specific filling rate of the B layer is, for example, 85% or more, and may be 90% or more. On the other hand, the filling rate of the B layer is, for example, 95% or less. In addition, the filling rate of B layer can be calculated | required with the following formula | equation.
(Filling rate) = (Theoretical volume when the B layer is dense) / (Actual volume of the B layer) × 100
Further, the theoretical volume when the B layer is dense can be obtained by dividing the mass of the active material by the specific gravity of the active material.

B層の充填率をA層の充填率よりも高める方法としては、例えば、以下のような方法が挙げられる。すなわち、負極集電体の一方の面に、B層を形成するためのB層形成用組成物を塗布・乾燥させてB層を形成するB層形成工程、負極集電体およびB層の積層体を厚み方向に加圧するプレス工程、B層の負極集電体とは反対側の面にA層を形成するためのA層形成用組成物を塗布・乾燥させてA層を形成するA層形成工程を、この順で有する方法が挙げられる。   Examples of a method for increasing the filling rate of the B layer higher than that of the A layer include the following methods. That is, a B layer forming step in which a B layer is formed by applying and drying a B layer forming composition for forming a B layer on one surface of the negative electrode current collector, lamination of the negative electrode current collector and the B layer Pressing step of pressing the body in the thickness direction, A layer forming A layer by applying and drying A layer forming composition for forming A layer on the surface of B layer opposite to the negative electrode current collector The method which has a formation process in this order is mentioned.

B層は、通常、固体電解質を含有する。なお、固体電解質については、上記「(1)A層」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。   The B layer usually contains a solid electrolyte. In addition, about a solid electrolyte, since it can be the same as that of the content described in the term of the said "(1) A layer", description here is abbreviate | omitted.

B層は、必要に応じて、結着材および導電化材を有していてもよい。なお、結着材および導電化材については、上記「(1)A層」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。   The B layer may have a binder and a conductive material as necessary. Note that the binder and the conductive material can be the same as those described in the section “(1) A layer”, and thus the description thereof is omitted.

(3)負極層
負極層に含まれる全ての活物質(負極活物質)の含有量は、容量の観点からはより多いことが好ましい。負極層に含まれる負極活物質の含有量は、例えば60wt%以上であり、70wt%以上であることが好ましい。一方、負極層に含まれる負極活物質の含有量は、例えば99wt%以下であり、95wt%以下であってもよい。
(3) Negative electrode layer It is preferable that content of all the active materials (negative electrode active material) contained in a negative electrode layer is more from a viewpoint of a capacity | capacitance. The content of the negative electrode active material contained in the negative electrode layer is, for example, 60 wt% or more, and preferably 70 wt% or more. On the other hand, the content of the negative electrode active material contained in the negative electrode layer is, for example, 99 wt% or less, and may be 95 wt% or less.

負極層の厚みは、全固体電池の構成によって大きく異なるが、例えば0.1μm以上1000μm以下とすることができる。   The thickness of the negative electrode layer varies greatly depending on the configuration of the all-solid-state battery, but can be, for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less.

負極層の形成方法としては、例えば、後述する実施例の方法が挙げられる。   As a formation method of a negative electrode layer, the method of the Example mentioned later is mentioned, for example.

2.正極層
正極層は、少なくとも正極活物質層を含む層である。正極層は、必要に応じて、固体電解質、結着材および導電化材の少なくとも一つを含んでいてもよい。
2. Positive electrode layer The positive electrode layer is a layer including at least a positive electrode active material layer. The positive electrode layer may contain at least one of a solid electrolyte, a binder, and a conductive material as necessary.

正極活物質としては、全固体電池の種類に応じて適宜選択され、例えば、酸化物活物質、硫化物活物質等が挙げられる。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO)、ニッケル酸リチウム(LiNiO)、LiNi1/3Co1/3Mn1/3等の岩塩層状型活物質、マンガン酸リチウム(LiMn)、Li(Ni0.5Mn1.5)O、Li1+xMn2−x−y(MがAl、Mg、Co、Fe、Ni、Znから選択される一種以上である。)等のスピネル型活物質、チタン酸リチウム(LiTiO)、LiFePO、LiMnPO、LiCoPO、LiNiPO等のオリビン型活物質等が挙げられる。 The positive electrode active material is appropriately selected according to the type of the all-solid battery, and examples thereof include an oxide active material and a sulfide active material. As the positive electrode active material, for example, a rock salt layered type active material such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , lithium manganate ( LiMn 2 O 4 ), Li (Ni 0.5 Mn 1.5 ) O 4 , Li 1 + x Mn 2−xy M y O 4 (M is selected from Al, Mg, Co, Fe, Ni, Zn) Spinel-type active materials such as lithium titanate (Li x TiO y ), LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4, and the like.

正極層に用いられる固体電解質、結着材および導電化材については、上述した「1.負極層」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。   The solid electrolyte, the binder, and the conductive material used for the positive electrode layer can be the same as those described in the above section “1. Negative electrode layer”, and thus the description thereof is omitted here.

正極層の厚みは、例えば0.1μm以上1000μm以下とすることができる。   The thickness of the positive electrode layer can be, for example, not less than 0.1 μm and not more than 1000 μm.

正極層に含まれる正極活物質は、表面に被覆層が形成されていてもよい。正極活物質の表面に被覆層が形成されていることにより、正極活物質と固体電解質との反応を抑制することができ、出力特性に優れた電固体電池を得ることができる。被覆層の材料は、イオン伝導性を有し、かつ活物質や固体電解質と接触して流動せず、被覆層の形態を維持することが可能な材料であることが好ましい。被覆層の材料としては、例えば、LiNbO、LiPO、LiTi12等が挙げられる。被覆層の厚みは、例えば0.1nm以上あり、1nm以上であってもよい。一方、被覆層の厚みは、例えば100nm以下であり、20nm以下であってもよい。正極活物質表面における被覆層の被覆率は、例えば50%以上であり、80%以上であってもよい。 The positive electrode active material contained in the positive electrode layer may have a coating layer formed on the surface. Since the coating layer is formed on the surface of the positive electrode active material, the reaction between the positive electrode active material and the solid electrolyte can be suppressed, and an electrosolid battery excellent in output characteristics can be obtained. The material of the coating layer is preferably a material that has ionic conductivity, does not flow in contact with the active material or the solid electrolyte, and can maintain the form of the coating layer. Examples of the material for the coating layer include LiNbO 3 , Li 3 PO 4 , Li 4 Ti 5 O 12, and the like. The thickness of the coating layer is, for example, 0.1 nm or more, and may be 1 nm or more. On the other hand, the thickness of the coating layer is, for example, 100 nm or less, and may be 20 nm or less. The coverage of the coating layer on the surface of the positive electrode active material is, for example, 50% or more, and may be 80% or more.

3.固体電解質層
負極層および正極層の間に形成される。固体電解質層は、固体電解質を含有する層である。固体電解質層は、必要に応じて、結着材を含有していてもよい。
3. Solid electrolyte layer It is formed between the negative electrode layer and the positive electrode layer. The solid electrolyte layer is a layer containing a solid electrolyte. The solid electrolyte layer may contain a binder as necessary.

固体電解質層における固体電解質の含有量は、例えば、10重量%以上であり、50重量%以上であってもよい。一方、上記固体電解質の含有量は、例えば、100重量%以下である。   The solid electrolyte content in the solid electrolyte layer is, for example, 10% by weight or more, and may be 50% by weight or more. On the other hand, the content of the solid electrolyte is, for example, 100% by weight or less.

固体電解質層に用いられる固体電解質および結着材については、上述した「1.負極層」の項に記載した内容と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。   The solid electrolyte and the binder used for the solid electrolyte layer can be the same as the contents described in the section “1. Negative electrode layer” described above, and thus the description thereof is omitted here.

固体電解質層の厚みは、例えば0.1μm以上1000μm以下とすることができる。   The thickness of the solid electrolyte layer can be, for example, not less than 0.1 μm and not more than 1000 μm.

4.負極集電体
負極集電体は、負極層の集電を行う機能を有する。負極集電体の材料としては、例えば、SUS、銅、ニッケルおよびカーボン等が挙げられる。負極集電体の厚さや形状等については、全固体電池の用途等に応じて適宜選択することが好ましい。
4). Negative electrode current collector The negative electrode current collector has a function of collecting current in the negative electrode layer. Examples of the material for the negative electrode current collector include SUS, copper, nickel, and carbon. The thickness, shape, and the like of the negative electrode current collector are preferably selected as appropriate according to the use of the all-solid battery.

5.正極集電体
正極集電体は、正極層の集電を行う機能を有するものである。正極集電体の材料としては、例えば、SUS、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタンおよびカーボン等が挙げられる。正極集電体の厚さや形状等については、全固体電池の用途等に応じて適宜選択することが好ましい。
5). Positive electrode current collector The positive electrode current collector has a function of collecting current in the positive electrode layer. Examples of the material for the positive electrode current collector include SUS, aluminum, nickel, iron, titanium, and carbon. The thickness, shape, and the like of the positive electrode current collector are preferably selected as appropriate according to the application of the all-solid battery.

6.拘束部材
拘束部材は、負極集電体、負極層、固体電解質層、正極層および正極集電体が、この順で積層した積層体に、積層方向の拘束圧力を与えることができればよく、全固体電池の拘束部材として使用可能な公知の拘束部材を用いることができる。例えば、積層体の両表面を挟む板状部と、2つの板状部を連結する棒状部と、棒状部に連結され、ねじ構造等により拘束圧力を調整する調整部を有する拘束部材が挙げられる。調整部によって、積層体に所望の拘束圧力を与えることができる。
6). Constraining member The constraining member is not limited as long as the negative electrode current collector, the negative electrode layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode layer, and the positive electrode current collector are stacked in this order, and can apply a constraining pressure in the stacking direction. A known restraining member that can be used as a restraining member for the battery can be used. For example, a restraint member having a plate-like portion sandwiching both surfaces of the laminate, a rod-like portion that couples two plate-like portions, and an adjustment portion that is coupled to the rod-like portion and adjusts the restraint pressure by a screw structure or the like. . A desired restraining pressure can be applied to the laminate by the adjusting unit.

拘束圧力は、特に限定されるものではないが、例えば、初回充電前に0.1ton/cm以上であることが好ましく、1ton/cm以上であってもよく、5ton/cm以上であってもよい。拘束圧力を大きくすることで、各層の接触を良好にしやすいという利点があるためである。一方、拘束圧力は、例えば、100ton/cm以下であり、50ton/cm以下であってもよく、20ton/cmであってもよい。本開示においては、負極層の膨張を抑制することができるため、拘束圧力を比較的低くすることができ、拘束部材の小型化を図ることができる。 Constraining pressure is not particularly limited, for example, is preferably 0.1ton / cm 2 or more prior to the initial charge may also be 1 ton / cm 2 or more, a in 5 ton / cm 2 or more May be. This is because by increasing the restraining pressure, there is an advantage that the contact of each layer is easily improved. On the other hand, the restraining pressure is, for example, 100 ton / cm 2 or less, 50 ton / cm 2 or less, or 20 ton / cm 2 . In the present disclosure, since the expansion of the negative electrode layer can be suppressed, the restraint pressure can be made relatively low, and the restraint member can be downsized.

7.全固体電池
全固体電池は、一次電池であってもよく、二次電池であってもよいが、中でも二次電池であることが好ましい。繰り返し充放電でき、例えば車載用電池として有用だからである。全固体電池の形状としては、例えばコイン型、ラミネート型、円筒型および角型等が挙げられる。
7). All-solid-state battery The all-solid-state battery may be a primary battery or a secondary battery, but among them, a secondary battery is preferable. This is because it can be repeatedly charged and discharged and is useful, for example, as an in-vehicle battery. Examples of the shape of the all solid state battery include a coin type, a laminate type, a cylindrical type, and a square type.

なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本開示の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本開示の技術的範囲に包含される。   In addition, this indication is not limited to the said embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has the same configuration as the technical idea described in the claims of the present disclosure and has the same function and effect regardless of the present embodiment. It is included in the technical scope of the disclosure.

以下に実施例を示して本開示をさらに具体的に説明する。   The present disclosure will be described more specifically with reference to examples.

[実施例1]
<固体電解質の合成>
LiS(日本化学工業株式会社製)とP(アルドリッチ社製)を出発原料として、LiSを0.7656g、Pを1.2344g秤量し、メノウ乳鉢で5分混合し、その後、ヘプタンを4g入れ、遊星型ボールミルを用い40時間メカニカルミリングすることで、硫化物固体電解質を得た。
[Example 1]
<Synthesis of solid electrolyte>
Using Li 2 S (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) and P 2 S 5 (manufactured by Aldrich) as starting materials, 0.7656 g of Li 2 S and 1.2344 g of P 2 S 5 are weighed, and 5 minutes in an agate mortar. Thereafter, 4 g of heptane was added, and mechanical milling was performed for 40 hours using a planetary ball mill to obtain a sulfide solid electrolyte.

<全固体電池の作製>
以下のようにして、全固体電池を作製した。
<Preparation of all-solid battery>
An all-solid battery was produced as follows.

(正極層形成用組成物の作製)
LiNbO(被覆層)でコーティングされたLiNi1/3Co1/3Mn1/3(正極活物質)12.5mgと、上記固体電解質3.53mgと、VGCF(導電化材、昭和電工株式会社製)0.460mgとを秤量し、混合することで正極層形成用組成物を得た。
(Preparation of composition for positive electrode layer formation)
12.5 mg of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (positive electrode active material) coated with LiNbO 3 (coating layer), 3.53 mg of the above solid electrolyte, and VGCF (conductive material, Showa Denko) 0.460 mg) (manufactured by Co., Ltd.) was weighed and mixed to obtain a positive electrode layer forming composition.

(B層形成用組成物の作製)
シリコン粉末(Si系活物質)2.00mgと、上記固体電解質1.55mgと、VGCF(導電化材、昭和電工株式会社製)0.16mgとを秤量した。次に、PVDFを75mol%含有するバインダを5wt%の濃度で有機溶媒に溶かし、溶かした状態で0.8mg混合したものを、B層形成用組成物とした。
(Preparation of B layer forming composition)
2.00 mg of silicon powder (Si-based active material), 1.55 mg of the above solid electrolyte, and 0.16 mg of VGCF (conductive material, manufactured by Showa Denko KK) were weighed. Next, a B layer-forming composition was prepared by dissolving a binder containing 75 mol% of PVDF in an organic solvent at a concentration of 5 wt% and mixing 0.8 mg in the dissolved state.

(A層形成用組成物の作製)
天然黒鉛(炭素系活物質)0.86mg、上記固体電解質0.70mgを秤量し、上記バインダを0.6mg混合したものを、A層形成用組成物とした。
(Preparation of A layer forming composition)
A composition for layer A formation was prepared by weighing 0.86 mg of natural graphite (carbon-based active material) and 0.70 mg of the solid electrolyte and mixing 0.6 mg of the binder.

(全固体電池の作製)
1cmのセラミックス製の型に、上記B層形成用組成物を入れ、6ton/cmでプレスしてB層を作製し、型かた取り出した。次に、同じく1cmのセラミックス製の型に、上記固体電解質15mgを秤量し、1ton/cmでプレスし固体電解質層を作製し、その一方の面に上記で作製したA層形成用組成物を入れ、1ton/cmでプレスしてA層を作製した。次に、A層の固体電解質層とは反対側の面に、上記B層を配置し、1ton/cmで最終プレスをした。また、正極集電体にアルミニウム箔を用い、負極集電体に銅箔を用いた。このようにして、負極集電体、負極層、固体電解質層、正極層および正極集電体が、この順で配置された全固体電池を得た。なお、A層に含まれる炭素性活物質と、B層に含まれるSi系活物質との重量比(C/Si重量比)は、0.18となるように調整した。
(Production of all-solid battery)
The composition for forming the B layer was put into a 1 cm 2 ceramic mold and pressed at 6 ton / cm 2 to prepare a B layer, which was taken out from the mold. Next, similar to the ceramic mold 1 cm 2, were weighed the solid electrolyte 15 mg, to prepare a pressed solid electrolyte layer at 1 ton / cm 2, A layer forming composition prepared above on one surface thereof The layer A was produced by pressing at 1 ton / cm 2 . Next, the B layer was disposed on the surface of the A layer opposite to the solid electrolyte layer, and final pressing was performed at 1 ton / cm 2 . Further, an aluminum foil was used for the positive electrode current collector, and a copper foil was used for the negative electrode current collector. Thus, an all-solid battery in which the negative electrode current collector, the negative electrode layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode layer, and the positive electrode current collector were arranged in this order was obtained. The weight ratio (C / Si weight ratio) between the carbonaceous active material contained in the A layer and the Si-based active material contained in the B layer was adjusted to 0.18.

[比較例1]
A層を形成せず、B層のプレス圧を1ton/cmとしたこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
[Comparative Example 1]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the A layer was not formed and the press pressure of the B layer was 1 ton / cm 2 .

[比較例2]
A層を形成しなかったこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
[Comparative Example 2]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the A layer was not formed.

[比較例3]
炭素系活物質とSi系活物質とを混合した負極層用組成物を用いて負極層を形成したこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
[Comparative Example 3]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the negative electrode layer was formed using the negative electrode layer composition in which the carbon-based active material and the Si-based active material were mixed.

[評価]
実施例1、比較例1〜3で得られた全固体電池に対して、以下のような電池特性評価を行った。
[Evaluation]
The following battery characteristic evaluation was performed with respect to the all-solid-state battery obtained in Example 1 and Comparative Examples 1-3.

(負極のエネルギー密度)
負極のエネルギー密度について評価した。負極のエネルギー密度は、以下の式から算出した。
(負極のエネルギー密度)=(初回放電容量)×(初回放電電圧)÷(負極体積)
結果は表1および図3に示す。なお、表1に示すエネルギー密度の値は、比較例1のエネルギー密度を100としたときの相対値である。
(Negative energy density)
The energy density of the negative electrode was evaluated. The energy density of the negative electrode was calculated from the following formula.
(Negative electrode energy density) = (First discharge capacity) × (First discharge voltage) ÷ (Negative electrode volume)
The results are shown in Table 1 and FIG. In addition, the value of the energy density shown in Table 1 is a relative value when the energy density of Comparative Example 1 is 100.

(拘束圧増加量)
実施例1、比較例1〜3で得られた全固体電池を、拘束治具で挟み、1MPaの拘束圧下で拘束圧増加量を評価した。具体的には、全固体電池を0.5mAで4.35VまでCC/CV充電した際に起こる拘束圧増加量を、小型圧縮型ロードセル(共和電業株式会社製 LCX−A−10KN−ID)を用いて測定した。結果は、表1および図3に示す。なお、表1に示す拘束圧増加量は、比較例1としてB層のみを形成した場合(A層を形成しなかった場合)の拘束圧増加量を100としたときの比(%)である。
(Increase in restraint pressure)
The all solid state batteries obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 were sandwiched between restraining jigs, and the amount of increase in restraint pressure was evaluated under a restraint pressure of 1 MPa. Specifically, the amount of increase in restraint pressure that occurs when an all solid state battery is CC / CV charged to 4.35 V at 0.5 mA is used as a compact compression type load cell (LCX-A-10KN-ID manufactured by Kyowa Denki Co., Ltd.). It measured using. The results are shown in Table 1 and FIG. The amount of increase in restraint pressure shown in Table 1 is a ratio (%) when the amount of increase in restraint pressure is 100 when Comparative Example 1 forms only the B layer (when the A layer is not formed). .

Si系活物質を含むB層のみを形成した(炭素系活物質を含むA層を形成しなかった)比較例1および比較例2を比べた結果、表1および図3に示すように、B層のプレス成形圧が1ton/cmの比較例1に比べて、プレス成形圧が6ton/cmの比較例2の方が、B層の充填率が高まったことに伴い負極のエネルギー密度が向上したが、一方で、拘束圧増加量も増大した。この結果からは、B層の充填率が高まったことで、よりB層(負極層)が膨張しやすくなったことが分かった。次に、Si系活物質と炭素系活物質を混合した負極層を用いた比較例3と、Si系活物質を含むB層および炭素系活物質を含むA層を有する負極層を用いた実施例1とを比べた。その結果、表1および図3に示すように、負極層が炭素系活物質を含むという点で、比較例3および実施例1の負極のエネルギー密度は同程度であったものの、負極層がA層およびB層を有する実施例1の方が、拘束圧増加量が低減した。このことから、Si系活物質を含む層(B層)および炭素系活物質を含む層(A層)がそれぞれ別層であることで、負極層のエネルギー密度を良好に維持しつつ、充電中の負極層の体積膨張を抑制できることが分かった。 As a result of comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which only the B layer containing the Si-based active material was formed (the A layer containing the carbon-based active material was not formed), as shown in Table 1 and FIG. press molding pressure of the layer as compared with the comparative example 1 of 1 ton / cm 2, towards the press molding pressure of Comparative example 2 of 6 ton / cm 2 is the energy density of the negative electrode due to the filling rate is increased in the layer B On the other hand, the increase in restraint pressure also increased. From this result, it was found that the B layer (negative electrode layer) was more easily expanded by increasing the filling rate of the B layer. Next, Comparative Example 3 using a negative electrode layer in which a Si-based active material and a carbon-based active material were mixed, and implementation using a negative electrode layer having a B layer containing a Si-based active material and an A layer containing a carbon-based active material Example 1 was compared. As a result, as shown in Table 1 and FIG. 3, although the negative electrode layer contained a carbon-based active material, the negative electrode layers of Comparative Example 3 and Example 1 were similar in energy density, but the negative electrode layer was A The amount of increase in the restraint pressure was reduced in Example 1 having the layer and the B layer. From this, the layer containing the Si-based active material (B layer) and the layer containing the carbon-based active material (A layer) are separate layers, so that the energy density of the negative electrode layer is maintained well while charging. It was found that the volume expansion of the negative electrode layer can be suppressed.

[実施例2]
C/Si重量比を0.43にしたこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
[Example 2]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the C / Si weight ratio was 0.43.

[比較例4]
C/Si重量比を1.00にしたこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
[Comparative Example 4]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the C / Si weight ratio was 1.00.

[比較例5]
C/Si重量比を2.33にしたこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
[Comparative Example 5]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the C / Si weight ratio was 2.33.

[評価]
実施例1、2、比較例2、4、5で得られた全固体電池に対して、以下のような電池特性評価を行った。
[Evaluation]
The following battery characteristic evaluation was performed with respect to the all-solid-state batteries obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 2, 4, and 5.

(負極のエネルギー密度)
上述した実施例1、比較例1〜3と同様にして負極のエネルギー密度を評価した。
(Negative energy density)
The energy density of the negative electrode was evaluated in the same manner as in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 described above.

(拘束圧増加量)
上述した実施例1、比較例1〜3と同様にして拘束圧増加量を評価した。
(Increase in restraint pressure)
The increase in restraint pressure was evaluated in the same manner as in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 described above.

A層を有しない負極層を用いた比較例2と、A層およびB層を有する負極層を用い、かつC/Si重量比が0.18である実施例1とを比べた結果、表2および図4に示すように、比較例2では拘束圧増加量が増大したのに対し、実施例1では負極のエネルギー密度を良好に維持しつつ、拘束圧増加量が低減し、充電中の負極層の体積膨張を大幅に抑制できることが分かった。また、C/Si重量比が0.43である実施例2においても、実施例1と同様に充填中の負極層の体積膨張を大幅に抑制できることが分かった。この結果から、Cの重量が増えるとともに拘束圧増加量の低減を図ることができ、C/Si重量比を0.18以上とすることで、上記効果が得られることが分かった。一方、C/Si重量比が1.00である比較例4およびC/Si重量比が2.33である比較例5では、Cの重量の増大に伴い拘束圧増加量は低減したものの、負極のエネルギー密度が大幅に低下し、負極のエネルギー密度を維持することができなかった。この結果から、負極のエネルギー密度を良好に維持しつつ、充電中の負極層の体積膨張を抑制するためには、Cの重量が増えすぎてはならず、C/Si重量比を0.43以下とすることで上記効果が得られることが分かった。   As a result of comparing Comparative Example 2 using a negative electrode layer having no A layer with Example 1 using a negative electrode layer having A and B layers and having a C / Si weight ratio of 0.18, Table 2 As shown in FIG. 4 and FIG. 4, the increase in the restraint pressure increased in Comparative Example 2, whereas in Example 1, the increase in the restraint pressure decreased while maintaining the energy density of the negative electrode well, and the negative electrode during charging It was found that the volume expansion of the layer can be greatly suppressed. Also, in Example 2 where the C / Si weight ratio was 0.43, it was found that the volume expansion of the negative electrode layer during filling can be significantly suppressed as in Example 1. From this result, it was found that the amount of increase in the restraint pressure can be reduced as the weight of C increases, and that the above effect can be obtained by setting the C / Si weight ratio to 0.18 or more. On the other hand, in Comparative Example 4 in which the C / Si weight ratio is 1.00 and in Comparative Example 5 in which the C / Si weight ratio is 2.33, the increase in the restraint pressure is reduced as the C weight increases, but the negative electrode As a result, the energy density of the negative electrode significantly decreased, and the energy density of the negative electrode could not be maintained. From this result, in order to suppress the volume expansion of the negative electrode layer during charging while maintaining a good energy density of the negative electrode, the weight of C must not be excessively increased, and the C / Si weight ratio is 0.43. It turned out that the said effect is acquired by setting it as follows.

[実施例3]
炭素系活物質である天然黒鉛へ非晶質炭素を被覆したこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。なお、A層中の全炭素系活物質に含まれる非晶質炭素量は6wt%であった。
[Example 3]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that natural carbon, which is a carbon-based active material, was coated with amorphous carbon. Note that the amount of amorphous carbon contained in the total carbon-based active material in the A layer was 6 wt%.

[実施例4]
炭素系活物質である天然黒鉛へ非晶質炭素を被覆したこと以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。なお、A層中の全炭素系活物質に含まれる非晶質炭素量は20wt%であった。
[Example 4]
An all-solid battery was produced in the same manner as in Example 1 except that natural carbon, which is a carbon-based active material, was coated with amorphous carbon. Note that the amount of amorphous carbon contained in the total carbon-based active material in the A layer was 20 wt%.

[評価]
実施例1、3、4、比較例2で得られた全固体電池に対して、以下のような電池特性評価を行った。
[Evaluation]
The all-solid-state batteries obtained in Examples 1, 3, 4 and Comparative Example 2 were evaluated for battery characteristics as follows.

(負極のエネルギー密度)
上述した実施例1、比較例1〜3と同様にして負極のエネルギー密度を評価した。
(Negative energy density)
The energy density of the negative electrode was evaluated in the same manner as in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 described above.

(拘束圧増加量)
上述した実施例1、比較例1〜3と同様にして拘束圧増加量を評価した。
(Increase in restraint pressure)
The increase in restraint pressure was evaluated in the same manner as in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3 described above.

(A層中の炭素系活物質の変形性)
A層中の炭素系活物質の変形性については、上記「1.負極層 (1)A層」の項に記載した算出方法と同様の方法により求めることができるため、ここでの記載は省略する。
(Deformability of carbon-based active material in layer A)
The deformability of the carbon-based active material in the A layer can be determined by the same method as the calculation method described in the above section “1. Negative electrode layer (1) A layer”, and is not described here. To do.

A層に含まれる炭素系活物質の変形性を調整した結果、表3および図5に示すように、A層中の炭素系活物質の変形性が1.7×10−6m/N(実施例3)近傍で、拘束圧増加量を効果的に低減することができた。この結果から、A層に含まれる炭素系活物質の変形性を1.7×10−6m/N近傍に調整することで、B層に含まれるSi系活物質の膨張を十分に緩和することができ、充電中の負極層の体積膨張を効果的に抑制できること分かった。 As a result of adjusting the deformability of the carbon-based active material contained in the A layer, as shown in Table 3 and FIG. 5, the deformability of the carbon-based active material in the A layer is 1.7 × 10 −6 m / N ( In the vicinity of Example 3), the amount of increase in restraint pressure could be effectively reduced. From this result, the expansion of the Si-based active material contained in the B layer is sufficiently relaxed by adjusting the deformability of the carbon-based active material contained in the A layer to around 1.7 × 10 −6 m / N. It was found that the volume expansion of the negative electrode layer during charging can be effectively suppressed.

1 … 負極集電体
2 … 負極層
3 … 固体電解質層
4 … 正極層
5 … 正極集電体
6 … 電池ケース
10 … 全固体電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Negative electrode collector 2 ... Negative electrode layer 3 ... Solid electrolyte layer 4 ... Positive electrode layer 5 ... Positive electrode collector 6 ... Battery case 10 ... All-solid-state battery

Claims (1)

負極集電体、負極層、固体電解質層、正極層および正極集電体が、この順で配置された全固体電池であって、
前記負極層は、前記固体電解質層側から順にA層およびB層を有し、
前記A層は、炭素系活物質を含み、
前記B層は、Si系活物質を含み、
前記B層に含まれるSi系活物質に対する、前記A層に含まれる炭素系活物質の重量比(C/Si重量比)は、0.18以上0.43以下である、全固体電池。
The negative electrode current collector, the negative electrode layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode layer, and the positive electrode current collector are all solid state batteries arranged in this order,
The negative electrode layer has an A layer and a B layer in order from the solid electrolyte layer side,
The A layer includes a carbon-based active material,
The B layer includes a Si-based active material,
The all-solid-state battery, wherein the weight ratio (C / Si weight ratio) of the carbon-based active material contained in the A layer to the Si-based active material contained in the B layer is 0.18 or more and 0.43 or less.
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