JP2021005571A - 固体バッテリおよび製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
該方法は、
複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含む電極スラリーを準備するステップと、
電極スラリーを基板に塗布するステップと、
電極スラリーを乾燥して、電極コーティングを形成するステップと、
電極コーティングを圧縮して、圧縮された電極コーティングを形成するステップと、
液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けるステップと、
熱処理を実施して、ガラス前駆体を、複数の孔を含む固体多孔性電気絶縁材料に転換するステップとを含む。
第2基板の上に、複数の活性カソード材料粒子、電気伝導性添加物および第2ガラス前駆体を少なくとも含む圧縮されたカソードコーティングを形成するステップと、
第3ガラス前駆体を、アノードコーティングおよびカソードコーティングの少なくとも一方の上に設けるステップと、
第3ガラス前駆体を70℃〜150℃の範囲の温度で乾燥し、これにより予め定めた厚さを有するガラス層を形成するステップと、
その後、圧縮されたカソードコーティング、圧縮されたカソードコーティングおよびガラス層を150℃〜500℃の範囲の温度に加熱し、これにより第1ガラス前駆体、第2ガラス前駆体およびガラス層を、複数の孔を含む固体多孔性材料に転換するステップと、
液体電解質材料を用いて、複数の孔を少なくとも部分的に充填するステップと、
液体電解質材料を乾燥し、これにより複数の孔の内面に固体電解質材料を形成し、これにより複合カソード、複合電解質層および複合アノードを形成するステップとを含む。
Claims (16)
- 活性電極材料および固体電解質を含む複合電極であって、
固体電解質は、複合電解質である、複合電極。 - 複合電解質は、
複数の孔を有する電気絶縁材料と、
該複数の孔の内面を覆う固体電解質材料とを備える請求項1記載の複合電極。 - 活性電極材料は、互いに電気接触した複数の活性電極材料粒子を含み、
複合電解質は、複数の活性電極材料粒子の間にある空間に設置される、請求項1または2記載の複合電極。 - 電気伝導性の添加物をさらに備える請求項1〜3のいずれかに記載の複合電極。
- アノード、固体電解質層およびカソードのスタックを備えた固体バッテリであって、
アノードおよびカソードの少なくとも1つは、請求項1〜4のいずれかに記載の複合電極である、固体バッテリ。 - 固体電解質層は、複数の孔を有する電気絶縁材料と、該複数の孔の内面を覆う固体電解質材料とを含む複合電解質を備える請求項5記載の固体バッテリ。
- 複合電極および固体電解質層は、同じ複合電解質を含む請求項6記載の固体バッテリ。
- アノードと電気接触した第1電流コレクタと、
カソードと電気接触した第2電流コレクタとをさらに備える請求項5〜7のいずれかに記載の固体バッテリ。 - 複合電極を製造する方法であって、
複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含む電極スラリーを準備するステップと、
電極スラリーを基板に塗布するステップと、
電極スラリーを乾燥して、電極コーティングを形成するステップと、
電極コーティングを圧縮して、圧縮された電極コーティングを形成するステップと、
液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けるステップと、
熱処理を実施して、ガラス前駆体を、複数の孔を含む固体多孔性電気絶縁材料に転換するステップと、を含む方法。 - 液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けることは、電極スラリーを基板に塗布する前に、ガラス前駆体を電極スラリーに設けることを含む請求項9記載の方法。
- 液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けることは、
ガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに塗布することと、
ガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに浸透させ、これにより複数の活性電極材料粒子の間の空間を充填することと、を含む請求項9記載の方法。 - 液体電解質材料を用いて、多孔性電気絶縁材料の複数の孔を少なくとも部分的に充填することと、
乾燥工程を実施して、これにより複数の孔の内面を覆う固体電解質材料を形成することとを含む請求項9〜11のいずれかに記載の方法。 - 熱処理を実施する前に、ガラス前駆体を液体電解質材料と混合することをさらに含む請求項9〜11のいずれかに記載の方法。
- 固体バッテリを製造する方法であって、
第1基板の上に、複数の活性アノード材料粒子、電気伝導性添加物および第1ガラス前駆体を含む圧縮されたアノードコーティングを形成するステップと、
第2基板の上に、複数の活性カソード材料粒子、電気伝導性添加物および第2ガラス前駆体を含む圧縮されたカソードコーティングを形成するステップと、
第3ガラス前駆体を、圧縮されたアノードコーティングおよび圧縮されたカソードコーティングの少なくとも一方の上に設けるステップと、
第3ガラス前駆体を70℃〜150℃の範囲の温度で乾燥し、これにより予め定めた厚さを有するガラス層を形成するステップと、
その後、圧縮されたカソードコーティング、圧縮されたカソードコーティングおよびガラス層を150℃〜500℃の範囲の温度に加熱し、これにより第1ガラス前駆体、第2ガラス前駆体およびガラス層を、複数の孔を含む固体多孔性材料に転換するステップと、
液体電解質材料を用いて、複数の孔を少なくとも部分的に充填するステップと、
液体電解質材料を乾燥し、これにより複数の孔の内面に固体電解質材料を形成し、これにより複合カソード、複合電解質層および複合アノードを形成するステップと、を含む方法。 - 複合アノードを含む第1基板を、複合カソードを含む第2基板に積層し、これにより複合アノード、複合電解質層および複合カソードのスタックを形成することを含む請求項14記載の方法。
- 第3ガラス前駆体を設けることは、第3ガラス前駆体を、圧縮されたカソードコーティングの上に設けることを含み、
圧縮されたアノードコーティングを第1基板の上に形成することは、圧縮されたアノードコーティングをガラス層の上に形成することを含む、請求項14記載の方法。
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