JP2021089859A - 全固体電池およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
上記負極層は、
リチウムイオン伝導性を示す第3の固体電解質(221a)よりなる骨格部(221)と、上記負極層の表面に開口部(222a)を備える連通孔(222)と、上記連通孔の内壁面(222b)に形成されており、電子伝導性を備える導電性物質より構成される導電層(223)と、上記連通孔内に存在するリチウム金属(224)とを有する、
全固体電池(1)にある。
連続する造孔材粒子の表面に上記導電性物質、または、焼成によって上記導電性物質になる中間物質がコーティングされたコーティング付き造孔材と、上記第3の固体電解質と、を含む負極層形成用材料を準備する工程と、
上記負極層形成用材料と上記集電層を形成するための集電層形成用材料とが重ねられた状態を含む積層体を形成する工程と、
上記積層体を焼成することにより、上記第3の固体電解質よりなる上記骨格部と上記造孔材粒子の焼失による上記連通孔とを形成し、上記連通孔の内壁面に上記導電性物質よりなる上記導電層を配置する工程と、
を有する、全固体電池の製造方法にある。
実施形態1に係る全固体電池について、図1〜図4を用いて説明する。図1に例示されるように、全固体電池1は、セル2を複数有しており、複数のセル2が集電層3を介して積層された積層構造を有している。具体的には、全固体電池1は、複数のセル2と複数の集電層3とを有しており、セル2と集電層3とが交互に積層されている。セル2は、セパレータ層20と、セパレータ層20の一方面に設けられた正極層21と、セパレータ層20の他方面に設けられた負極層22とを備えている。本実施形態において、セパレータ層20、正極層21、負極層22、集電層3は、焼成によって一体化されている。以下、図2を用いて、各層の詳細について説明する。
実施形態2に係る全固体電池の製造方法について説明する。なお、実施形態2では、実施形態1にて説明した内容を必要に応じて適宜参照することができる。
カーボン粒子(平均粒子径0.1μm)を造粒することにより、連続的に繋がった造孔材粒子を含む粉末を得た。この造粒粉末の表面にスパッタ法にてZnOをコーティングすることにより、コーティング付き造孔材を準備した。なお、実験例にいう平均粒子径は、レーザー回折・散乱法により測定した体積基準の累積度数分布が50%を示すときの粒子径(直径)d50である(以下、同様)。
2 セル
20 セパレータ層
200a 第1の固体電解質
21 正極層
210a 第2の固体電解質
210b 正極活物質
22 負極層
221 骨格部
221a 第3の固体電解質
222 連通孔
222a 開口部
222b 内壁面
223 導電層
224 リチウム金属
3 集電層
Claims (5)
- リチウムイオン伝導性を示す第1の固体電解質(200a)を含むセパレータ層(20)と、上記セパレータ層の一方面に設けられ、リチウムを含有する正極活物質(210b)およびリチウムイオン伝導性を示す第2の固体電解質(210a)を含む正極層(21)と、上記セパレータ層の他方面に設けられた負極層(22)とを備えるセル(2)を複数有しており、複数の上記セルが集電層(3)を介して積層された積層構造を有する全固体電池(1)であって、
上記負極層は、
リチウムイオン伝導性を示す第3の固体電解質(221a)よりなる骨格部(221)と、上記負極層の表面に開口部(222a)を備える連通孔(222)と、上記連通孔の内壁面(222b)に形成されており、電子伝導性を備える導電性物質より構成される導電層(223)と、上記連通孔内に存在するリチウム金属(224)とを有する、
全固体電池(1)。 - 上記第1の固体電解質、上記第2の固体電解質、および、上記第3の固体電解質は、同等の材質である、請求項1に記載の全固体電池。
- 上記第1の固体電解質、上記第2の固体電解質、および、上記第3の固体電解質は、ガーネット型の結晶構造を有する固体電解質である、請求項1または請求項2に記載の全固体電池。
- 上記導電層の厚みは、0.01μm以上0.1μm以下である、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の全固体電池。
- 請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の全固体電池の製造方法であって、
連続する造孔材粒子の表面に上記導電性物質、または、焼成によって上記導電性物質になる中間物質がコーティングされたコーティング付き造孔材と、上記第3の固体電解質と、を含む負極層形成用材料を準備する工程と、
上記負極層形成用材料と上記集電層を形成するための集電層形成用材料とが重ねられた状態を含む積層体を形成する工程と、
上記積層体を焼成することにより、上記第3の固体電解質よりなる上記骨格部と上記造孔材粒子の焼失による上記連通孔とを形成し、上記連通孔の内壁面に上記導電性物質よりなる上記導電層を配置する工程と、
を有する、全固体電池の製造方法。
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