JP2021192354A - All-solid battery - Google Patents

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敦 青木
Atsushi Aoki
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

To suppress the occurrence of cracks in a solid electrolyte layer which causes a short circuit.SOLUTION: An all-solid battery includes a solid electrolyte layer, and a negative electrode that is laminated on the solid electrolyte layer and in which a negative electrode lithium metal layer is formed by precipitating metallic lithium with the solid electrolyte layer during charging, and the negative electrode has a precipitation adjusting layer having wettability to metallic lithium different from that of the solid electrolyte layer, and the precipitation adjusting layer is arranged such that the circumference of the outer circumference of the negative electrode lithium metal layer formed during charging is longer than the circumference of the outer circumference having a similar shape to the solid electrolyte layer.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、全固体電池に関する。 The present invention relates to an all-solid-state battery.

特許文献1では、正極外周に凹凸を設けて周長を増加させて正極の変形の逃げ代を形成し、正極外周縁の伸び量を低減することで、プレス成型時において当該正極外周縁と固体電解質層の接触部分に生じる応力を低減するように構成した全固体電池が提案されている。 In Patent Document 1, unevenness is provided on the outer periphery of the positive electrode to increase the peripheral length to form a relief allowance for deformation of the positive electrode, and by reducing the amount of elongation of the outer peripheral edge of the positive electrode, the outer peripheral edge of the positive electrode and the solid state are formed during press molding. An all-solid-state battery configured to reduce the stress generated in the contact portion of the electrolyte layer has been proposed.

特許第5831442号Patent No. 5831442

ここで、近年では、正極活物質中のリチウムのみをリチウム源とする構造の全固体電池(以下、本明細書においては「全析出型全固体電池とも称する」)が知られている。この種の全固体電池は、放電時において負極にリチウム金属が含まれず、充電時においてリチウム金属が負極集電体上に析出してリチウム金属層を形成する。この場合において、析出したリチウム金属が固体電解質層の外側に向かって延伸するため、固体電解質層に応力が加わり、短絡発生の要因となるクラックを生じさせる恐れがある。 Here, in recent years, an all-solid-state battery having a structure in which only lithium in the positive electrode active material is used as a lithium source (hereinafter, also referred to as “all-precipitation all-solid-state battery” in the present specification) is known. In this type of all-solid-state battery, the negative electrode does not contain lithium metal during discharge, and lithium metal precipitates on the negative electrode current collector during charging to form a lithium metal layer. In this case, since the precipitated lithium metal stretches toward the outside of the solid electrolyte layer, stress is applied to the solid electrolyte layer, which may cause cracks that cause a short circuit.

したがって、本発明は、短絡の要因となる固体電解質層のクラックの発生を抑制し得る全固体電池を提供することにある。 Therefore, the present invention is to provide an all-solid-state battery capable of suppressing the occurrence of cracks in the solid electrolyte layer, which causes a short circuit.

本発明のある態様によれば、固体電解質層と、固体電解質層に積層されるとともに、充電時に固体電解質層との間に金属リチウムが析出することで負極リチウム金属層が形成される負極と、を含む全固体電池が提供される。そして、負極は、金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層と異なる析出調整層を有する。さらに、析出調整層は、充電時に形成される負極リチウム金属層の外周の周長が固体電解質層の相似形状の外周の周長よりも長く形成されるように配置される。 According to an aspect of the present invention, the negative electrode is laminated on the solid electrolyte layer and the negative electrode lithium metal layer is formed by precipitating metallic lithium between the solid electrolyte layer and the solid electrolyte layer during charging. All-solid-state batteries are provided, including. The negative electrode has a precipitation adjusting layer whose wettability with respect to metallic lithium is different from that of the solid electrolyte layer. Further, the precipitation adjusting layer is arranged so that the peripheral length of the outer periphery of the negative electrode lithium metal layer formed during charging is longer than the peripheral length of the outer circumference having a similar shape to the solid electrolyte layer.

本発明によれば、短絡の要因となる固体電解質層のクラックの発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress the occurrence of cracks in the solid electrolyte layer, which causes a short circuit.

図1は、本発明の第1実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to the first embodiment of the present invention. 図2は、負極における放電時と充電時のそれぞれの状態を説明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating each state of the negative electrode during discharge and charge. 図3は、高濡れ性層の凹凸部の構成を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating the configuration of the uneven portion of the highly wettable layer. 図4は、負極リチウム金属層の外周形状と固体電解質層の外周形状の関係を説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the outer peripheral shape of the negative electrode lithium metal layer and the outer peripheral shape of the solid electrolyte layer. 図5は、第2実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to the second embodiment. 図6は、第3実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to the third embodiment. 図7は、第4実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to the fourth embodiment. 図8は、低濡れ性層の内周形状を説明する図である。FIG. 8 is a diagram illustrating the inner peripheral shape of the low wetting layer. 図9は、第5実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to the fifth embodiment. 図10は、第1の変形例による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to the first modification. 図11は、第2の変形例による全固体電池の構成を説明する図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of an all-solid-state battery according to a second modification.

以下、本発明の各実施形態について説明する。 Hereinafter, each embodiment of the present invention will be described.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態にかかる全固体電池10について説明する。
(First Embodiment)
The all-solid-state battery 10 according to the first embodiment of the present invention will be described.

図1は、本実施形態の全固体電池10の構成を説明する図である。図示のように、全固体電池10は、正極p及び負極nの間に固体電解質層15が積層されてなるセルユニットを一つ又は複数積層してなるセルユニット10A(図1では一つ)を、ラミネート材20により封止することで構成される全析出型全固体電池である。また、セルユニット10Aには、ラミネート材20に伸長する図示しない電気配線類(正極リード、負極リード、正極集電板、及び負極集電板など)が接続される。 FIG. 1 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 of the present embodiment. As shown in the figure, the all-solid-state battery 10 includes a cell unit 10A (one in FIG. 1) in which one or a plurality of cell units in which a solid electrolyte layer 15 is laminated between a positive electrode p and a negative electrode n are laminated. , An all-precipitation all-solid-state battery configured by sealing with a laminate 20. Further, electrical wiring (positive electrode lead, negative electrode lead, positive electrode current collector plate, negative electrode current collector plate, etc.) (such as a positive electrode lead, a negative electrode lead, and a negative electrode current collector plate) extending from the laminated material 20 are connected to the cell unit 10A.

本実施形態のセルユニット10Aは平面視で略矩形形状に形成される。すなわち、正極p、負極n、及び固体電解質層15が平面視略矩形状に形成されている。 The cell unit 10A of the present embodiment is formed in a substantially rectangular shape in a plan view. That is, the positive electrode p, the negative electrode n, and the solid electrolyte layer 15 are formed in a substantially rectangular shape in a plan view.

正極pは、主として、固体電解質層15の積層方向における一方側の表面(図上下方の面)に積層される正極活物質層17と、正極活物質層17に接続される正極集電体18と、により構成される。 The positive electrode p is mainly a positive electrode active material layer 17 laminated on one side surface (lower surface in the figure) in the stacking direction of the solid electrolyte layer 15, and a positive electrode current collector 18 connected to the positive electrode active material layer 17. And.

負極nは、主として、固体電解質層15の積層方向における他方側の表面(図上下方の面)に積層される高濡れ性層16と、高濡れ性層16に形成される負極リチウム金属層14と、負極リチウム金属層14に接続される負極集電体12と、により構成される。なお、本実施形態では、高濡れ性層16が析出調整層として機能する。 The negative electrode n is mainly a highly wettable layer 16 laminated on the other side surface (lower surface in the drawing) in the stacking direction of the solid electrolyte layer 15, and a negative electrode lithium metal layer 14 formed on the highly wettable layer 16. And a negative electrode current collector 12 connected to the negative electrode lithium metal layer 14. In this embodiment, the highly wettable layer 16 functions as a precipitation adjusting layer.

ここで、負極リチウム金属層14は、放電状態においては生成しておらず、充電過程を経て固体電解質層15の面領域(高濡れ性層16の領域)と負極集電体12に金属リチウムが析出することで形成される。 Here, the negative electrode lithium metal layer 14 is not generated in the discharged state, and metallic lithium is generated in the surface region (region of the highly wettable layer 16) of the solid electrolyte layer 15 and the negative electrode current collector 12 through the charging process. It is formed by precipitating.

高濡れ性層16は、固体電解質層15の外周縁部を除いた中央面領域15Bに施される。特に、高濡れ性層16は、充電時に固体電解質層15と負極集電体12の間で溶解する金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15よりも高く、リチウムイオンの伝導を確保する観点から一定のイオン伝導性を有する材料により形成される。 The highly wettable layer 16 is applied to the central surface region 15B excluding the outer peripheral edge portion of the solid electrolyte layer 15. In particular, the highly wettable layer 16 has a higher wettability to metallic lithium dissolved between the solid electrolyte layer 15 and the negative electrode current collector 12 during charging than the solid electrolyte layer 15, and is constant from the viewpoint of ensuring the conduction of lithium ions. It is formed of a material having ionic conductivity.

以下、高濡れ性層16の構成及び機能についてより詳細を説明する。 Hereinafter, the configuration and function of the highly wettable layer 16 will be described in more detail.

図2は、負極nにおける放電時と充電時のそれぞれの状態を説明する図である。特に、図2(a)及び図2(b)は、それぞれ放電状態及び充電状態における図1の要部A―A矢視図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating each state of the negative electrode n at the time of discharging and at the time of charging. In particular, FIGS. 2A and 2B are arrow views of the main parts AA of FIG. 1 in the discharged state and the charged state, respectively.

図示のように、放電時における負極nでは、高濡れ性層16が固体電解質層15に対して、その外周縁部15Aの除いた中央面領域15Bに施された構造をとる。また、上述のように高濡れ性層16の外周には凹凸部16Aが形成される。 As shown in the figure, the negative electrode n at the time of discharge has a structure in which the highly wettable layer 16 is applied to the solid electrolyte layer 15 in the central surface region 15B excluding the outer peripheral edge portion 15A. Further, as described above, the uneven portion 16A is formed on the outer periphery of the highly wettability layer 16.

一方、充電時には、正極活物質層17からのリチウムイオンが固体電解質層15又は高濡れ性層16内に進入し、固体電解質層15又は高濡れ性層16を構成する金属と合金化して析出した状態の金属リチウムを形成する。そして、この金属リチウムが固体電解質層15又は高濡れ性層16の面領域に拡散することで、負極リチウム金属層14が形成される。 On the other hand, at the time of charging, lithium ions from the positive electrode active material layer 17 entered the solid electrolyte layer 15 or the highly wettable layer 16 and precipitated by alloying with the metal constituting the solid electrolyte layer 15 or the highly wettable layer 16. Form metallic lithium in the state. Then, the metallic lithium diffuses into the surface region of the solid electrolyte layer 15 or the highly wettable layer 16 to form the negative electrode lithium metal layer 14.

特に、本実施形態の負極リチウム金属層14は、金属リチウムに対してより親和性が高い高濡れ性層16の部分に形成されることとなる。より詳細には、本実施形態では、高濡れ性層16の金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15よりも高く構成されているため、充電時に金属リチウムが高濡れ性層16に集まって析出する。そのため、負極リチウム金属層14が主として固体電解質層15の中央面領域15Bに生成する。そして、上述のように、高濡れ性層16の外周には凹凸部16Aが形成されているところ、生成する負極リチウム金属層14の外周14Aにも当該凹凸部16Aと略同一形状の凹凸形状に形成されることとなる。なお、放電時には、この負極リチウム金属層14が小さくなっていき、一定以上放電が進行するとほぼ消失する。 In particular, the negative electrode lithium metal layer 14 of the present embodiment is formed on the portion of the highly wettable layer 16 having a higher affinity for metallic lithium. More specifically, in the present embodiment, since the wettability of the highly wettable layer 16 to metallic lithium is higher than that of the solid electrolyte layer 15, metallic lithium gathers and precipitates on the highly wettable layer 16 during charging. .. Therefore, the negative electrode lithium metal layer 14 is mainly formed in the central surface region 15B of the solid electrolyte layer 15. Then, as described above, where the uneven portion 16A is formed on the outer periphery of the highly wettable layer 16, the outer peripheral 14A of the generated negative electrode lithium metal layer 14 also has an uneven shape having substantially the same shape as the uneven portion 16A. It will be formed. At the time of discharge, the negative electrode lithium metal layer 14 becomes smaller and almost disappears when the discharge progresses beyond a certain level.

図3は、高濡れ性層16の凹凸部16Aの詳細な構造を説明する図である。なお、図3においては、図面の煩雑化を避ける観点から生成した負極リチウム金属層14の凹凸形状を示している。しかしながら、上述のように、当該凹凸形状は高濡れ性層16の凹凸部16Aの形状と略同一となるため、図3に示す負極リチウム金属層14の凹凸形状は高濡れ性層16の凹凸部16Aと同一視して説明を行う。 FIG. 3 is a diagram illustrating a detailed structure of the uneven portion 16A of the highly wettability layer 16. Note that FIG. 3 shows the uneven shape of the negative electrode lithium metal layer 14 generated from the viewpoint of avoiding the complexity of the drawings. However, as described above, since the uneven shape is substantially the same as the shape of the uneven portion 16A of the high wettability layer 16, the uneven shape of the negative electrode lithium metal layer 14 shown in FIG. 3 is the uneven shape of the high wettability layer 16. The explanation will be given by equating with 16A.

図示のように、本実施形態の高濡れ性層16の外周にはその全域に凹凸部16Aが形成されている。本実施形態では、凹凸部16Aの凸部16Aaは、断面視において対向する辺部が相互に非平行となる形状、特に台形に形成されている。すなわち、凸部14Aaの側面が傾斜面として形成されることとなる。このため、負極リチウム金属層14はその外周14Aが当該凹凸部16Aと同じ凹凸形状となって析出される。したがって、固体電解質層15にクラックを生じさせる方向の応力(白抜き矢印参照)が、負極リチウム金属層14の凸部14Aaの傾斜面に応じた方向に分散される(黒塗り矢印参照)。すなわち、負極リチウム金属層14の外周14Aを、クラックの要因となる応力を好適に分散させる形状とすることができる。 As shown in the figure, uneven portions 16A are formed on the outer periphery of the highly wettable layer 16 of the present embodiment over the entire circumference thereof. In the present embodiment, the convex portion 16Aa of the concave-convex portion 16A is formed in a shape in which the opposite side portions are non-parallel to each other in a cross-sectional view, particularly in a trapezoidal shape. That is, the side surface of the convex portion 14Aa is formed as an inclined surface. Therefore, the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is deposited with the same uneven shape as the uneven portion 16A. Therefore, the stress in the direction of causing cracks in the solid electrolyte layer 15 (see the white arrow) is dispersed in the direction corresponding to the inclined surface of the convex portion 14Aa of the negative electrode lithium metal layer 14 (see the black arrow). That is, the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 can be shaped to preferably disperse the stress that causes cracks.

また、凹凸部16Aにおける凹部16Abの幅W及び凸部16Aaの長さLは、固体電解質層15を構成する一つの固体電解質粒子Pの最大径r以上に構成される。 Further, the width W of the concave portion 16Ab and the length L of the convex portion 16Aa in the uneven portion 16A are configured to have a maximum diameter r or more of one solid electrolyte particle P constituting the solid electrolyte layer 15.

これにより、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aの凹部14Abの形状をより好適に維持することができる。より詳細には、一つの固体電解質粒子P内においては金属リチウムが析出し易いため、高濡れ性層16の凹部16Abのサイズが一つの固体電解質粒子Pのサイズよりも小さいと、金属リチウムが凹部16Abを埋めるように析出し易くなる。これに対して、凹部16Abのサイズが一つの固体電解質粒子Pのサイズよりも大きく構成されることで、金属リチウムが当該凹部16Abに析出されることが抑制されるので、負極リチウム金属層14の外周14Aがより確実に凹凸形状に形成されることとなる。 Thereby, the shape of the concave portion 14Ab of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed at the time of charging can be more preferably maintained. More specifically, since metallic lithium is likely to precipitate in one solid electrolyte particle P, when the size of the recess 16Ab of the highly wettable layer 16 is smaller than the size of one solid electrolyte particle P, the metallic lithium is recessed. It becomes easy to precipitate so as to fill 16Ab. On the other hand, since the size of the recess 16Ab is larger than the size of one solid electrolyte particle P, it is possible to prevent metallic lithium from being deposited in the recess 16Ab. The outer peripheral surface 14A will be more reliably formed into an uneven shape.

以上説明したように、本実施形態の全固体電池10では、固体電解質層15よりも金属リチウムに対する濡れ性が高く、且つ外周に凹凸部16Aが形成される高濡れ性層16を固体電解質層15に設けることにより、析出される負極リチウム金属層14の外周14Aの形状を、固体電解質層15に応力を生じさせる伸び量を抑制し得る形状とすることができる。 As described above, in the all-solid-state battery 10 of the present embodiment, the solid electrolyte layer 15 has a highly wettability layer 16 having a higher wettability to metallic lithium than the solid electrolyte layer 15 and having an uneven portion 16A formed on the outer periphery thereof. The shape of the outer peripheral surface 14A of the deposited negative electrode lithium metal layer 14 can be made into a shape capable of suppressing the amount of elongation that causes stress in the solid electrolyte layer 15.

なお、上述した負極リチウム金属層14の伸び量を抑制する観点から、高濡れ性層16の外周に適用される形状は凹凸形状に限られない。すなわち、高濡れ性層16は、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aの形状を、上記伸び量を低減させる形状とする機能を果たす限りにおいて任意の形状に調節することができる。特に、高濡れ性層16は、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aの周長を固体電解質層15の相似形状の外周の周長よりも長く形成可能な任意の形態をとる。以下では、その詳細を説明する。 From the viewpoint of suppressing the amount of elongation of the negative electrode lithium metal layer 14 described above, the shape applied to the outer periphery of the highly wettable layer 16 is not limited to the uneven shape. That is, the highly wettable layer 16 can be adjusted to any shape as long as it functions to reduce the amount of elongation of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging. In particular, the highly wettable layer 16 takes an arbitrary form in which the peripheral length of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging can be made longer than the peripheral length of the outer circumference having a similar shape to the solid electrolyte layer 15. The details will be described below.

図4は、負極リチウム金属層14の外周14Aの形状と固体電解質層15の外周形状の関係を説明する図である。ここで、固体電解質層15の矩形外周においてある外周ラインC1を規定する頂点s1及び頂点e1を設定し、これを当該外周ラインC1に対向する負極リチウム金属層14の外周ラインC2を規定する頂点s2及び頂点e2を設定する。この場合において、固体電解質層15の外周ラインC1の長さと、負極リチウム金属層14の外周ラインC2を規定した頂点s2及び頂点e2の間の直線距離と、の比で定まる相似比により、固体電解質層15を縮小した形状を固体電解質層15の相似形状として設定する。そして、図4に示す例では、負極リチウム金属層14の外周ラインC2の長さ(凹凸ラインに沿った部分的な周長)は、固体電解質層15の相似形状において外周ラインC1に対応する外周ラインC´1の長さ(ほぼ頂点s2及び頂点e2の間の直線距離に一致する)よりも長く形成されている。 FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 and the outer peripheral shape of the solid electrolyte layer 15. Here, the vertices s1 and the vertices e1 that define the outer peripheral line C1 on the rectangular outer circumference of the solid electrolyte layer 15 are set, and the vertices s2 that define the outer peripheral line C2 of the negative electrode lithium metal layer 14 facing the outer peripheral line C1 are set. And the vertex e2 are set. In this case, the solid electrolyte is determined by the similarity ratio determined by the ratio between the length of the outer peripheral line C1 of the solid electrolyte layer 15 and the linear distance between the apex s2 and the apex e2 defining the outer peripheral line C2 of the negative electrode lithium metal layer 14. The reduced shape of the layer 15 is set as a similar shape of the solid electrolyte layer 15. Then, in the example shown in FIG. 4, the length of the outer peripheral line C2 of the negative electrode lithium metal layer 14 (the partial peripheral length along the uneven line) is the outer circumference corresponding to the outer peripheral line C1 in the similar shape of the solid electrolyte layer 15. It is formed longer than the length of the line C'1 (which substantially corresponds to the linear distance between the vertices s2 and the vertices e2).

このように充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周ラインC2の長さが、固体電解質層15の相似形状における外周ラインC´1の長さよりも長くなる条件を満たすのであれば、負極リチウム金属層14の変形時の応力の逃げ代が確保されるので、負極リチウム金属層14の伸び量が低減されることとなる。したがって、高濡れ性層16は、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周ラインC2の長さが、固体電解質層15の相似形状における外周ラインC´1の長さよりも長くなるように、当該負極リチウム金属層14の外周14Aの形状を調節できるならば任意の形態をとることが可能である。 If the condition that the length of the outer peripheral line C2 of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging is longer than the length of the outer peripheral line C'1 in the similar shape of the solid electrolyte layer 15, the negative electrode lithium is satisfied. Since the stress relief allowance at the time of deformation of the metal layer 14 is secured, the amount of elongation of the negative electrode lithium metal layer 14 is reduced. Therefore, in the highly wettable layer 16, the length of the outer peripheral line C2 of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging is longer than the length of the outer peripheral line C'1 in the similar shape of the solid electrolyte layer 15. Any form can be taken as long as the shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 can be adjusted.

次に、本実施形態にかかる全固体電池10を構成する各要素(負極n、正極p、及び固体電解質層15)を構成する材料などについて説明する。 Next, the materials constituting each element (negative electrode n, positive electrode p, and solid electrolyte layer 15) constituting the all-solid-state battery 10 according to the present embodiment will be described.

[負極]
本実施形態の負極nは、負極集電体12と、高濡れ性層16と、を備える。
[Negative electrode]
The negative electrode n of the present embodiment includes a negative electrode current collector 12 and a highly wettable layer 16.

(負極集電体12)
負極集電体12を構成する材料は、本願発明にかかる技術分野において全固体電池10に適用可能な集電体として機能するものであれば特に制限されない。例えば、金属又は導電性を有する樹脂を採用することができる。
(Negative electrode current collector 12)
The material constituting the negative electrode current collector 12 is not particularly limited as long as it functions as a current collector applicable to the all-solid-state battery 10 in the technical field according to the present invention. For example, a metal or a resin having conductivity can be adopted.

具体的には、負極集電体12の構成材料としては、アルミニウム、ニッケル、鉄、ステンレス、チタン、又は銅などが挙げられる。これらのほか、ニッケルとアルミニウムとのクラッド材、又は銅とアルミニウムとのクラッド材などが用いられてもよい。また、金属表面にアルミニウムが被覆されてなる箔であってもよい。なかでも、電子伝導性や電池作動電位、集電体へのスパッタリングによる負極活物質の密着性等の観点からは、アルミニウム、ステンレス、銅、又はニッケルが好ましい。 Specifically, examples of the constituent material of the negative electrode current collector 12 include aluminum, nickel, iron, stainless steel, titanium, and copper. In addition to these, a clad material of nickel and aluminum, a clad material of copper and aluminum, and the like may be used. Further, the foil may be a metal surface coated with aluminum. Of these, aluminum, stainless steel, copper, or nickel is preferable from the viewpoints of electron conductivity, battery operating potential, adhesion of the negative electrode active material by sputtering to the current collector, and the like.

集電体の構成材料として用いる導電性の樹脂としては、非導電性高分子材料に必要に応じて導電性フィラーが添加された樹脂が挙げられる。 Examples of the conductive resin used as a constituent material of the current collector include a resin in which a conductive filler is added to a non-conductive polymer material as needed.

特に、非導電性高分子材料としては、例えば、ポリエチレン(PE;高密度ポリエチレン(HDPE)、若しくは低密度ポリエチレン(LDPE)など)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルニトリル(PEN)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリアミド(PA)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、スチレン−ブタジエンゴム(SBR)、ポリアクリロニトリル(PAN)、ポリメチルアクリレート(PMA)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、又はポリスチレン(PS)などが挙げられる。 In particular, examples of the non-conductive polymer material include polyethylene (PE; high density polyethylene (HDPE), low density polyethylene (LDPE), etc.), polypropylene (PP), polyethylene terephthalate (PET), and polyether nitrile (PEN). ), Polyethylene (PI), Polyethyleneimide (PAI), Polyethylene (PA), Polytetrafluoroethylene (PTFE), Styrene-butadiene rubber (SBR), Polyacrylonitrile (PAN), Polymethylacrylate (PMA), Polymethylmethacrylate (PMMA), polyvinyl chloride (PVC), polyvinylidene fluoride (PVdF), polystyrene (PS) and the like.

(高濡れ性層16)
高濡れ性層16は、固体電解質層15よりも金属リチウムに対する濡れ性が高く、一定以上のイオン伝導性を示す任意の材料によって構成することができる。例えば、高濡れ性層16の材料としては、Au、Ag、銅、アルミニウム、マグネシウム、亜鉛、インジウム、ガリウム、スズ、及びビスマスから成る群から選択される単体金属、二種以上の当該単体金属の合金、炭素材料、プラスチッククリスタル、又はイオン液体が挙げられる。
(Highly wettable layer 16)
The highly wettable layer 16 can be made of any material that has higher wettability to metallic lithium than the solid electrolyte layer 15 and exhibits ionic conductivity of a certain level or higher. For example, as the material of the highly wettable layer 16, a simple substance selected from the group consisting of Au, Ag, copper, aluminum, magnesium, zinc, indium, gallium, tin, and bismuth, and two or more elemental metals. Examples include alloys, carbon materials, plastic crystals, or ionic liquids.

高濡れ性層16の厚さは特に限定されるものではないが、金属リチウムの析出を適切に行う要求、及びエネルギー密度維持の観点から負極リチウム金属層14の厚さを一定以上にする要求の双方を考慮して、好適な値に設定されることが好ましい。また、高濡れ性層16の面積も特に限定されるものではないが、応力の抑制に寄与する負極リチウム金属層14の外周14Aの形状(凹凸形状)を維持する要求と、電極面積をできるだけ確保してエネルギー密度を高くする要求と、のバランスを考慮して適宜、好適な値に設定されることが好ましい。 The thickness of the highly wettable layer 16 is not particularly limited, but there is a requirement that the thickness of the negative electrode lithium metal layer 14 should be a certain value or more from the viewpoint of properly precipitating metallic lithium and maintaining the energy density. It is preferable to set a suitable value in consideration of both. Further, the area of the highly wettable layer 16 is not particularly limited, but the requirement to maintain the shape (concave and convex shape) of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 that contributes to the suppression of stress and the electrode area are secured as much as possible. It is preferable that the value is appropriately set in consideration of the balance between the demand for increasing the energy density and the demand for increasing the energy density.

本実施形態の負極nは、高濡れ性層16(凹凸部16Aも含む)を負極集電体12にコーティングすることにより作製される。なお、負極集電体12への高濡れ性層16のコーティングは蒸着等の公知のコーティング方法により実行することができる。このようなコーティング方法として、例えば、無電解めっき法、スパッタリング法、又は真空蒸着法等が挙げられる。 The negative electrode n of the present embodiment is produced by coating the negative electrode current collector 12 with the highly wettable layer 16 (including the uneven portion 16A). The coating of the highly wettable layer 16 on the negative electrode current collector 12 can be performed by a known coating method such as thin film deposition. Examples of such a coating method include an electroless plating method, a sputtering method, a vacuum vapor deposition method, and the like.

さらに、負極集電体12と高濡れ性層16の間は負極リチウム金属層14の析出を考慮した適切な空間高さが確保される。 Further, an appropriate space height is secured between the negative electrode current collector 12 and the highly wettable layer 16 in consideration of precipitation of the negative electrode lithium metal layer 14.

[正極]
正極pは、正極活物質層17と正極集電体18により構成される。
[Positive electrode]
The positive electrode p is composed of a positive electrode active material layer 17 and a positive electrode current collector 18.

正極活物質層17は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵及び放出することが可能な活物質として構成される。例えば、正極活物質層17を構成する材料は、例えばリチウム金属複合酸化物である。より具体的に、リチウム金属複合酸化物としては、LiCoO2、LiMnO2、LiNiO2、LiVO2、若しくはLi(Ni−Mn−Co)O2等の層状岩塩型化合物、LiMn24、若しくはLiNi0.5Mn1.54等のスピネル型化合物、LiFePO4、若しくはLiMnPO4等のオリビン型化合物、又はLi2FeSiO4、若しくはLi2MnSiO4等のSi含有化合物等が挙げられる。また上記以外のリチウム金属複合酸化物としては、例えば、Li4Ti512が挙げられる。 The positive electrode active material layer 17 is configured as an active material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions. For example, the material constituting the positive electrode active material layer 17 is, for example, a lithium metal composite oxide. More specifically, examples of the lithium metal composite oxide include layered rock salt compounds such as LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiVO 2 , or Li (Ni—Mn—Co) O2, LiMn 2 O 4 , or LiNi 0.5. Examples thereof include spinnel-type compounds such as Mn 1.5 O 4 , olivine-type compounds such as LiFePO 4 or LiMnPO 4 , and Si-containing compounds such as Li 2 FeSiO 4 or Li 2 MnSiO 4. Examples of the lithium metal composite oxide other than the above include Li 4 Ti 5 O 12 .

なお、正極集電体18は、負極集電体12と同様の材料で構成することができる。 The positive electrode current collector 18 can be made of the same material as the negative electrode current collector 12.

[固体電解質層]
固体電解質層15は、固体電解質を主成分として含有する層である。固体電解質としては、例えば、硫化物固体電解質や酸化物固体電解質が挙げられるが、硫化物固体電解質であることが好ましい。
[Solid electrolyte layer]
The solid electrolyte layer 15 is a layer containing a solid electrolyte as a main component. Examples of the solid electrolyte include a sulfide solid electrolyte and an oxide solid electrolyte, and a sulfide solid electrolyte is preferable.

特に、硫化物固体電解質としては、例えば、LiI−Li2S−SiS2、LiI−Li2S−P2O5、LiI−Li3PO4−P25、Li2S−P25、LiI−Li3PS4、LiI−LiBr−Li3PS4、Li3PS4、Li2S−P25、Li2S−P25−LiI、Li2S−P25−Li2O、Li2S−P25−Li2OLiI、Li2S−SiS2、Li2S−SiS2−LiI、Li2S−SiS2−LiBr、Li2S−SiS2−LiCl、Li2S−SiS2−B23−LiI、Li2S−SiS2−P25−LiI、Li2S−B23、Li2S−P25−Zmn(ただし、mnは正の数であり、Zは、Ge、Zn、Gaのいずれかである)、Li2S−GeS2、Li2S−SiS2−Li3PO4、又はLi2S−SiS2−LixMOy(ただし、xyは正の数であり、Mは、P、Si、Ge、B、Al、Ga、Inのいずれかである)等が挙げられる。なお、「Li2S−P25」の記載は、Li2S及びP25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。 In particular, examples of the sulfide solid electrolyte include LiI-Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 S-P2O 5 , LiI-Li 3 PO 4- P 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5, and Li 2 SP 2 S 5 . LiI-Li 3 PS 4, LiI -LiBr-Li 3 PS 4, Li 3 PS 4, Li 2 S-P 2 S 5, Li 2 S-P 2 S 5 -LiI, Li 2 S-P 2 S 5 - Li 2 O, Li 2 S-P 2 S 5 -Li 2 OLiI, Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-SiS 2- LiI, Li 2 S-SiS 2- LiBr, Li 2 S-SiS 2- LiC l , Li 2 S-SiS 2- B 2 S 3- LiI, Li 2 S-SiS 2- P 2 S 5- LiI, Li 2 SB 2 S 3 , Li 2 SP 2 S 5- Z m S n (where m and n are positive numbers and Z is one of Ge, Zn or Ga), Li 2 S-GeS 2 , Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 or Examples thereof include Li 2 S-SiS 2 -Li x MO y (where x and y are positive numbers, and M is any of P, Si, Ge, B, Al, Ga, and In). .. The description of "Li 2 SP 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.

また、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。 Further, 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.

[作用効果]
以上説明した本実施形態の全固体電池10の構成及びその作用効果をまとめて説明する。
[Action effect]
The configuration of the all-solid-state battery 10 of the present embodiment described above and its action and effect will be collectively described.

以上説明したように、本実施形態の全固体電池10、固体電解質層15と、固体電解質層15に積層されるとともに、充電時に固体電解質層15との間に金属リチウムが析出することで負極リチウム金属層14が形成される負極と、を含む。そして、負極は、金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15と異なる析出調整層(高濡れ性層16)を有する。さらに、析出調整層は、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aの周長が、固体電解質層15の外周の相似形状の周長よりも長く形成されるように配置される。 As described above, the all-solid-state battery 10 of the present embodiment, the solid electrolyte layer 15, and the solid electrolyte layer 15 are laminated, and metallic lithium is deposited between the solid electrolyte layer 15 during charging to cause negative electrode lithium. Includes a negative electrode on which the metal layer 14 is formed. The negative electrode has a precipitation adjusting layer (highly wettability layer 16) whose wettability with respect to metallic lithium is different from that of the solid electrolyte layer 15. Further, the precipitation adjusting layer is arranged so that the circumference of the outer circumference 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging is longer than the circumference of the outer circumference of the solid electrolyte layer 15 having a similar shape.

これにより、析出調整層の機能によって、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aを周長あたりの伸び量(延伸量)が少ない形状に調節することができる。このため、負極リチウム金属層14の外周14Aの延伸に起因して固体電解質層15に作用する応力が低減され、固体電解質層15のクラックの発生を防止することができる。 Thereby, by the function of the precipitation adjusting layer, the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed at the time of charging can be adjusted to a shape having a small elongation amount (stretching amount) per peripheral length. Therefore, the stress acting on the solid electrolyte layer 15 due to the stretching of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is reduced, and the generation of cracks in the solid electrolyte layer 15 can be prevented.

特に、析出調整層は、金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15よりも高い高濡れ性層16によって構成される。そして、高濡れ性層16の外周の少なくとも一部(本実施形態では外周の全部)に凹凸部16Aが形成される。 In particular, the precipitation adjusting layer is composed of a highly wettability layer 16 having a higher wettability to metallic lithium than the solid electrolyte layer 15. Then, the uneven portion 16A is formed on at least a part of the outer circumference of the highly wettability layer 16 (in the present embodiment, the entire outer circumference).

これにより、充電時に溶解する金属リチウムは、固体電解質層15よりも当該金属リチウムに対する濡れ性(親和性)が高い高濡れ性層16の部分で析出することとなる。このため、負極リチウム金属層14の外周14Aは高濡れ性層16の外周14Aに凹凸部16Aと略同一の凹凸形状に形成されることとなる。したがって、負極リチウム金属層14の外周14Aの周長がより増加することとなるので、負極リチウム金属層14の変形の逃げ代が確保されて、固体電解質層15に応力を生じさせる方向への外周14Aの伸び量を減少させることができる。結果として、固体電解質層15に生じる応力の抑制効果をより一層高めることができる。 As a result, the metallic lithium that dissolves during charging is deposited at the portion of the highly wettable layer 16 that has a higher wettability (affinity) with respect to the metallic lithium than the solid electrolyte layer 15. Therefore, the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is formed on the outer peripheral surface 14A of the high wettability layer 16 in a concavo-convex shape substantially the same as the concavo-convex portion 16A. Therefore, since the peripheral length of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is further increased, a relief allowance for deformation of the negative electrode lithium metal layer 14 is secured, and the outer circumference in a direction in which stress is generated in the solid electrolyte layer 15. The amount of elongation of 14A can be reduced. As a result, the effect of suppressing the stress generated in the solid electrolyte layer 15 can be further enhanced.

また、高濡れ性層16の凹凸部16Aにおける凸部16Aaには、充電時における金属リチウムの延伸に起因して固体電解質層15に生じる応力を分散させる傾斜形状が形成される。 Further, the convex portion 16Aa in the uneven portion 16A of the highly wettable layer 16 is formed with an inclined shape that disperses the stress generated in the solid electrolyte layer 15 due to the stretching of metallic lithium during charging.

これにより、固体電解質層15に生じる応力の特定の方向における集中が抑制されるため、固体電解質層15におけるクラックの発生をより確実に防止することができる。 As a result, the concentration of stress generated in the solid electrolyte layer 15 in a specific direction is suppressed, so that the generation of cracks in the solid electrolyte layer 15 can be more reliably prevented.

さらに、本実施形態では、高濡れ性層16の凹凸部16Aにおける凹部16Abの幅W及び凸部16Aaの長さLが、固体電解質層15を構成する固体電解質粒子Pの最大径r以上に構成される。 Further, in the present embodiment, the width W of the concave portion 16Ab and the length L of the convex portion 16Aa in the uneven portion 16A of the highly wettable layer 16 are configured to be equal to or larger than the maximum diameter r of the solid electrolyte particles P constituting the solid electrolyte layer 15. Will be done.

これにより、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸形状をより好適に維持することができる。より詳細には、一つの固体電解質粒子P内においては金属リチウムが析出し易いため、高濡れ性層16の凹部16Abのサイズが一つの固体電解質粒子Pのサイズよりも小さいと、金属リチウムが凹部16Abを埋めるように析出し易くなる。これに対して、凹部16Abのサイズが一つの固体電解質粒子Pのサイズよりも大きく構成されることで、金属リチウムが当該凹部16Abに析出されることが抑制され、負極リチウム金属層14の外周14Aがより確実に凹凸形状に形成されることとなる。 Thereby, the uneven shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed at the time of charging can be more preferably maintained. More specifically, since metallic lithium is likely to precipitate in one solid electrolyte particle P, when the size of the recess 16Ab of the highly wettable layer 16 is smaller than the size of one solid electrolyte particle P, the metallic lithium is recessed. It becomes easy to precipitate so as to fill 16Ab. On the other hand, since the size of the recess 16Ab is larger than the size of one solid electrolyte particle P, it is suppressed that metallic lithium is deposited in the recess 16Ab, and the outer periphery 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is suppressed. Will be more reliably formed into a concavo-convex shape.

特に全固体電池10を車両に搭載するなど、小型化且つ高電流密度での運転の双方が要求される用途(すなわち、全固体電池10に高いエネルギー密度が要求される用途)に適用される場合においては、負極リチウム金属層14の延伸による伸び量を効果的に低減させる凹部16Abの幅Wと長さLの比を実現しつつ、電極面積(負極リチウム金属層14の面積)を一定以上に確保できるように、負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸をできるだけ小さくすることが望まれる。このため、高濡れ性層16の凹部16Abを一つの固体電解質粒子Pのサイズと同等のオーダーのサイズに構成することも想定される。 In particular, when it is applied to applications where both miniaturization and operation at a high current density are required (that is, applications where a high energy density is required for the all-solid-state battery 10) such as mounting the all-solid-state battery 10 in a vehicle. In, the electrode area (area of the negative electrode lithium metal layer 14) is kept above a certain level while realizing the ratio of the width W and the length L of the recess 16Ab that effectively reduces the amount of elongation due to the stretching of the negative electrode lithium metal layer 14. It is desired to make the unevenness of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 as small as possible so that it can be secured. Therefore, it is assumed that the recess 16Ab of the highly wettable layer 16 is configured to have a size on the order equivalent to the size of one solid electrolyte particle P.

このような用途においても、上述のように、高濡れ性層16の凹凸部16Aのサイズを一つの固体電解質粒子Pのサイズを超える構成とすれば、負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸形状が好適に確保されることとなる。 Even in such an application, if the size of the uneven portion 16A of the highly wettable layer 16 exceeds the size of one solid electrolyte particle P as described above, the uneven shape of the outer peripheral portion 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 Will be suitably secured.

また、本実施形態では、固体電解質層15と、固体電解質層15に積層される負極と、を含む、充電状態の全固体電池10が提供される。この充電状態の全固体電池10では、負極が、固体電解質層15に施された析出調整層(高濡れ性層16)と、析出調整層に形成された負極リチウム金属層14と、を有する。そして、析出調整層は、金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15と異なるように構成され、負極リチウム金属層14の外周14Aの形状が析出調整層の外周(凹凸部16A)の形状と略一致するように形成されている。 Further, in the present embodiment, the all-solid-state battery 10 in a charged state including the solid electrolyte layer 15 and the negative electrode laminated on the solid electrolyte layer 15 is provided. In the all-solid-state battery 10 in the charged state, the negative electrode has a precipitation adjusting layer (highly wettable layer 16) applied to the solid electrolyte layer 15 and a negative electrode lithium metal layer 14 formed on the precipitation adjusting layer. The precipitation adjusting layer is configured so that the wettability with respect to metallic lithium is different from that of the solid electrolyte layer 15, and the shape of the outer periphery 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 substantially matches the shape of the outer periphery (concave and convex portion 16A) of the precipitation adjusting layer. It is formed to do.

さらに、本実施形態では、固体電解質層15と、固体電解質層15に積層される負極と、を含む、放電状態の全固体電池10が提供される。この放電状態の全固体電池10では、負極は、固体電解質層15に施された析出調整層(高濡れ性層16)と、該析出調整層に対向して配置された負極集電体12と、を有する。そして、析出調整層は、金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15と異なるように構成され、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aの周長が、固体電解質層15の外周の相似形状の周長よりも長くなるように配置されている。 Further, in the present embodiment, an all-solid-state battery 10 in a discharged state including a solid electrolyte layer 15 and a negative electrode laminated on the solid electrolyte layer 15 is provided. In the all-solid-state battery 10 in this discharged state, the negative electrodes are a precipitation adjusting layer (highly wettable layer 16) applied to the solid electrolyte layer 15 and a negative electrode current collector 12 arranged to face the precipitation adjusting layer. , Have. The precipitation adjusting layer is configured so that the wettability with respect to metallic lithium is different from that of the solid electrolyte layer 15, and the peripheral length of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging is similar to that of the outer peripheral of the solid electrolyte layer 15. It is arranged so as to be longer than the circumference of the shape.

(第2実施形態)
以下、第2実施形態の全固体電池10について説明する。なお、第1実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Second Embodiment)
Hereinafter, the all-solid-state battery 10 of the second embodiment will be described. The same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図5は、本実施形態による全固体電池10の構成を説明する図である。特に、図5(a)は負極nの負極リチウム金属層14の部分の概略断面構造を表し、図5(b)はセルユニット10Aの全体の積層構造を示している。 FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 according to the present embodiment. In particular, FIG. 5A shows a schematic cross-sectional structure of a portion of the negative electrode lithium metal layer 14 of the negative electrode n, and FIG. 5B shows the entire laminated structure of the cell unit 10A.

図示のように、本実施形態の全固体電池10では、正極活物質層17の面積が負極nの面積(特に、高濡れ性層16の面積)よりも小さく構成されている。より詳細には、正極活物質層17の面方向の存在範囲(以下、「正極存在範囲pa」とも称する)が負極リチウム金属層14の外周14A(凹凸部分)よりも内側の面領域内に収まっている。すなわち、正極存在範囲paが、高濡れ性層16の面領域内に収まることとなる。 As shown in the figure, in the all-solid-state battery 10 of the present embodiment, the area of the positive electrode active material layer 17 is smaller than the area of the negative electrode n (particularly, the area of the highly wettable layer 16). More specifically, the presence range of the positive electrode active material layer 17 in the surface direction (hereinafter, also referred to as “positive electrode existence range pa”) is contained within the surface region inside the outer peripheral surface 14A (concave and convex portion) of the negative electrode lithium metal layer 14. ing. That is, the positive electrode presence range pa is contained within the surface region of the high wettability layer 16.

なお、必要に応じて、正極活物質層17の両側(負極リチウム金属層14が対向していない空間部分)に支持部材を配して、セルユニット10Aの構造の安定化を図っても良い。 If necessary, support members may be arranged on both sides of the positive electrode active material layer 17 (the space portion where the negative electrode lithium metal layer 14 does not face) to stabilize the structure of the cell unit 10A.

以上説明した本実施形態の全固体電池10では、正極存在範囲paが高濡れ性層16の凹凸部16Aにおける凹部16Abよりも内側に収まるように構成される。 In the all-solid-state battery 10 of the present embodiment described above, the positive electrode presence range pa is configured to be contained inside the concave portion 16Ab in the uneven portion 16A of the high wettability layer 16.

これにより、正極活物質層17の全面を負極活物質として機能する負極リチウム金属層14の面領域(すなわち、凹凸形状の外周14A以外の部分)のみに対向させることができる。すなわち、高濡れ性層16における凹凸部16Aに正極活物質層17が対向しない構成となるため、当該凹凸部16Aにおける金属リチウムの析出が抑えられ、負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸形状をより確実に維持することができる。 As a result, the entire surface of the positive electrode active material layer 17 can be opposed only to the surface region of the negative electrode lithium metal layer 14 that functions as the negative electrode active material (that is, the portion other than the outer peripheral surface 14A of the uneven shape). That is, since the positive electrode active material layer 17 does not face the uneven portion 16A of the highly wettable layer 16, precipitation of metallic lithium in the uneven portion 16A is suppressed, and the uneven shape of the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is formed. It can be maintained more reliably.

なお、本実施形態の全固体電池10は、正極存在範囲paの外縁が凹凸部16Aにおける凹部16Abの底面と略一致するように構成されている。すなわち、正極活物質層17の面積が高濡れ性層16の凹凸部16Aと重ならない範囲においてできるだけ大きくなるように構成されている。これにより、負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸形状を維持しながらも、負極リチウム金属層14と正極活物質層17との対向面積をできるだけ広くしてエネルギー密度を維持することができる。 The all-solid-state battery 10 of the present embodiment is configured such that the outer edge of the positive electrode presence range pa substantially coincides with the bottom surface of the recess 16Ab in the concave-convex portion 16A. That is, the area of the positive electrode active material layer 17 is configured to be as large as possible within a range that does not overlap with the uneven portion 16A of the high wettability layer 16. As a result, the energy density can be maintained by making the facing area between the negative electrode lithium metal layer 14 and the positive electrode active material layer 17 as wide as possible while maintaining the uneven shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14.

(第3実施形態)
以下、第3実施形態の全固体電池10について説明する。なお、第1又は第2実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Third Embodiment)
Hereinafter, the all-solid-state battery 10 of the third embodiment will be described. The same elements as those in the first or second embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図6は、本実施形態の全固体電池10の構成を説明する図である。特に、図6(a)は全固体電池10の概略断面構造を表し、図5(b)はセルユニット10Aの全体の積層構造を示している。 FIG. 6 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 of the present embodiment. In particular, FIG. 6A shows a schematic cross-sectional structure of the all-solid-state battery 10, and FIG. 5B shows the entire laminated structure of the cell unit 10A.

図示のように、本実施形態の全固体電池10にはさらに拘束機構Cが配されている。拘束機構Cは、セルユニット10Aの積層方向の両端に配されるエンドプレート40,40を相互に近づく方向に押圧するボルト機構により構成される。特に、本実施形態の拘束機構Cは、セルユニット10Aの外周において一組の対向する辺10Aa,10Aaのそれぞれの延在方向に沿って複数(図6では4つずつ)設けられている。 As shown in the figure, the all-solid-state battery 10 of the present embodiment is further provided with a restraint mechanism C. The restraint mechanism C is configured by a bolt mechanism that presses the end plates 40, 40 arranged at both ends of the cell unit 10A in the stacking direction in a direction approaching each other. In particular, a plurality of restraint mechanisms C of the present embodiment are provided (four each in FIG. 6) along the extending directions of the pair of facing sides 10Aa and 10Aa on the outer periphery of the cell unit 10A.

このような拘束機構Cを配することで、セルユニット10Aに対し、正極活物質層17及び負極活物質として機能する負極リチウム金属層14と、固体電解質層15又は高濡れ性層16の間の良好な接触状態を確保するための荷重を与えることができる。 By arranging such a restraining mechanism C, the positive electrode active material layer 17 and the negative electrode lithium metal layer 14 functioning as the negative electrode active material and the solid electrolyte layer 15 or the highly wettable layer 16 are arranged in the cell unit 10A. A load can be applied to ensure a good contact condition.

そして、本実施形態では、負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸形状は、拘束機構Cが設けられている辺10Aa,10Aaに沿って形成される一方、拘束機構Cが設けられていない辺は直線形状に形成される。すなわち、本実施形態の高濡れ性層16の外周の凹凸部16Aは、拘束機構Cによる拘束力(積層方向の押圧力)が相対的に強く作用する辺10Aa,10Aaに対向する領域にのみ設けられる。 In the present embodiment, the uneven shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is formed along the sides 10Aa and 10Aa provided with the restraining mechanism C, while the side not provided with the restraining mechanism C is formed. It is formed in a linear shape. That is, the uneven portion 16A on the outer periphery of the highly wettable layer 16 of the present embodiment is provided only in the region facing the sides 10Aa and 10Aa on which the restraining force (pressing pressure in the stacking direction) by the restraining mechanism C acts relatively strongly. Be done.

以上説明した本実施形態の全固体電池10では、固体電解質層15及び負極nを含むセル積層体としてのセルユニット10Aを積層方向において拘束する拘束機構Cをさらに有する。そして、拘束機構Cは、セルユニット10Aの外周の一部である被拘束領域(辺10Aa,10Aa)に沿って配置される。さらに、凹凸部16Aは、高濡れ性層16の外周において辺10Aa,10Aaに対向して形成される。 The all-solid-state battery 10 of the present embodiment described above further has a restraint mechanism C that restrains the cell unit 10A as a cell laminate including the solid electrolyte layer 15 and the negative electrode n in the stacking direction. Then, the restraint mechanism C is arranged along the restrained region (sides 10Aa, 10Aa) which is a part of the outer circumference of the cell unit 10A. Further, the uneven portion 16A is formed on the outer periphery of the highly wettability layer 16 so as to face the sides 10Aa and 10Aa.

これにより、高濡れ性層16の外周において、拘束機構Cによる積層方向の押圧力によって、固体電解質層15に応力を生じさせる負極リチウム金属層14の延伸がより助長される部分に、当該負極リチウム金属層14の伸び量を低減させる凹凸部16Aが形成されることで、凹凸部16Aによる応力の抑制効果をより好適に発揮させることができる。一方で、拘束機構Cによる拘束力が直接的に作用しない高濡れ性層16の外周の部分を直線形状に構成することで、応力の抑制効果を維持しつつ電極面積を拡大してエネルギー密度を向上させることができる。 As a result, the negative electrode lithium is located on the outer periphery of the highly wettable layer 16 where the stretching of the negative electrode lithium metal layer 14 that causes stress in the solid electrolyte layer 15 is further promoted by the pressing force in the stacking direction by the restraint mechanism C. By forming the uneven portion 16A that reduces the amount of elongation of the metal layer 14, the stress suppressing effect of the uneven portion 16A can be more preferably exhibited. On the other hand, by forming the outer peripheral portion of the highly wettability layer 16 in which the restraining force by the restraining mechanism C does not act directly into a linear shape, the electrode area is expanded and the energy density is increased while maintaining the stress suppressing effect. Can be improved.

(第4実施形態)
以下、第4実施形態の全固体電池10について説明する。なお、第1実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。本実施形態では、析出調整層として、第1〜第3実施形態で説明した高濡れ性層16に代えて低濡れ性層30を設ける例を説明する。
(Fourth Embodiment)
Hereinafter, the all-solid-state battery 10 of the fourth embodiment will be described. The same elements as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted. In the present embodiment, an example in which the low-wetting layer 30 is provided in place of the high-wetting layer 16 described in the first to third embodiments as the precipitation adjusting layer will be described.

図7は、本実施形態の全固体電池10の構成を説明する図である。図8は、低濡れ性層の内周形状を説明する図である。図示のように、本実施形態の全固体電池10では、析出調整層としての低濡れ性層30が、固体電解質層15の外周縁部15Aに沿って設けられている。特に、低濡れ性層30は固体電解質層15の中央面領域15Bを除いて外周縁部15Aの全域に亘って施されている。また、低濡れ性層30の内周に凹凸部30Aが形成されている。 FIG. 7 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 of the present embodiment. FIG. 8 is a diagram illustrating the inner peripheral shape of the low wetting layer. As shown in the figure, in the all-solid-state battery 10 of the present embodiment, the low-wetting layer 30 as the precipitation adjusting layer is provided along the outer peripheral edge portion 15A of the solid electrolyte layer 15. In particular, the low wetting layer 30 is applied over the entire outer peripheral edge portion 15A except for the central surface region 15B of the solid electrolyte layer 15. Further, the uneven portion 30A is formed on the inner circumference of the low wetting layer 30.

低濡れ性層30は、固体電解質層15よりも金属リチウムに対する濡れ性が低い材料によって構成することができる。例えば、低濡れ性層30の材料としては、窒化リチウム(Li3N)又は炭酸リチウム(Li2CO3)が挙げられる。そして、低濡れ性層30は、高濡れ性層16と同様に蒸着等の公知の方法を用いて、固体電解質層15に対して上記形状にコーティングを行うことで形成される。 The low wetting layer 30 can be made of a material having a lower wettability to metallic lithium than the solid electrolyte layer 15. For example, examples of the material of the low wetting layer 30 include lithium nitride (Li 3 N) and lithium carbonate (Li 2 CO 3 ). The low-wetting layer 30 is formed by coating the solid electrolyte layer 15 in the above-mentioned shape by using a known method such as thin-film deposition as in the high-wetting layer 16.

以上説明した本実施形態の全固体電池10では、析出調整層は、金属リチウムに対する濡れ性が固体電解質層15よりも低い低濡れ性層30として構成される。そして、低濡れ性層30は、固体電解質層の中央面領域15Bにおける外周縁部15Aに沿って設けられる。さらに、低濡れ性層30の内周の少なくとも一部に凹凸部30Aが形成される In the all-solid-state battery 10 of the present embodiment described above, the precipitation adjusting layer is configured as a low wettability layer 30 having a lower wettability with respect to metallic lithium than the solid electrolyte layer 15. The low wetting layer 30 is provided along the outer peripheral edge portion 15A in the central surface region 15B of the solid electrolyte layer. Further, the uneven portion 30A is formed on at least a part of the inner circumference of the low wetting layer 30.

これにより、充電時に溶解する金属リチウムは、低濡れ性層30が形成されている固体電解質層15の外周縁部15A以外の部分(すなわち、中央面領域15)に集まることとなる。すなわち、負極リチウム金属層14が形成される領域を、固体電解質層15の外周縁部15Aを除いた面領域内に調節することができる。特に、低濡れ性層30の内周に凹凸部30Aが形成されるため、負極リチウム金属層14の外周14Aの形状を、当該負極リチウム金属層14の伸び量を抑制可能な凹凸形状に好適に維持することができる。 As a result, the metallic lithium that dissolves during charging gathers in the portion (that is, the central surface region 15) other than the outer peripheral edge portion 15A of the solid electrolyte layer 15 in which the low wetting layer 30 is formed. That is, the region where the negative electrode lithium metal layer 14 is formed can be adjusted within the surface region excluding the outer peripheral edge portion 15A of the solid electrolyte layer 15. In particular, since the uneven portion 30A is formed on the inner circumference of the low wetting layer 30, the shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 is suitable for the uneven shape capable of suppressing the elongation amount of the negative electrode lithium metal layer 14. Can be maintained.

(第5実施形態)
以下、第5実施形態の全固体電池10について説明する。なお、第4実施形態と同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
(Fifth Embodiment)
Hereinafter, the all-solid-state battery 10 of the fifth embodiment will be described. The same elements as those in the fourth embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図9は、本実施形態の全固体電池10の構成を説明する図である。特に、図9(a)は負極nの負極リチウム金属層14の部分の概略断面構造を表し、図9(b)はセルユニット10Aの全体の積層構造を示している。 FIG. 9 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 of the present embodiment. In particular, FIG. 9A shows a schematic cross-sectional structure of a portion of the negative electrode lithium metal layer 14 of the negative electrode n, and FIG. 9B shows the entire laminated structure of the cell unit 10A.

図示のように、本実施形態の全固体電池10では、正極活物質層17の面積が負極nの面積よりも小さく構成されている。より詳細には、正極活物質層17の面方向の存在範囲である正極存在範囲paが、低濡れ性層30の凹凸部30Aにおける凹部の底面までに亘っている。 As shown in the figure, in the all-solid-state battery 10 of the present embodiment, the area of the positive electrode active material layer 17 is smaller than the area of the negative electrode n. More specifically, the positive electrode existing range pa, which is the present range of the positive electrode active material layer 17 in the plane direction, extends to the bottom surface of the concave portion in the uneven portion 30A of the low wetting layer 30.

これにより、負極リチウム金属層14の外周14Aの凹凸形状を維持しながらも、負極リチウム金属層14と正極活物質層17との対向面積をできるだけ広くしてエネルギー密度を維持することができる。 As a result, the energy density can be maintained by making the facing area between the negative electrode lithium metal layer 14 and the positive electrode active material layer 17 as wide as possible while maintaining the uneven shape of the outer peripheral surface 14A of the negative electrode lithium metal layer 14.

(変形例)
以下、変形例に係る全固体電池10の構成について説明する。
(Modification example)
Hereinafter, the configuration of the all-solid-state battery 10 according to the modified example will be described.

図10は、第1の変形例による全固体電池10の構成を説明する図である。また、図11は、第2の変形例による全固体電池10の構成を説明する図である。図10及び図11に示す何れの変形例においても、高濡れ性層16の外周に形成する凹凸部16Aの形状(特に凸部16Aaの形状)が図3で説明した形状(台形状)と異なる形状に形成されている。 FIG. 10 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 according to the first modification. Further, FIG. 11 is a diagram illustrating the configuration of the all-solid-state battery 10 according to the second modification. In any of the modified examples shown in FIGS. 10 and 11, the shape of the uneven portion 16A formed on the outer periphery of the high wettability layer 16 (particularly the shape of the convex portion 16Aa) is different from the shape (trapezoidal shape) described in FIG. It is formed in a shape.

具体的に、図10に示す第1の変形例では、凸部16Aaの側面が角度の異なる複数(図10では2つ)傾斜形状を有するように構成されている。また、図11に示す第2の変形例では、凸部16Aaの側面が湾曲形状に形成されている。 Specifically, in the first modification shown in FIG. 10, the side surface of the convex portion 16Aa is configured to have a plurality of (two in FIG. 10) inclined shapes having different angles. Further, in the second modification shown in FIG. 11, the side surface of the convex portion 16Aa is formed in a curved shape.

これにより、固体電解質層に生じ得る応力の集中方向に応じて当該応力の方向を好適に分散させる観点から、高濡れ性層16の凹凸部16Aの形状にバリエーションを持たせることができる。 Thereby, from the viewpoint of appropriately dispersing the stress direction according to the stress concentration direction that can occur in the solid electrolyte layer, the shape of the uneven portion 16A of the high wettability layer 16 can be varied.

なお、高濡れ性層16の凹凸部16Aについては、充電時に形成される負極リチウム金属層14の外周14Aを、当該外周14Aの伸び量を減少させる機能を実現できる限りにおいて、上記実施形態及び各変形例に示した形状以外の形状に構成しても良い。例えば、応力を分散させる効果は低下するものの、凹凸部16Aの凸部16Aaを単純な矩形状(側面に傾斜や湾曲を持たない形状)に形成し、高濡れ性層16の製造プロセスの簡素化を図っても良い。 Regarding the uneven portion 16A of the highly wettable layer 16, the above-described embodiment and each of the above-described embodiments can be used as long as the outer peripheral 14A of the negative electrode lithium metal layer 14 formed during charging can be provided with a function of reducing the amount of elongation of the outer peripheral 14A. It may be configured in a shape other than the shape shown in the modified example. For example, although the effect of dispersing stress is reduced, the convex portion 16Aa of the uneven portion 16A is formed into a simple rectangular shape (a shape having no inclination or curvature on the side surface) to simplify the manufacturing process of the highly wettable layer 16. You may try.

また、第4実施形態で説明した低濡れ性層30の内周の凹凸部30Aについても、高濡れ性層16の凹凸部16Aと同様に形状の変更が可能である。 Further, the shape of the uneven portion 30A on the inner circumference of the low wettability layer 30 described in the fourth embodiment can be changed in the same manner as the uneven portion 16A of the high wettability layer 16.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。また、上記実施形態は、適宜組み合わせ可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiments. No. In addition, the above embodiments can be combined as appropriate.

例えば、本実施形態の全固体電池10は、用途に応じて、複数積層されたセルユニット10Aを外装材により封止してなる積層型電池として構成することもできる。また、本実施形態の全固体電池10の外観、及び内部における電気的な接続状態(電極構造)は特に限定されない。全固体電池10の外観は、例えば長方形状の扁平な角形状であってもよいし円あるいは楕円形状であっても良い。或いは、全固体電池10を、一以上のセルユニット10Aを巻き回して収容する円筒形状型に構成しても良い。また、全固体電池10の電極構造は、いわゆる非双極型(内部並列接続タイプ)、及び双極型(内部直列接続タイプ)のいずれが採用されてもよい。 For example, the all-solid-state battery 10 of the present embodiment can be configured as a laminated battery in which a plurality of laminated cell units 10A are sealed with an exterior material, depending on the intended use. Further, the appearance of the all-solid-state battery 10 of the present embodiment and the electrical connection state (electrode structure) inside are not particularly limited. The appearance of the all-solid-state battery 10 may be, for example, a rectangular flat square shape, a circular shape, or an elliptical shape. Alternatively, the all-solid-state battery 10 may be configured in a cylindrical shape in which one or more cell units 10A are wound and accommodated. Further, as the electrode structure of the all-solid-state battery 10, either a so-called non-bipolar type (internal parallel connection type) or a bipolar type (internal series connection type) may be adopted.

10 全固体電池
10A セルユニット
10Aa 辺
12 負極集電体
14 負極リチウム金属層
14A 外周
14Aa 凸部
14Ab 凹部
15 固体電解質層
15A 外周縁部
15B 中央面領域
16 高濡れ性層
16A 凹凸部
16Aa 凸部
16Ab 凹部
17 正極活物質層
18 正極集電体
20 ラミネート材
30 低濡れ性層
30A 凹凸部
40 エンドプレート
10 All-solid-state battery 10A Cell unit 10Aa Side 12 Negative electrode current collector 14 Negative electrode Lithium metal layer 14A Outer circumference 14Aa Convex part 14Ab Concave part 15 Solid electrolyte layer 15A Outer peripheral edge part 15B Central surface area 16 High wettability layer 16A Concavo-convex part 16Aa Convex part 16Ab Recess 17 Positive electrode active material layer 18 Positive electrode current collector 20 Laminating material 30 Low wettability layer 30A Concavo-convex part 40 End plate

Claims (10)

固体電解質層と、前記固体電解質層に積層されるとともに、充電時に前記固体電解質層との間に金属リチウムが析出することで負極リチウム金属層が形成される負極と、を含む全固体電池であって、
前記負極は、前記金属リチウムに対する濡れ性が前記固体電解質層と異なる析出調整層を有し、
前記析出調整層は、充電時に形成される前記負極リチウム金属層の外周の周長が前記固体電解質層の相似形状の外周の周長よりも長く形成されるように配置される、
全固体電池。
It is an all-solid-state battery including a solid electrolyte layer and a negative electrode which is laminated on the solid electrolyte layer and a negative electrode lithium metal layer is formed by precipitating metallic lithium between the solid electrolyte layer during charging. hand,
The negative electrode has a precipitation adjusting layer whose wettability with respect to metallic lithium is different from that of the solid electrolyte layer.
The precipitation adjusting layer is arranged so that the peripheral length of the outer periphery of the negative electrode lithium metal layer formed during charging is longer than the peripheral length of the outer circumference having a similar shape to the solid electrolyte layer.
All-solid-state battery.
請求項1に記載の全固体電池であって、
前記析出調整層は、前記固体電解質層に施され、前記金属リチウムに対する濡れ性が前記固体電解質層よりも高い高濡れ性層によって構成され、
前記高濡れ性層の外周の少なくとも一部に凹凸部が形成される、
全固体電池。
The all-solid-state battery according to claim 1.
The precipitation adjusting layer is applied to the solid electrolyte layer, and is composed of a highly wettable layer having a higher wettability with respect to the metallic lithium than the solid electrolyte layer.
Concavo-convex portions are formed on at least a part of the outer periphery of the highly wettable layer.
All-solid-state battery.
請求項2に記載の全固体電池であって、
前記凹凸部における凸部は、充電時における前記金属リチウムの延伸に起因して前記固体電解質層に生じる応力を分散させる傾斜形状又は湾曲形状に形成される、
全固体電池。
The all-solid-state battery according to claim 2.
The convex portion in the uneven portion is formed in an inclined shape or a curved shape that disperses the stress generated in the solid electrolyte layer due to the stretching of the metallic lithium during charging.
All-solid-state battery.
請求項2又は3に記載の全固体電池であって、
前記凹凸部における凹部の幅及び凸部の長さが、前記固体電解質層を構成する固体電解質粒子の径以上に構成される、
全固体電池。
The all-solid-state battery according to claim 2 or 3.
The width of the concave portion and the length of the convex portion in the uneven portion are formed to be equal to or larger than the diameter of the solid electrolyte particles constituting the solid electrolyte layer.
All-solid-state battery.
請求項2〜4の何れか1項に記載の全固体電池であって、
正極面の存在範囲が、前記高濡れ性層の前記凹凸部における凹部よりも内側に収まる、
全固体電池。
The all-solid-state battery according to any one of claims 2 to 4.
The range of existence of the positive electrode surface is contained inside the recess in the uneven portion of the highly wettable layer.
All-solid-state battery.
請求項2〜4の何れか1項に記載の全固体電池であって、
前記固体電解質層及び前記負極を含むセル積層体を積層方向において拘束する拘束機構をさらに有し、
前記拘束機構は、前記セル積層体の外周の一部である被拘束領域に沿って配置され、
前記凹凸部は、前記高濡れ性層の外周において前記被拘束領域に対向して形成される、
全固体電池。
The all-solid-state battery according to any one of claims 2 to 4.
Further having a restraining mechanism for restraining the cell laminate including the solid electrolyte layer and the negative electrode in the stacking direction.
The restraint mechanism is arranged along a constrained region that is a part of the outer circumference of the cell laminate.
The uneven portion is formed on the outer periphery of the highly wettable layer so as to face the restrained region.
All-solid-state battery.
請求項1に記載の全固体電池であって、
前記析出調整層は、前記固体電解質層に施され、前記金属リチウムに対する濡れ性が前記固体電解質層よりも低い低濡れ性層として構成され、
前記低濡れ性層は、前記固体電解質層の中央面領域を除く外周縁部に沿って設けられ、
前記低濡れ性層の内周の少なくとも一部に凹凸部が形成される
全固体電池。
The all-solid-state battery according to claim 1.
The precipitation adjusting layer is applied to the solid electrolyte layer, and is configured as a low wettability layer having a wettability to the metallic lithium lower than that of the solid electrolyte layer.
The low wetting layer is provided along the outer peripheral edge portion excluding the central surface region of the solid electrolyte layer.
An all-solid-state battery in which uneven portions are formed on at least a part of the inner circumference of the low-wetting layer.
請求項7に記載の全固体電池であって、
正極面の存在範囲が、少なくとも前記低濡れ性層の前記凹凸部における凹部の底面までに亘るように構成される、
全固体電池。
The all-solid-state battery according to claim 7.
The range of existence of the positive electrode surface is configured to extend to at least the bottom surface of the concave portion in the uneven portion of the low wetting layer.
All-solid-state battery.
固体電解質層と、前記固体電解質層に積層される負極と、を含む全固体電池であって、
前記負極は、前記固体電解質層に施された析出調整層と、前記析出調整層に形成された負極リチウム金属層と、を有し、
前記析出調整層は、金属リチウムに対する濡れ性が前記固体電解質層と異なるように構成され、
前記負極リチウム金属層の外周の形状が前記析出調整層の外周の形状と略一致するように形成されている、
全固体電池。
An all-solid-state battery including a solid electrolyte layer and a negative electrode laminated on the solid electrolyte layer.
The negative electrode has a precipitation adjusting layer applied to the solid electrolyte layer and a negative electrode lithium metal layer formed on the precipitation adjusting layer.
The precipitation adjusting layer is configured so that the wettability to metallic lithium is different from that of the solid electrolyte layer.
The shape of the outer circumference of the negative electrode lithium metal layer is formed so as to substantially match the shape of the outer circumference of the precipitation adjusting layer.
All-solid-state battery.
固体電解質層と、前記固体電解質層に積層される負極と、を含む全固体電池であって、
前記負極は、前記固体電解質層に施された析出調整層と、該析出調整層に対向して配置された負極集電体と、を有し、
前記析出調整層は、
金属リチウムに対する濡れ性が前記固体電解質層と異なるように構成され、
充電時に形成される負極リチウム金属層の外周の周長が前記固体電解質層の外周の相似形状の周長よりも長くなるように配置されている、
全固体電池。
An all-solid-state battery including a solid electrolyte layer and a negative electrode laminated on the solid electrolyte layer.
The negative electrode has a precipitation adjusting layer applied to the solid electrolyte layer and a negative electrode current collector arranged to face the precipitation adjusting layer.
The precipitation adjusting layer is
The wettability to metallic lithium is configured to be different from that of the solid electrolyte layer.
The circumference of the outer circumference of the negative electrode lithium metal layer formed during charging is arranged to be longer than the circumference of the outer circumference of the solid electrolyte layer having a similar shape.
All-solid-state battery.
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