JP2022077395A - 全固体電池 - Google Patents
全固体電池 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022077395A JP2022077395A JP2020188242A JP2020188242A JP2022077395A JP 2022077395 A JP2022077395 A JP 2022077395A JP 2020188242 A JP2020188242 A JP 2020188242A JP 2020188242 A JP2020188242 A JP 2020188242A JP 2022077395 A JP2022077395 A JP 2022077395A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- electrode layer
- active material
- layer
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title abstract description 4
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000003550 marker Substances 0.000 claims description 44
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 19
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 16
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 11
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 9
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 8
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 6
- 239000012752 auxiliary agent Substances 0.000 description 5
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 4
- 229910011281 LiCoPO 4 Inorganic materials 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 3
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 3
- 239000010450 olivine Substances 0.000 description 3
- 229910052609 olivine Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 3
- 238000010532 solid phase synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 229910018459 Al—Ge Inorganic materials 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002228 NASICON Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 2
- SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N lithium titanium Chemical compound [Li].[Ti] SWAIALBIBWIKKQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 238000010298 pulverizing process Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical group 0.000 description 2
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020599 Co 3 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005793 GeO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- -1 Li 2 CO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910007855 Li-Al-M Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008373 Li-Si-O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910009178 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012465 LiTi Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008448 Li—Al-M Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008471 Li—Al—M Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910008291 Li—B—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006711 Li—P—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006757 Li—Si—O Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000872198 Serjania polyphylla Species 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- YWJVFBOUPMWANA-UHFFFAOYSA-H [Li+].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O Chemical compound [Li+].[V+5].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O YWJVFBOUPMWANA-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N ammonium dihydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].OP(O)([O-])=O LFVGISIMTYGQHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000387 ammonium dihydrogen phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 1
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 1
- 239000002612 dispersion medium Substances 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000009837 dry grinding Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007257 malfunction Effects 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 235000019837 monoammonium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 238000000790 scattering method Methods 0.000 description 1
- 238000007650 screen-printing Methods 0.000 description 1
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001238 wet grinding Methods 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/049—Processes for forming or storing electrodes in the battery container
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/058—Construction or manufacture
- H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/584—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries
- H01M50/59—Means for preventing undesired use or discharge for preventing incorrect connections inside or outside the batteries characterised by the protection means
- H01M50/591—Covers
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
【課題】全固体電池の容量を大きくすること。【解決手段】正極活物質と負極活物質とを含む第１の電極層、固体電解質層、及び正極活物質と負極活物質とを含むと共に前記第１の電極層と厚さが異なる第２の電極層の各々が複数積層され、前記第１の電極層が表出する第１の面と、前記第２の電極層が表出する第２の面とを備えた積層体と、前記第１の面に設けられ、かつ前記第１の電極層に接続された第１の外部電極と、前記第２の面に設けられ、かつ前記第２の電極層に接続された第２の外部電極とを有することを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、全固体電池に関する。
近年、二次電池が様々な分野で利用されている。電解液を用いた二次電池には、電解液の漏液等の問題がある。そこで、固体電解質を備え、他の構成要素も固体で構成した全固体電池の開発が行われている。
全固体電池は、その信頼性や安全性を確認するために、短絡検査が行われることがある。短絡検査においては、電池の電気抵抗を測定することにより、電池が短絡しているかどうかが検査される。
短絡検査において電池の極性を間違えると、想定外のキャリア移動が生じて電池特性が劣化してしまう。これを防止するために、正極と負極の両方に正極活物質と負極活物質の両方を含ませた無極性の全固体電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、正極活物質と負極活物質の両方の機能を有する活物質を正極と負極の両方に含ませた無極性の全固体電池も提案されている（例えば特許文献２）。
第６１回電池討論会要旨集３Ｊ１８
しかしながら、配線基板等に実装される小型の無極性の全固体電池は容量が小さく、容量を大きくするという点において改善の余地がある。
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、全固体電池の容量を大きくすることを目的とする。
本発明に係る全固体電池は、正極活物質と負極活物質とを含む第１の電極層、固体電解質層、及び正極活物質と負極活物質とを含むと共に前記第１の電極層と厚さが異なる第２の電極層の各々が複数積層され、前記第１の電極層が表出する第１の面と、前記第２の電極層が表出する第２の面とを備えた積層体と、前記第１の面に設けられ、かつ前記第１の電極層に接続された第１の外部電極と、前記第２の面に設けられ、かつ前記第２の電極層に接続された第２の外部電極とを有することを特徴とする。
上記全固体電池において、前記第１の電極層において前記正極活物質が占める比率と、前記第１の電極層における前記正極活物質の単位重量あたりの理論容量とで定まる第１の容量が、前記第２の電極層において前記負極活物質が占める比率と、前記第２の電極層における前記負極活物質の単位重量あたりの理論容量とで定まる第２の容量よりも大きい場合には、前記第２の電極層が前記第１の電極層よりも厚く、前記第１の容量が前記第２の容量よりも小さい場合には、前記第２の電極層が前記第１の電極層よりも薄くてもよい。
上記全固体電池において、前記積層体は、前記第１の面及び前記第２の面の各々と異なる面であって、前記第１の電極層と前記第２の電極層の各々に平行な第３の面を有し、前記第３の面を覆うカバー層と、前記カバー層の上に設けられ、前記第１の外部電極と前記第２の外部電極とを区別するマーカとを更に有してもよい。
上記全固体電池において、前記マーカと前記第１の外部電極との間の第１の間隔と、前記マーカと前記第２の外部電極との間の第２の間隔とが異なってもよい。
上記全固体電池において、前記マーカの形状は、前記第１の外部電極から前記第２の外部電極に向かう方向に垂直な直線に関して非対称でもよい。
本発明によれば、全固体電池の容量を大きくすることができる。
（実施形態）
図１は、全固体電池１００の基本構造を示す模式的断面図である。全固体電池１００は、無極性の全固体電池であって、固体電解質層１１、第１の電極層１２、及び第２の電極層１４の各々を複数積層した積層体６０を有する。その積層体６０においては、第１の電極層１２と第２の電極層１４との間に固体電解質層１１が介在する。
図１は、全固体電池１００の基本構造を示す模式的断面図である。全固体電池１００は、無極性の全固体電池であって、固体電解質層１１、第１の電極層１２、及び第２の電極層１４の各々を複数積層した積層体６０を有する。その積層体６０においては、第１の電極層１２と第２の電極層１４との間に固体電解質層１１が介在する。
このうち、第１の電極層１２と第２の電極層１４は、いずれも正極活物質と負極活物質の両方を含む導電層である。正極活物質は特に限定されないが、ここではオリビン型結晶構造をもつ材料を正極活物質として使用する。このような正極活物質としては、例えば遷移金属とリチウムとを含むリン酸塩がある。オリビン型結晶構造は、天然のカンラン石（ｏｌｉｖｉｎｅ）が有する結晶であり、Ｘ線回折において判別することができる。
オリビン型結晶構造をもつ電極活物質としては、例えばＣｏを含むＬｉＣｏＰＯ４等がある。この化学式において遷移金属のＣｏが置き換わったリン酸塩等を用いてもよい。ここで、価数に応じてＬｉやＰＯ４の比率は変動し得る。なお、遷移金属として、Ｃｏ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｎｉなどを用いてもよい。
また、負極活物質としては、例えばチタン酸化物、リチウムチタン複合酸化物、リチウムチタン複合リン酸塩、カーボン、及びリン酸バナジウムリチウムのいずれかがある。
このように第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々に正極活物質と負極活物質の両方を使用することにより各電極層１２、１４の類似性が高まる。その結果、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々が正極としても負極としても機能するようになり、全固体電池１００の端子の取り付けを正負逆にしてしまった場合であっても、短絡検査において誤作動せずに実使用に耐えられる。
なお、第１の電極層１２と第２の電極層１４を作製する際に、これらの電極層に酸化物系固体電解質材料や、カーボンや金属等の導電助剤を添加してもよい。導電助剤の金属としては、例えばＰｄ、Ｎｉ、Ｃｕ、及びＦｅのいずれかがある。更に、これらの金属の合金を導電助剤として使用してもよい。
また、第１の電極層１２と第２の電極層１４の層構造は特に限定されない。例えば、点線円内に示すように、導電性材料からなる第１の集電体層１２ｂの両方の主面に第１の電極層１２を形成してもよい。同様に、導電性材料からなる第２の集電体層１４ｂの両方の主面に第２の電極層１４を形成してもよい。
一方、固体電解質層１１の材料としては、例えばＮＡＳＩＣＯＮ構造を有するリン酸塩系固体電解質がある。ＮＡＳＩＣＯＮ構造を有するリン酸塩系固体電解質は、高いイオン導電率を有すると共に、大気中で化学的に安定である。リン酸塩系固体電解質は特に限定されないが、ここではリチウムを含んだリン酸塩を使用する。当該リン酸塩は、例えばＴｉとの複合リン酸リチウム塩（ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３）をベースとし、Ｌｉ含有量を増加させるためにＡｌ，Ｇａ，Ｉｎ，Ｙ，Ｌａなどの３価の遷移金属に一部置換させた塩である。そのような塩としては、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＺｒ２－ｘ（ＰＯ４）３、及びＬｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２－ｘ（ＰＯ４）３等のＬｉ－Ａｌ－Ｍ－ＰＯ４系リン酸塩（Ｍは、Ｇｅ，Ｔｉ，Ｚｒ等）がある。
また、第１の電極層１２中のリン酸塩に含まれる遷移金属を予め添加したＬｉ－Ａｌ－Ｇｅ－ＰＯ４系リン酸塩を固体電解質層１１の材料として用いてもよい。例えば、第１の電極層１２にＣｏとＬｉのいずれかを含むリン酸塩が含有される場合には、Ｃｏを予め添加したＬｉ－Ａｌ－Ｇｅ－ＰＯ４系リン酸塩を固体電解質層１１に含有させてもよい。これにより、第１の電極層１２から固体電解質層１１に遷移金属が溶出するのを抑制することができる。
このような積層体６０は、第１の電極層１２と第２の電極層１４との積層方向Ｚに平行な第１の面６０ａと第２の面６０ｂとを有する。このうち、第１の面６０ａには固体電解質層１１と第１の電極層１２とが表出する。第１の面６０ａには更に第１の外部電極４０ａが設けられており、第１の電極層１２が第１の外部電極４０ａと接続される。
一方、第２の面６０ｂは、第１の面６０ａと相対しており、固体電解質層１１と第２の電極層１４とが表出する。第２の面６０ｂには第２の外部電極４０ｂが設けられており、第２の電極層１４が第２の外部電極４０ｂと接続される。
更に、積層体６０は、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々と平行な第３の面６０ｃと第４の面６０ｄとを有する。第３の面６０ｃは、配線基板に全固体電池１００を実装するときに上側となる上面である。また、第４の面６０ｄは、実装時に下側となる下面である。
この例では、第１の電極層１２や第２の電極層１４を大気から保護するためのカバー層１９を第３の面６０ｃと第４の面６０ｄの各々に形成する。カバー層１９の材料も特に限定されないが、固体電解質層１１と同じ材料をカバー層１９の材料として使用し得る。
以上説明した全固体電池１００は、上述のように第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々が正極活物質と負極活物質の両方を含む無極性電池となる。但し、本実施形態では、第１の電極層１２の断面において正極活物質が占める面積の比率を、第２の電極層１４の断面において正極活物質が占める面積の比率よりも大きくする。これにより、第１の外部電極４０ａ側が正極となり、かつ第２の外部電極４０ｂ側が負極となる。そして、第１の外部電極４０ａ側を負極として使用し、かつ第２の外部電極４０ｂ側を正極として使用する場合よりも全固体電池１００の容量を大きくすることができる。なお、この例では面積の比率に基づいて第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂの各々の極性を定めたが、重量比率やモル比率を採用してこれらの極性を定めてもよい。
全固体電池１００は、無極性電池ではあるものの、このように大きな容量を得るために好適な極性がある。そこで、この例では、第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂとを区別するためのマーカ７０を、第３の面６０ｃ側のカバー層１９の上に設ける。マーカ７０は、カメラや目視によってその位置や形状を確認することができ、当該位置や形状に基づいて第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂとを区別することができる。マーカ７０の厚さは特に限定されないが、本実施形態では例えば５μｍ～２０μｍ程度とする。これにより、マーカ７０を焼成するときにマーカ７０にクラックが生じたりマーカ７０が剥離したりするのを抑えることができる。また、マーカ７０は、第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂのいずれかと接続されてもよいし、外部電極４０ａ、４０ｂの両方と接続されなくてもよい。
なお、マーカ７０を容易に認識できるようにするために、マーカ７０をカバー層１９とは異なる色彩とするのが好ましい。例えば、カバー層１９が白色の場合には、マーカ７０にカーボンを添加してその色彩を黒色とすることにより、マーカ７０とカバー層１９との間に明確な明度差が生じ、カメラや目視でマーカ７０を視認するのが容易となる。なお、カーボンを添加しなくてもマーカ７０を視認可能な場合には、マーカ７０にカーボンを添加しなくてもよい。また、この例では、カバー層１９と各外部電極４０ａ、４０ｂのいずれとも異なる材料でマーカ７０を構成する。なお、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々と異なる材料でマーカ７０を形成してもよい。
図２は、全固体電池１００の上面図である。図２に示すように、本実施形態では上面視でマーカ７０を第１の外部電極４０ａに寄せることにより、マーカ７０により第１の外部電極４０ａを指し示す。この場合は、第１の外部電極４０ａとマーカ７０との間の間隔Ｌ１は、第２の外部電極４０ｂとマーカ７０との間隔Ｌ２よりも短くなる。なお、間隔Ｌ１、Ｌ２の各々を０よりも大きな値とすることにより、各外部電極４０ａ、４０ｂからマーカ７０を離してもよい。
また、マーカ７０の形状は、第１の外部電極４０ａから第２の外部電極４０ｂに向かう方向Ｘに垂直な直線Ｐに関して対称な長方形とする。
図３は、全固体電池１００の拡大断面図である。図３に例示するように、本実施形態では第１の電極層１２の厚さＤ１を第２の電極層１４の厚さＤ２よりも厚くすることにより、厚さＤ１、Ｄ２が相互に異なるようにする。一例として、厚さＤ１は２０μｍ～３０μｍ程度であり、厚さＤ２は５μｍ～１５μｍ程度である。これにより、第１の電極層１２の厚さＤ１が第２の電極層１４の厚さＤ２と同じ場合と比較して全固体電池１００の容量を大きくすることができる。なお、やみくもに第１の電極層１２の厚さＤ１を大きくすると正極側の容量が負極側と比較して大きくなり過ぎてしまい、正極側と負極側とで容量のアンバランスが生じてしまう。これを避けるには以下のように容量の理論値を基準にして第１の電極層１２と第２の電極層１４のどちらを厚くするかを決定すればよい。
まず、正極活物質の単位重量当たりの理論容量をｃｐ（Ａｈ／ｇ）、正極活物質の密度をρｐ（ｇ／ｃｍ３）とする。また、図３のように第１の電極層１２の厚さをＤ１（ｃｍ）、面積をＳｐ（ｃｍ２）とする。更に、第１の電極層１２において正極活物質が占める面積の比率をＡｐ（％）とする。このとき、一層の第１の電極層１２の第１の容量Ｃｐ（Ａｈ／ｇ）は、ｃｐ×ρｐ×Ｄ１×Ｓｐ×Ａｐとなる。
なお、比率Ａｐは、積層方向Ｚ（図１参照）に平行な第１の電極層１２の断面をＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）－ＥＤＳ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ－ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）マッピングで観察し、その断面に現れた正極活物質に固有の元素が当該断面を占める割合を特定することで算出できる。
同様に、負極活物質の単位重量当たりの理論容量をｃｎ（Ａｈ／ｇ）、負極活物質の密度をρｎ（ｇ／ｃｍ３）とする。また、図３のように第２の電極層１４の厚さをＤ２（ｃｍ）、面積をＳｎ（ｃｍ２）とする。更に、第２の電極層１４において負極活物質が占める面積の比率をＡｎ（％）とする。このとき、一層の第２の電極層１４の第２の容量Ｃｎ（Ａｈ／ｇ）は、ｃｎ×ρｎ×Ｔｎ×Ｓｎ×Ａｎとなる。
なお、比率Ａｎは、積層方向Ｚ（図１参照）に平行な第２の電極層１４の断面をＳＥＭ－ＥＤＳマッピングで観察し、その断面に現れた負極活物質に固有の元素が当該断面を占める割合を特定することで算出できる。
このようにして求めた第１の容量Ｃｐが第２の容量Ｃｎよりも小さい場合には、図３のように厚さＤ２を厚さＤ１よりも小さくすることにより正極側と負極側の容量の差が小さくなり、正極側と負極側の容量のアンバランスを低減できる。
一方、第１の容量Ｃｐが第２の容量Ｃｎよりも大きい場合には、厚さＤ２を厚さＤ１よりも大きくすることにより正極側と負極側の容量の差が小さくなり、正極側と負極側の容量のアンバランスを低減できる。図４は、このように厚さＤ２を厚さＤ１よりも大きくした場合の拡大断面図である。
なお、全ての第１の電極層１２の第１の容量Ｃｐの合計値Ｃｐ_allと、全ての第２の電極層１４の第２の容量Ｃｎの合計値Ｃｎ_allとの差ΔＣがなるべく小さくなるように、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々の厚さＤ１、Ｄ２を調節してもよい。例えば、ΔＣがＣｐ_allの±１５％以下、より好ましくは±５％以下となるように、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々の厚さＤ１、Ｄ２を調節することにより、正極側と負極側の容量のアンバランスを低減してもよい。
図５は、第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂを形成する前の積層体６０の断面図である。図５に例示するように、各外部電極４０ａ、４０ｂを形成する前においては、第１の面６０ａに第１の電極層１２が表出すると共に、第２の面６０ｂに第２の電極層１４が表出する。
このとき、本実施形態では上述のように各電極層１２、１４の厚さＤ１、Ｄ２が異なるため、各面６０ａ、６０ｂに表出する電極層１２、１４の厚さも異なる。そのため、外部電極４０ａ、４０ｂを形成する前に外力等によってマーカ７０が剥離した場合であっても、カメラや作業者が各面６０ａ、６０ｂに表出する電極層１２、１４の厚さの違いを視認することにより、全固体電池１００の極性を判別することができる。
図６は、全固体電池の他の例について示す上面図である。図６の例では、間隔Ｌ２を間隔Ｌ１よりも小さくして第２の外部電極４０ｂにマーカ７０を寄せることにより、マーカ７０で第２の外部電極４０ｂを指し示す。
図７は、全固体電池の別の例について示す上面図である。図７の例では、上面視で全固体電池１００の略中央に三角形のマーカ７０を設ける。そして、マーカ７０の頂点７０ａを第１の外部電極４０ａに向けることにより、マーカ７０で第１の外部電極４０ａを指し示す。
この場合、マーカ７０の形状は、第１の外部電極４０ａから第２の外部電極４０ｂに向かう方向Ｘに垂直な直線Ｐに関して非対称となる。このような非対称性により、人やカメラが第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂとを判別することができる。
次に、本実施形態に係る全固体電池の製造方法について説明する。図８は、本実施形態に係る全固体電池の製造方法のフローチャートである。
（セラミック原料粉末作製工程）
まず、上述の固体電解質層１１を構成するリン酸塩系固体電解質の粉末を作製する。例えば、原料と添加物とを混合し、固相合成法などを用いることにより、固体電解質層１１を構成するリン酸塩系固体電解質の粉末を作製することができる。得られた粉末を乾式粉砕することにより、所望の平均粒径に調整することができる。例えば、５ｍｍφのＺｒＯ２ボールを用いた遊星ボールミルで、所望の平均粒径に調整する。
まず、上述の固体電解質層１１を構成するリン酸塩系固体電解質の粉末を作製する。例えば、原料と添加物とを混合し、固相合成法などを用いることにより、固体電解質層１１を構成するリン酸塩系固体電解質の粉末を作製することができる。得られた粉末を乾式粉砕することにより、所望の平均粒径に調整することができる。例えば、５ｍｍφのＺｒＯ２ボールを用いた遊星ボールミルで、所望の平均粒径に調整する。
添加物には焼結助剤が含まれる。焼結助剤として、例えば、Ｌｉ－Ｂ－Ｏ系化合物、Ｌｉ－Ｓｉ－Ｏ系化合物、Ｌｉ－Ｃ－Ｏ系化合物、Ｌｉ－Ｓ－Ｏ系化合物，及びＬｉ－Ｐ－Ｏ系化合物のいずれかのガラス成分を使用し得る。
（グリーンシート作製工程）
次に、得られた粉末を、結着材、分散剤、及び可塑剤等と共に、水性溶媒又は有機溶媒に均一に分散させて、湿式粉砕を行うことにより所望の平均粒径を有する固体電解質スラリを得る。このとき、ビーズミル、湿式ジェットミル、各種混錬機、高圧ホモジナイザーなどを用いることができ、粒度分布の調整と分散とを同時に行うことができる観点からビーズミルを用いることが好ましい。
次に、得られた粉末を、結着材、分散剤、及び可塑剤等と共に、水性溶媒又は有機溶媒に均一に分散させて、湿式粉砕を行うことにより所望の平均粒径を有する固体電解質スラリを得る。このとき、ビーズミル、湿式ジェットミル、各種混錬機、高圧ホモジナイザーなどを用いることができ、粒度分布の調整と分散とを同時に行うことができる観点からビーズミルを用いることが好ましい。
そして、得られた固体電解質スラリにバインダを添加して固体電解質ペーストを得る。固体電解質ペーストを塗工することにより、固体電解質層１１用のグリーンシートが得られる。また、カバー層１９用のグリーンシートもこれと同様に作製できる。塗工方法は特に限定されず、スロットダイ方式、リバースコート方式、グラビアコート方式、バーコート方式、ドクターブレード方式などを用いることができる。湿式粉砕後の粒度分布は、例えば、レーザ回折散乱法を用いたレーザ回折測定装置を用いて測定することができる。
（電極層用ペースト作製工程）
次に、第１の電極層１２と第２の電極層１４とを作製するための電極層用ペーストを作製する。例えば、正極活物質、負極活物質、及び固体電解質材料をビーズミル等で高分散化し、セラミックス粒子のみからなるセラミックスペーストを作製する。また、カーボンブラック等のカーボン粒子を含むカーボンペーストを作製し、セラミックスペーストにカーボンペーストを混錬してもよい。
次に、第１の電極層１２と第２の電極層１４とを作製するための電極層用ペーストを作製する。例えば、正極活物質、負極活物質、及び固体電解質材料をビーズミル等で高分散化し、セラミックス粒子のみからなるセラミックスペーストを作製する。また、カーボンブラック等のカーボン粒子を含むカーボンペーストを作製し、セラミックスペーストにカーボンペーストを混錬してもよい。
（マーカ用ペースト作製工程）
次いで、上述のマーカ７０を作製するためのマーカ用ペーストを作製する。ここでは、セラミック粒子にカーボンブラック等のカーボン粒子を混錬することによりマーカ用ペーストを作製する。
次いで、上述のマーカ７０を作製するためのマーカ用ペーストを作製する。ここでは、セラミック粒子にカーボンブラック等のカーボン粒子を混錬することによりマーカ用ペーストを作製する。
（積層工程）
まず、グリーンシートの一方の主面に電極層用ペーストを印刷する。次いで、印刷後の複数のグリーンシートを交互にずらして積層することにより積層体６０を得る。その後、積層体６０の第３の面６０ｃと第４の面６０ｄの各々の上にカバー層１９用の複数のグリーンシートを積層し、最上層のグリーンシートの上にマーカ７０用のペーストを印刷する。
まず、グリーンシートの一方の主面に電極層用ペーストを印刷する。次いで、印刷後の複数のグリーンシートを交互にずらして積層することにより積層体６０を得る。その後、積層体６０の第３の面６０ｃと第４の面６０ｄの各々の上にカバー層１９用の複数のグリーンシートを積層し、最上層のグリーンシートの上にマーカ７０用のペーストを印刷する。
（焼成工程）
次に、酸素を含む焼成雰囲気中で積層体６０を焼成する。電極層用ペーストに含まれるカーボン材料の消失を抑制するために、焼成雰囲気の酸素分圧を２×１０－１３ａｔｍ以下とすることが好ましい。一方、リン酸塩系固体電解質の融解を抑制するために酸素分圧を５×１０－２２ａｔｍ以上とすることが好ましい。
次に、酸素を含む焼成雰囲気中で積層体６０を焼成する。電極層用ペーストに含まれるカーボン材料の消失を抑制するために、焼成雰囲気の酸素分圧を２×１０－１３ａｔｍ以下とすることが好ましい。一方、リン酸塩系固体電解質の融解を抑制するために酸素分圧を５×１０－２２ａｔｍ以上とすることが好ましい。
その後、積層体６０の各面６０ａ、６０ｂに金属ペーストを塗布してそれを焼き付けることにより第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂを形成する。なお、スパッタ法やめっき法で第１の外部電極４０ａと第２の外部電極４０ｂを形成してもよい。以上により、全固体電池１００の基本構造が完成する。
（実施例１）
以下のように実施例１～５と比較例１に係る全固体電池を作製した。
まず、Ｃｏ３Ｏ４、Ｌｉ２ＣＯ３、リン酸二水素アンモニウム、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２を混合し、固体電解質材料粉末としてＣｏを所定量含むＬｉ１．３Ａｌ０．３Ｇｅ１．７（ＰＯ４）３を固相合成法により作製した。得られた粉末をＺｒＯ２ボールで、乾式粉砕を行った。更に、イオン交換水又はエタノールを分散媒とする湿式粉砕により固体電解質スラリを作製した。得られたスラリに、バインダを添加して固体電解質ペーストを得て、グリーンシートを作製した。ＬｉＣｏＰＯ４、Ｃｏを所定量含むＬｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３を上記同様に固相合成法で合成した。
以下のように実施例１～５と比較例１に係る全固体電池を作製した。
まず、Ｃｏ３Ｏ４、Ｌｉ２ＣＯ３、リン酸二水素アンモニウム、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２を混合し、固体電解質材料粉末としてＣｏを所定量含むＬｉ１．３Ａｌ０．３Ｇｅ１．７（ＰＯ４）３を固相合成法により作製した。得られた粉末をＺｒＯ２ボールで、乾式粉砕を行った。更に、イオン交換水又はエタノールを分散媒とする湿式粉砕により固体電解質スラリを作製した。得られたスラリに、バインダを添加して固体電解質ペーストを得て、グリーンシートを作製した。ＬｉＣｏＰＯ４、Ｃｏを所定量含むＬｉ１．３Ａｌ０．３Ｔｉ１．７（ＰＯ４）３を上記同様に固相合成法で合成した。
実施例１～５では、正極活物質、負極活物質、及び固体電解質材料を湿式ビーズミル等で高分散化し、セラミックス粒子のみからなるセラミックスペーストを作製した。次に、セラミックスペーストと導電助剤とをよく混合し、第１の電極層１２と第２の電極層１４を作製するための電極層用ペーストを作製した。
なお、正極活物質として、ＬｉＣｏＰＯ４を用いた。負極活物質として、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２－ｘ（ＰＯ４）３を用いた。また、焼成後に第１の電極層１２の断面において正極活物質が占める面積の比率が第２の電極層１４の断面において正極活物質が占める面積の比率よりも大きくなるように電極層用ペーストを作製した。
グリーンシートの上に電極層用ペーストをスクリーン印刷法で印刷した。印刷後のグリーンシートを、左右に電極が引き出されるようにずらして１１枚積層し、積層体６０を作製した。その積層体６０の上下に、複数のグリーンシートをカバー層１９として貼り付けた。その後、熱加圧プレスによりグリーンシートを圧着し、ダイサーにて積層体６０を所定のサイズにカットした。
カットした積層体６０を３００℃以上５００℃以下で熱処理して脱脂し、９００℃以下で熱処理して焼結させた。焼結後の積層体６０の断面をＳＥＭで観察し、導電助剤が存在する領域を特定した。その領域を第１の電極層１２や第２の電極層１４と同定し、これらの電極層１２、１４の厚さを計測した。
その結果、実施例１においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１２μｍであった。
（実施例２）
実施例２においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１５μｍであった。
実施例２においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１５μｍであった。
（実施例３）
実施例３においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は２０μｍであった。
実施例３においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は２０μｍであった。
（実施例４）
実施例４においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は５０μｍであった。
実施例４においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は５０μｍであった。
（実施例５）
実施例５においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１００μｍであった。
実施例５においては、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１００μｍであった。
（比較例１）
比較例においては、第１の電極層１２の電極活物質として正極活物質のみを使用し、負極活物質を使用しなかった。また、第２の電極層１４の電極活物質として負極活物質のみを使用し、正極活物質を使用しなかった。これにより、比較例に係る全固体電池は無極性電池とはならず、極性を有する電池となる。なお、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１０μｍであった。
比較例においては、第１の電極層１２の電極活物質として正極活物質のみを使用し、負極活物質を使用しなかった。また、第２の電極層１４の電極活物質として負極活物質のみを使用し、正極活物質を使用しなかった。これにより、比較例に係る全固体電池は無極性電池とはならず、極性を有する電池となる。なお、第１の電極層１２の厚さＤ１は１０μｍであり、第２の電極層１４の厚さＤ２は１０μｍであった。
次に、全固体電池の容量を実施例１～５と比較例１について調べた。また、マーカ７０が剥離した場合に、各電極層１２、１４の厚さを視認することにより全固体電池の極性を判別できるかを実施例１～５、比較例１について調べた。その結果を表１に示す。
「短絡検査時の極性」は、短絡検査時に極性を反対にしても検査可能な場合に「〇」とし、検査不可能な場合に「×」とした。
「外観での極性判別」は、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々の厚さＤ１、Ｄ２の差を視認することにより極性を容易に判別できる場合に「〇」とし、容易ではないものの判別可能な場合に「△」とした。また、厚さＤ１、Ｄ２の差を視認しても極性を判別できない場合に「×」とした。
「容量」は次のように計算した。まず、Ａ－０．５（Ｖ）における放電容量Ｑ（ｍＡｈ）を測定した。次いで、定電流Ｉで充電を行い、充電開始直後の各外部電極４０ａ、４０ｂ間の電圧変化ΔＶを測定した。これにより得られた抵抗Ｒ（＝ΔＶ／Ｉ）に放電容量Ｑを乗じた値を容量Ｃ（ｍＡｈ・Ω）とした。その容量Ｃが２５００ｍＡｈ・Ω以上の場合は「〇」とし、容量Ｃが１０００ｍＡｈ・Ω以上２５００未満の場合は「△」とした。そして、容量Ｃが１０００ｍＡｈ・Ω未満の場合は「×」とした。
また、「総合評価」は、「短絡時検査」、「外観での極性判別」、及び「容量」の少なくとも一つが「×」の場合に「×」とした。また、「短絡時検査」、「外観での極性判別」、及び「容量」のうちで「×」となるものがないものの、全てが「〇」ではない場合に「総合評価」を「△」とした。そして、「短絡時検査」、「外観での極性判別」、及び「容量」の全てが「〇」の場合には「総合評価」も「〇」にした。
表１に示すように、実施例１においては、第１の電極層１２と第２の電極層１４の各々が正極活物質と負極活物質を含むため、全固体電池１００は無極性となり、「短絡検査時の極性」は「〇」となる。これについては実施例２～５でも同様である。
また、実施例１の「外観での極性判別」は、各電極層１２、１４の厚さの差が２μｍと小さいものの、その差を視認可能であるため「△」となった。なお、「容量」は「〇」となった。これにより実施例１の「総合評価」は「△」となった。
一方、実施例２は、各電極層１２、１４の厚さの差が５μｍと大きいため、「外観での極性判別」は「〇」となった。また、実施例２の「容量」も「〇」となった。その結果、実施例２の「総合評価」は「〇」となった。
同様に、実施例３においても「外観での極性判別」と「容量」の両方が「〇」となり、「総合評価」も「〇」となった。
実施例４においては、各電極層１２、１４の厚さの差が４０μｍと大きいため、「外観での極性判別」は「〇」となった。但し、「容量」は「△」となった。これにより実施例４の「総合評価」は「△」となった。
実施例５においても各電極層１２、１４の厚さの差が９０μｍと大きいため「外観での極性判別」は「〇」となったものの、「容量」は「△」となった。これにより実施例５の「総合評価」も「△」となった。
一方、比較例１に係る全固体電池は、上述のように極性のある電池であるため、「短絡検査時の極性」は「×」となった。また、比較例１では各電極層１２、１４の厚さに差がないため「外観での極性判別」も「×」となった。更に「容量」も「×」となり、「総合評価」は「×」となった。
以上、本発明の実施例について詳述したが、本発明は係る特定の実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
１１ ：固体電解質層
１２ ：第１の電極層
１４ ：第２の電極層
１９ ：カバー層
４０ａ ：第１の外部電極
４０ｂ ：第２の外部電極
６０ ：積層体
７０ ：マーカ
１００ ：全固体電池
１２ ：第１の電極層
１４ ：第２の電極層
１９ ：カバー層
４０ａ ：第１の外部電極
４０ｂ ：第２の外部電極
６０ ：積層体
７０ ：マーカ
１００ ：全固体電池
Claims (5)
- 正極活物質と負極活物質とを含む第１の電極層、固体電解質層、及び正極活物質と負極活物質とを含むと共に前記第１の電極層と厚さが異なる第２の電極層の各々が複数積層され、前記第１の電極層が表出する第１の面と、前記第２の電極層が表出する第２の面とを備えた積層体と、
前記第１の面に設けられ、かつ前記第１の電極層に接続された第１の外部電極と、
前記第２の面に設けられ、かつ前記第２の電極層に接続された第２の外部電極と、
を有することを特徴とする全固体電池。 - 前記第１の電極層において前記正極活物質が占める比率と、前記第１の電極層における前記正極活物質の単位重量あたりの理論容量とで定まる第１の容量が、前記第２の電極層において前記負極活物質が占める比率と、前記第２の電極層における前記負極活物質の単位重量あたりの理論容量とで定まる第２の容量よりも大きい場合には、前記第２の電極層が前記第１の電極層よりも厚く、
前記第１の容量が前記第２の容量よりも小さい場合には、前記第２の電極層が前記第１の電極層よりも薄いことを特徴とする請求項１に記載の全固体電池。 - 前記積層体は、前記第１の面及び前記第２の面の各々と異なる面であって、前記第１の電極層と前記第２の電極層の各々に平行な第３の面を有し、
前記第３の面を覆うカバー層と、
前記カバー層の上に設けられ、前記第１の外部電極と前記第２の外部電極とを区別するマーカとを更に有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の全固体電池。 - 前記マーカと前記第１の外部電極との間の第１の間隔と、前記マーカと前記第２の外部電極との間の第２の間隔とが異なることを特徴とする請求項３に記載の全固体電池。
- 前記マーカの形状は、前記第１の外部電極から前記第２の外部電極に向かう方向に垂直な直線に関して非対称であることを特徴とする請求項３に記載の全固体電池。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020188242A JP2022077395A (ja) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 全固体電池 |
| PCT/JP2021/037112 WO2022102292A1 (ja) | 2020-11-11 | 2021-10-07 | 全固体電池 |
| US18/251,019 US20240006656A1 (en) | 2020-11-11 | 2021-10-07 | All solid battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020188242A JP2022077395A (ja) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 全固体電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022077395A true JP2022077395A (ja) | 2022-05-23 |
| JP2022077395A5 JP2022077395A5 (ja) | 2023-11-10 |
Family
ID=81600987
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2020188242A Pending JP2022077395A (ja) | 2020-11-11 | 2020-11-11 | 全固体電池 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20240006656A1 (ja) |
| JP (1) | JP2022077395A (ja) |
| WO (1) | WO2022102292A1 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4728385B2 (ja) * | 2008-12-10 | 2011-07-20 | ナミックス株式会社 | リチウムイオン二次電池、及び、その製造方法 |
| JP5193248B2 (ja) * | 2010-03-31 | 2013-05-08 | ナミックス株式会社 | リチウムイオン二次電池 |
| JP2013004421A (ja) * | 2011-06-20 | 2013-01-07 | Namics Corp | リチウムイオン二次電池 |
| JP6099407B2 (ja) * | 2012-05-17 | 2017-03-22 | 日本碍子株式会社 | 全固体蓄電素子 |
| JP6863471B2 (ja) * | 2017-11-13 | 2021-04-21 | 株式会社村田製作所 | 無極性全固体電池及び電子機器 |
| JP7033042B2 (ja) * | 2018-09-27 | 2022-03-09 | 太陽誘電株式会社 | 全固体電池 |
-
2020
- 2020-11-11 JP JP2020188242A patent/JP2022077395A/ja active Pending
-
2021
- 2021-10-07 WO PCT/JP2021/037112 patent/WO2022102292A1/ja active Application Filing
- 2021-10-07 US US18/251,019 patent/US20240006656A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20240006656A1 (en) | 2024-01-04 |
| WO2022102292A1 (ja) | 2022-05-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7290978B2 (ja) | 全固体電池 | |
| JP7027125B2 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| CN110890589B (zh) | 全固体电池、全固体电池的制造方法以及固体电解质膏 | |
| WO2023119876A1 (ja) | 全固体電池 | |
| WO2022102292A1 (ja) | 全固体電池 | |
| WO2022102271A1 (ja) | 全固体電池 | |
| WO2022185710A1 (ja) | 全固体電池及びその製造方法 | |
| JP7409826B2 (ja) | 全固体電池 | |
| US11563236B2 (en) | All-solid battery and manufacturing method of the same | |
| JP7393203B2 (ja) | 全固体電池 | |
| JP2022010964A (ja) | 全固体電池 | |
| JP2022077394A (ja) | 全固体電池 | |
| JP7425600B2 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| WO2023047845A1 (ja) | 全固体電池 | |
| WO2023047842A1 (ja) | 全固体電池とその製造方法 | |
| WO2023127283A1 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| JP7299105B2 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| JP7421931B2 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| JP7421929B2 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| WO2022118561A1 (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| JP2024080417A (ja) | 全固体電池およびその製造方法 | |
| JP2024072940A (ja) | 全固体電池、回路基板、および全固体電池の製造方法 | |
| JP2022010943A (ja) | 全固体電池 | |
| JP2024068980A (ja) | 全固体電池 | |
| JP2022010928A (ja) | 全固体電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20231024 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20231101 |