JP2023008961A - Manufacturing method of all-solid battery - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、全固体電池の製造方法に関する。本開示は、特に、積層型の全固体電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a method for manufacturing an all-solid-state battery. The present disclosure particularly relates to a method for manufacturing a stacked all-solid-state battery.
小型で高いエネルギー密度を有する電池として、リチウムイオン電池が使用されている。リチウムイオン電池の中でも、電解液を固体電解質に置換した全固体電池は、特に注目されている。これは、全固体電池は、従来の電解液に代えて、固体電解質を用いているため、エネルギー密度をさらに高めることが期待できるからである。 Lithium ion batteries are used as batteries that are small and have high energy density. Among lithium-ion batteries, all-solid-state batteries in which the electrolytic solution is replaced with a solid electrolyte are attracting particular attention. This is because the all-solid-state battery uses a solid electrolyte instead of a conventional electrolytic solution, and is expected to further increase the energy density.
全固体電池は、例えば、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体を、この順で積層して、電池積層体を得ることによって製造される。全固体電池は、電池積層体の各層間でリチウムイオンが移動する。リチウムイオンの移動効率を高めるためには、各層間の密着を高める必要がある。そのため、全固体電池の製造に際しては、プレス装置及び/又はロールプレス装置等を用いて、電池積層体を圧縮することが一般的に広く行われている。近年では、電池積層体の各層間の密着を一層高めるため、等方圧の印加の利用が検討されている。 An all-solid-state battery is manufactured, for example, by stacking a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a positive electrode current collector in this order to obtain a battery laminate. . In an all-solid-state battery, lithium ions move between each layer of the battery stack. In order to increase the transfer efficiency of lithium ions, it is necessary to increase the adhesion between each layer. Therefore, in the production of all-solid-state batteries, it is common practice to compress the battery stack using a press machine and/or a roll press machine. In recent years, the use of isostatic pressure application has been studied in order to further improve the adhesion between the layers of the battery stack.
例えば、特許文献1には、電池積層体に等方圧を印加することを含む全固体電池の製造方法が開示されている。
For example,
特許文献1に開示された全固体電池の製造方法(以下、単に「特許文献1の製造方法」という。)では、電池積層体の一方の面に支持板を積層して、これに等方圧を印加することが開示されている。また、特許文献1には、等方圧を印加する際に、電池積層体と支持板を一緒にラミネートフィルム容器に封入することが開示されている。
In the method for manufacturing an all-solid-state battery disclosed in Patent Document 1 (hereinafter simply referred to as “the manufacturing method of
特許文献1の製造方法では、等方圧の印加後にラミネートフィルム容器を開封して、電池積層体と支持板を取り出す必要があり、製造性が高くなかった。また、ラミネートフィルム容器の廃棄物が大量に発生し、製造コストの上昇の原因になっていた。電池積層体と支持板を一緒にラミネートフィルム容器内に封入しない場合には、等方圧の印加時に、支持板がずれてしまうことがあった。また、支持板を使用しない場合には、等方圧を印加した後の電池積層体に反りが発生していた。そして、電池積層体を準備する際に、電池積層体の各層の端面にずれが生じやすく、電池積層体を構成する正極体の端面と負極体の端面とが短絡することがあった。
In the manufacturing method of
これらのことから、電池積層体の反りを抑制し、かつ電池積層体の各層間の密着を効率よく高めることができる全固体電池の製造方法が望まれている、という課題を本発明者らは見出した。また、電池積層体を準備する際に、電池積層体の各層のずれを抑制し、電池積層体を構成する正極体の端面と負極体の端面との短絡を回避することができる、全固体電池の製造方法が望まれている、という課題を本発明者らは見出した。 For these reasons, the inventors of the present invention have found a need for a method for manufacturing an all-solid-state battery that can suppress the warping of the battery stack and efficiently enhance the adhesion between the layers of the battery stack. Found it. Further, when preparing the battery stack, it is possible to suppress the displacement of each layer of the battery stack, and to avoid a short circuit between the end surface of the positive electrode body and the end surface of the negative electrode constituting the battery stack. The present inventors have found the problem that there is a demand for a manufacturing method of
本開示は、上記課題を解決するためになされたものである。すなわち、本開示は、電池積層体の反りを抑制し、かつ電池積層体の各層間の密着を効率よく高めることができる全固体電池の製造方法を提供することを目的とする。また、電池積層体を準備する際に、電池積層体の各層のずれを抑制し、正極体の端面と負極体の端面との短絡を回避することができる、全固体電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made to solve the above problems. That is, an object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing an all-solid-state battery that can suppress warping of a battery stack and efficiently enhance adhesion between layers of the battery stack. Further, the present invention provides a method for manufacturing an all-solid-state battery that can suppress the displacement of each layer of the battery stack when preparing the battery stack, and can avoid short-circuiting between the end faces of the positive electrode body and the end face of the negative electrode body. for the purpose.
本発明者らは、上記目的を達成すべく、鋭意検討を重ね、本開示の全固体電池の製造方法を完成させた。本開示の全固体電池の製造方法は、次の態様を含む。
〈1〉電池積層体をラミネートフィルム容器内に封入して、封入体を得ること、
前記封入体の両方の外側面に支持板を積層して、前記支持板で前記封入体を挟持すること、及び、
前記封入体と前記支持板を当接させつつ、前記封入体に等方圧を印加して前記封入体を圧縮すること、
を含む、
全固体電池の製造方法。
〈2〉弾性クリップで前記支持板を挟持することによって、前記弾性クリップの反発力で前記封入体と前記支持板を当接させる、〈1〉項に記載の全固体電池の製造方法。
〈3〉前記封入体を挟持している前記支持板の外側面の少なくとも一方に、弾性体を介して補助支持板をさらに積層させることによって、前記弾性体の反発力で前記封入体と前記支持板を当接させる、〈1〉項に記載の全固体電池の製造方法。
〈4〉前記等方圧を圧力容器内で印加し、前記圧力容器内において、前記電池積層体の積層面が非水平であるようにして、前記支持板で挟持されている前記封入体を配置する、〈1〉~〈3〉項のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法。
〈5〉正極集電体の片面又は両面に正極活物質層を形成して、正極層を準備すること、
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層及び第二固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触し、かつ、前記正極層の端面及び前記負極層の端面の少なくともいずれかに、第二固体電解質層を配置して、前記電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第二固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
〈1〉~〈4〉項のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法。
〈6〉正極集電体の片面又は両面に正極活物質層を形成して、正極層を準備すること、
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触して、前記電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第一固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
〈1〉~〈4〉項のいずれか一項に記載の全固体電池の製造方法。
〈7〉正極集電体の片面又は両面に正極活物質層を形成して、正極層を準備すること、
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層及び第二固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触し、かつ、前記正極層の端面及び前記負極層の端面の少なくともいずれかに、第二固体電解質層を配置して、電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第二固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
全固体電池の製造方法。
〈8〉正極集電体の片面又は両面に正極活物質層を形成して、正極層を準備すること、
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触して、電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第一固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
全固体電池の製造方法。
〈9〉前記電池積層体に等方圧を印加する、〈7〉又は〈8〉項に記載の全固体電池の製造方法。
In order to achieve the above object, the present inventors have made intensive studies and completed a method for manufacturing an all-solid-state battery according to the present disclosure. A method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure includes the following aspects.
<1> enclosing the battery laminate in a laminate film container to obtain an enclosure;
Laminating support plates on both outer surfaces of the enclosure, and sandwiching the enclosure with the support plates;
compressing the enclosure by applying an isotropic pressure to the enclosure while bringing the enclosure and the support plate into contact;
including,
A method for manufacturing an all-solid-state battery.
<2> The method of manufacturing an all-solid-state battery according to <1>, wherein the support plate is clamped by an elastic clip so that the enclosure and the support plate are brought into contact with each other by the repulsive force of the elastic clip.
<3> By further laminating an auxiliary support plate via an elastic body on at least one of the outer surfaces of the support plate sandwiching the enclosure, the enclosure and the support are separated by the repulsive force of the elastic body. The method for manufacturing an all-solid-state battery according to <1>, wherein the plates are brought into contact.
<4> The isotropic pressure is applied in a pressure vessel, and the enclosure sandwiched between the support plates is arranged in the pressure vessel such that the stacking surface of the battery stack is non-horizontal. The method for manufacturing an all-solid-state battery according to any one of <1> to <3>.
<5> preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer and a second solid electrolyte layer; and
The positive electrode active material layer of the positive electrode layer and the negative electrode active material layer of the negative electrode layer are in contact with each other through the first solid electrolyte layer, and at least the end surface of the positive electrode layer and the end surface of the negative electrode layer Arranging a second solid electrolyte layer in either to prepare the battery stack;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the second solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
A method for manufacturing an all-solid-state battery according to any one of <1> to <4>.
<6> preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer; and
preparing the battery stack by bringing the positive electrode active material layer of the positive electrode layer into contact with the negative electrode active material layer of the negative electrode layer through the first solid electrolyte layer;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the first solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
A method for manufacturing an all-solid-state battery according to any one of <1> to <4>.
<7> preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer and a second solid electrolyte layer; and
The positive electrode active material layer of the positive electrode layer and the negative electrode active material layer of the negative electrode layer are in contact with each other through the first solid electrolyte layer, and at least the end surface of the positive electrode layer and the end surface of the negative electrode layer Arranging a second solid electrolyte layer on either to prepare a battery stack;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the second solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
A method for manufacturing an all-solid-state battery.
<8> preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer; and
preparing a battery laminate by bringing the positive electrode active material layer of the positive electrode layer into contact with the negative electrode active material layer of the negative electrode layer through the first solid electrolyte layer;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the first solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
A method for manufacturing an all-solid-state battery.
<9> The method for producing an all-solid-state battery according to <7> or <8>, wherein an isotropic pressure is applied to the battery stack.
本開示によれば、封入体に等方圧を印加する際、封入体の圧縮に追従して、封入体と支持板の当接を維持するため、等方圧印加後の電池積層体の反りを抑制することができる。また、封入体の外側面を支持板で挟持するため、等方圧の印加後は、ラミネートフィルム容器内から支持板を取り出す必要がない。これらのことから、本開示によれば、電池積層体の反りを抑制し、かつ電池積層体の各層間の密着を効率よく高めることができる全固体電池の製造方法を提供することができる。そして、所定位置に絶縁層を配置し、所定箇所で積層方向の位置決めをして電池積層体を準備することにより、電池積層体の各層のずれを抑制し、正極体の端面と負極体の端面との短絡を回避することができる、全固体電池の製造方法を提供することができる。 According to the present disclosure, when isotropic pressure is applied to the enclosure, in order to follow the compression of the enclosure and maintain the contact between the enclosure and the support plate, the warp of the battery stack after the application of the isotropic pressure can be suppressed. Further, since the outer surface of the enclosure is sandwiched by the support plates, it is not necessary to remove the support plates from the laminate film container after the isotropic pressure is applied. From these, according to the present disclosure, it is possible to provide a method for manufacturing an all-solid-state battery that can suppress the warping of the battery stack and efficiently enhance the adhesion between the layers of the battery stack. Then, by arranging the insulating layer at a predetermined position and positioning the stacking direction at a predetermined position to prepare the battery stack, the shift of each layer of the battery stack is suppressed, and the end surface of the positive electrode and the end surface of the negative electrode are prevented. It is possible to provide a method for manufacturing an all-solid-state battery that can avoid a short circuit with.
以下、本開示の全固体電池の製造方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は、本開示の全固体電池の製造方法を限定するものではない。 Hereinafter, embodiments of the method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure will be described in detail. It should be noted that the embodiments shown below do not limit the manufacturing method of the all-solid-state battery of the present disclosure.
理論に拘束されないが、本開示の全固体電池の製造方法(以下、「本開示の製造方法」ということがある。)が、電池積層体の反りを抑制し、かつ電池積層体の各層間の密着を効率よく高めることができる理由について、図面を用いて説明する。 Although not bound by theory, the manufacturing method of the all-solid-state battery of the present disclosure (hereinafter sometimes referred to as the “manufacturing method of the present disclosure”) suppresses the warping of the battery stack, The reason why the adhesion can be efficiently improved will be described with reference to the drawings.
等方圧の印加は、対象物に高圧の圧力媒体を作用させて行う。そのため、対象物としての電池積層体に、等方圧を印加する場合には、電池積層体が、圧力媒体によって破損したり、汚染したりすることを回避する必要がある。このことから、電池積層体をラミネートフィルム容器内に封入して、その封入物に等方圧を印加する。 The isotropic pressure is applied by applying a high pressure medium to the object. Therefore, when isotropic pressure is applied to a battery stack as an object, it is necessary to avoid damage or contamination of the battery stack by the pressure medium. For this reason, the battery stack is enclosed in a laminate film container, and an isotropic pressure is applied to the enclosure.
ラミネートフィルム容器内に電池積層体を封入して、これに、そのまま等方圧を印加すると、電池積層体に反りが生じる。そのため、電池積層体に支持板を添えて等方圧を印加することによって、電池積層体の反りを抑制することができる。 When the battery stack is enclosed in a laminate film container and an isotropic pressure is applied as it is, the battery stack is warped. Therefore, by attaching a support plate to the battery stack and applying an isotropic pressure, it is possible to suppress warping of the battery stack.
図8は、従来の全固体電池の製造方法の一例を模式的に示す説明図である、図9は、従来の全固体電池の製造方法の別の例を模式的に示す説明図である。 FIG. 8 is an explanatory diagram schematically showing an example of a conventional method for manufacturing an all-solid-state battery, and FIG. 9 is an explanatory diagram schematically showing another example of a conventional method for manufacturing an all-solid-state battery.
電池積層体に支持板を添えて等方圧を印加する際、電池積層体と支持板が離別しないようにする必要がある。そのため、従来技術、例えば、特許文献1の製造方法では、図8に示したように、電池積層体10と支持板40を一緒にラミネートフィルム容器20に封入する。図8に示した例では、電池積層体10をラミネートフィルム容器20に封入し、その封入体30に支持板40を添えて、さらに、それをラミネートフィルム容器20に封入して、封入体30と支持板40の離別を回避している。電池積層体10と支持板40の離別回避の観点からは、図9に示したように、電池積層体10に支持板40を直接添えてもよい。従来技術では、いずれにしても、図8及び図9に示したように、電池積層体10又は封入体30と支持板40を一緒にラミネートフィルム容器20内に封入する必要があった。支持板40は、全固体電池の構成要素としては不要であるため、等方圧の印加後には、支持板40をラミネートフィルム容器20から取り出す必要があった。
When isotropic pressure is applied to the battery stack with the support plate attached, it is necessary to prevent the battery stack from separating from the support plate. Therefore, in the prior art, for example, the manufacturing method of
そこで、本発明者らは、次のことを知見した。この知見について、図面を用いて説明する。図1は、本開示の全固体電池の製造方法に係る実施形態の一例を模式的に示す説明図である。 Accordingly, the inventors have found the following. This knowledge will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing an example of an embodiment of a method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure.
本開示の全固体電池の製造方法では、例えば、図1に示すように、電池積層体10をラミネートフィルム容器20内に封入し、その封入体30の両側の外側面を支持板40で挟持する。そして、支持板40で挟持した封入体30に等方圧を印加して、封入体30が圧縮したときでも、封入体30と支持板40との当接が維持されるようにする。そのためには、等方圧の印加とは別に、支持板40に圧力を負荷して、封入体30と支持板40の当接が維持されるようにする。具体的には、例えば、図1に示した実施形態では、支持板40で挟持した封入体30を、さらに弾性クリップ50で挟持する。これによって、封入体30と支持板40を当接させつつ、封入体30に等方圧を印加して封入体30を圧縮することを実現する。
In the manufacturing method of the all-solid-state battery of the present disclosure, for example, as shown in FIG. . An isotropic pressure is applied to the
支持板40で挟持した封入体30を、さらに弾性クリップ50で挟持すると、弾性クリップ50によって、支持板40を介して封入体30に僅かな圧力を負荷することができる。しかし、弾性クリップ50で負荷する圧力だけでは、封入体30内の電池積層体10はほとんど圧縮されず、その結果、電池積層体10中の各層同士を充分に密着させることはできない。そこで、封入体30と支持板40を弾性クリップ50で挟持したまま、これに等方圧を印加すると、封入体30が圧縮され、電池積層体10中の各層同士を充分に密着することができる。このとき、弾性クリップ50で支持板40を挟持していることから、弾性クリップ50の二枚の挟持部が互いに離間しており、その離間を狭めようとする反発力が支持板40に作用している。この反発力により、等方圧の印加時に封入体30が圧縮しても、封入体30と支持板40の当接を維持することができる。すなわち、封入体30と支持板40を当接させつつ、封入体30に等方圧を印加して封入体30を圧縮することを実現することができる。
When the
このように、封入体30と支持板40を当接させつつ、封入体30に等方圧を印加することによって、等方圧の印加中に、支持板40が封入体30と離別したり、ずれたりしないことを、本発明者は知見した。そして、これにより、特許文献1の製造方法のように、電池積層体10又は封入体30を支持板40と一緒にラミネートフィルム容器20内に封入しなくても、封入体30と支持板40の離別及び/又はずれを回避することができる。このことから、特許文献1の製造方法のように、等方圧の印加後に、ラミネートフィルム容器20内から支持板40を取り出す必要がなくなる。すなわち、特許文献1の製造技術のように、電池積層体10又は封入体30を支持板40と一緒にラミネートフィルム容器20内に封入しなくても、効率よく、電池積層体10の反りを回避又は抑制することができることを、本発明者は知見した。
By applying isotropic pressure to the
これまでに説明した知見等によって完成された、本開示に係る全固体電池の製造方法の構成要件を、次に説明する。 The constituent requirements of the method for manufacturing an all-solid-state battery according to the present disclosure, which have been completed based on the knowledge and the like described so far, will be described below.
《全固体電池の製造方法》
本開示の全固体電池の製造方法は、封入体準備工程、封入体挟持工程、及び等方圧印加工程を含む。以下、これらのそれぞれについて説明する。
<<Manufacturing method of all-solid-state battery>>
A method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure includes an enclosure preparation step, an enclosure sandwiching step, and an isotropic pressure application step. Each of these will be described below.
〈封入体準備工程〉
先ず、封入体を準備する。具体的には、電池積層体をラミネートフィルム容器内に封入して、封入体を得る。
<Inclusion body preparation process>
First, an inclusion body is prepared. Specifically, the battery laminate is enclosed in a laminate film container to obtain an enclosure.
全固体電池の製造に用いる周知の電池積層体を選択することができる。電池積層体の好ましい形成方法については、「〈電池積層体準備工程〉」で、後ほど詳述する。このような電池積層体は、単位電池を一つ以上積層して得られる。単位電池は、典型的には、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体を、この順で積層して得ることができる。この際、全固体電池用として周知の負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体を選択することができる。以下、これらそれぞれについて説明するが、これに限られない。 Known battery stacks for use in the manufacture of all-solid-state batteries can be selected. A preferred method for forming the battery stack will be described in detail later in "<Battery Stack Preparing Step>". Such a battery stack is obtained by stacking one or more unit cells. A unit battery can typically be obtained by laminating a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a positive electrode current collector in this order. At this time, a well-known negative electrode current collector, negative electrode active material layer, solid electrolyte layer, positive electrode active material layer, and positive electrode current collector for all-solid-state batteries can be selected. Each of these will be described below, but the present invention is not limited to this.
・負極集電体
負極集電体としては、例えば、Ag、Cu、Au、Al、Ni、Fe、ステンレス、若しくはTi等、又はこれらの合金を負極集電体の材料として用いることができる。化学的安定性の観点から、Cu及びNiが好ましく、硫化物系の固体電解質を用いる場合には、負極集電体の硫化を回避する観点からNiが特に好ましい。
Negative Electrode Current Collector For example, Ag, Cu, Au, Al, Ni, Fe, stainless steel, Ti, or an alloy thereof can be used as the material for the negative electrode current collector. From the viewpoint of chemical stability, Cu and Ni are preferable, and when a sulfide-based solid electrolyte is used, Ni is particularly preferable from the viewpoint of avoiding sulfurization of the negative electrode current collector.
・負極活物質層
負極活物質層は、負極活物質、並びに任意で、固体電解質、及びバインダーを含有する。負極活物質としては、全固体電池の負極活物質の機能を有する周知の材料を選択することができ、特に制限はない。負極活物質としては、金属イオン、例えば、リチウムイオン等を吸蔵・放出可能である材料から選択することができる。負極活物質としては、例えば、金属リチウム、リチウム合金、グラファイト若しくはハードカーボン等の炭素材料、金属シリコン、シリコン合金等の珪素材料、又はLi4Ti5O12(LTO)等から選択することができる。これらの材料を組み合わせて選択してもよい。リチウム合金としては、例えば、LiSn、LiSi、LiAl、LiGe、LiSb、LiP、及びLiIn等が挙げられる。金属リチウムとは、合金化されていないリチウムを意味する。シリコン合金としては、例えば、リチウム等の金属元素との合金が挙げられ、その他、錫、ゲルマニウム、及びアルミニウムからなる群より選ばれる一種以上の金属元素との合金等であってもよい。金属シリコンとは、合金化されていないシリコンを意味する。また、負極活物質としては、その他の金属材料、例えば、インジウム、アルミニウム、若しくは錫、又はこれらの組合せから選択してもよい。負極活物質として結晶性炭素材料であるグラファイト材料を選択する場合、グラファイトの表面にアモルファス被覆をしてもよい。
- Negative electrode active material layer The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material and, optionally, a solid electrolyte and a binder. As the negative electrode active material, a well-known material having the function of a negative electrode active material for all-solid-state batteries can be selected, and there is no particular limitation. The negative electrode active material can be selected from materials capable of intercalating and deintercalating metal ions such as lithium ions. The negative electrode active material can be selected from, for example, carbon materials such as metallic lithium, lithium alloys, graphite or hard carbon, silicon materials such as metallic silicon and silicon alloys, Li 4 Ti 5 O 12 (LTO), and the like. . A combination of these materials may be selected. Examples of lithium alloys include LiSn, LiSi, LiAl, LiGe, LiSb, LiP, and LiIn. Metallic lithium means unalloyed lithium. Examples of silicon alloys include alloys with metal elements such as lithium, and may also be alloys with one or more metal elements selected from the group consisting of tin, germanium, and aluminum. Metallic silicon means unalloyed silicon. The negative electrode active material may also be selected from other metallic materials such as indium, aluminum, or tin, or combinations thereof. When a graphite material, which is a crystalline carbon material, is selected as the negative electrode active material, the surface of the graphite may be coated with an amorphous coating.
固体電解質としては、硫化物系非晶質固体電解質、例えば、Li2S-P2S5、Li2O・Li2S・P2S5、Li2S、P2S5、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Li2S-P2S5、LiI-Li2S-P2O5、LiI-LiBr-Li2S-P2S5、LiI-Li3PO4-P2S5等;若しくは、酸化物系非晶質固体電解質、例えば、Li2O-B2O3-P2O5、Li2O-SiO2等;若しくは、酸化物系結晶質固体電解質、例えば、LiI、Li3N、Li5La3Ta2O12、Li7Zr2O12、Li6BaLa2Ta2O12、Li3PO(4-3/2w)Nw(w<1)等;若しくは、硫化物系結晶質固体電解質、例えば、Li7P3S11、Li3.25P0.75S4等のガラスセラミックス、若しくはLi3.24P0.24Ge0.76S4等のthio-LiSiO系の結晶、Li6PS5X(X=Cl、Br)等のアルジロダイト型の結晶構造を有するもの(以下、「アルジロダイト型硫化物固体電解質」ということがある。)等;又はこれらの組合せから選択することができる。高いリチウムイオン電導性及び電気化学的安定性の観点からは、アルジロダイト型硫化物固体電解質が好ましい。 Solid electrolytes include sulfide-based amorphous solid electrolytes such as Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 O.Li 2 S.P 2 S 5 , Li 2 S , P 2 S 5 and Li 2 S. -SiS 2 , LiI-Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 SP 2 S 5 , LiI-Li 2 SP 2 O 5 , LiI-LiBr-Li 2 SP 2 S 5 , LiI- Li 3 PO 4 —P 2 S 5 or the like; or oxide-based amorphous solid electrolytes such as Li 2 O—B 2 O 3 —P 2 O 5, Li 2 O—SiO 2 or the like; or oxides crystalline solid electrolytes, such as LiI, Li 3 N, Li 5 La 3 Ta 2 O 12 , Li 7 Zr 2 O 12 , Li 6 BaLa 2 Ta 2 O 12 , Li 3 PO (4-3/2w) N w (w<1), etc.; or sulfide - based crystalline solid electrolytes such as glass ceramics such as Li7P3S11 , Li3.25P0.75S4 , or Li3.24P0.75S4 . Thio-LiSiO-based crystals such as 24 Ge 0.76 S 4 and those having an aldirodite-type crystal structure such as Li 6 PS 5 X (X=Cl, Br) (hereinafter referred to as “aldirodite-type sulfide solid electrolytes”) etc.; or a combination thereof. Aldirodite-type sulfide solid electrolytes are preferred from the viewpoint of high lithium ion conductivity and electrochemical stability.
バインダーとしては、全固体電池の性能及び製造に悪影響を及ぼさない限り、特に制限はない。バインダーは、典型的には、フッ素系樹脂及びポリオレフィン系樹脂からなる群より選ばれる一種以上の樹脂であってもよいが、これに限られない。分散性の観点からは、フッ素系樹脂、特にポリフッ化ビニリデン(PVDF)が好ましい。フッ素系樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリフッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン(PVDF-HFP)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニル(PVF)、パーフルオロアルコキシアルカン(PFA)等が挙げられる。これらを組み合わせて選択してもよい。ポリオレフィン系樹脂としては、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、並びに、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、ポリメチルアクリレート、ポリブチルアクリレート(PBA)、及びポリアクリロニトリル(PAN)等の(メタ)アクリル系樹脂等が挙げられる。これらを組み合わせて選択してもよい。 There are no particular restrictions on the binder as long as it does not adversely affect the performance and production of the all-solid-state battery. The binder may typically be one or more resins selected from the group consisting of fluorine-based resins and polyolefin-based resins, but is not limited thereto. From the viewpoint of dispersibility, fluorine-based resins, particularly polyvinylidene fluoride (PVDF), are preferred. Examples of fluorine-based resins include polyvinylidene fluoride (PVDF), polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene (PVDF-HFP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl fluoride (PVF), perfluoroalkoxyalkane (PFA), and the like. mentioned. A combination of these may be selected. Polyolefin resins include styrene-butadiene rubber (SBR), polypropylene (PP), polyethylene (PE), polymethyl methacrylate (PMMA), polymethyl acrylate, polybutyl acrylate (PBA), polyacrylonitrile (PAN), and the like. (Meth)acrylic resins and the like. A combination of these may be selected.
負極活物質層は、さらに任意で、例えば、バインダーの溶媒及び導電材等を含有してもよい。 The negative electrode active material layer may further optionally contain, for example, a binder solvent and a conductive material.
バインダーの溶媒としては、全固体電池の性能及び製造に悪影響を及ぼさない限り、特に制限はない。バインダーの溶媒としては、例えば、酪酸ブチル、トルエン、及びメチルエチルケトン(MEK)等が挙げられ、これらの混合溶媒であってもよい。 A solvent for the binder is not particularly limited as long as it does not adversely affect the performance and production of the all-solid-state battery. Solvents for the binder include, for example, butyl butyrate, toluene, and methyl ethyl ketone (MEK), and mixed solvents thereof may also be used.
導電材としては、炭素材、例えば、VGCF(気相成長法炭素繊維、Vapor Grown Carbon Fiber)、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、若しくはカーボンナノチューブ等、又はこれらの組合せから選択することができる。 The conductive material can be selected from carbon materials such as VGCF (Vapor Grown Carbon Fiber), acetylene black, ketjen black, carbon nanotubes, or combinations thereof.
・固体電解質層
固体電解質層は、少なくとも固体電解質を含有し、任意で、バインダー等を含有してもよい。固体電解質層に用いる固体電解質としては、「・負極活物質層」で説明した固体電解質が挙げられる。
- Solid electrolyte layer The solid electrolyte layer contains at least a solid electrolyte, and may optionally contain a binder or the like. Examples of solid electrolytes used for the solid electrolyte layer include the solid electrolytes described in the section “.negative electrode active material layer”.
バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ブチレンゴム(BR)、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)、ポリビニルブチラール(PVB)、アクリル樹脂等が挙げられる。これらを組み合わせて用いてもよい。また、これらのバインダーの溶媒として、例えば、ヘプタン等を用いてもよい。 Examples of binders include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), butylene rubber (BR), styrene-butadiene rubber (SBR), polyvinyl butyral (PVB), and acrylic resins. These may be used in combination. As a solvent for these binders, for example, heptane or the like may be used.
・正極活物質層
正極活物質層は、正極活物質、並びに任意で導電材、バインダー、及び固体電解質を含有する。正極活物質としては、マンガン、コバルト、ニッケル及びチタンから選ばれる少なくとも一種の遷移金属及びリチウムを含む金属酸化物、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、若しくはニッケルコバルトマンガン酸リチウム等、異種元素置換Li-Mnスピネル、チタン酸リチウム、リン酸金属リチウム、又はこれらの組合せから選択できる。
- Positive electrode active material layer The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material and, optionally, a conductive material, a binder, and a solid electrolyte. As the positive electrode active material, at least one transition metal selected from manganese, cobalt, nickel and titanium, and a metal oxide containing lithium, such as lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, nickel cobalt lithium manganate, etc. , dissimilar element-substituted Li—Mn spinel, lithium titanate, lithium metal phosphate, or combinations thereof.
導電材については、「・負極活物質層」で説明した導電材を用いることができる。固体電解質については、「・負極活物質層」で説明した固体電解質を用いることができる。また、バインダー及びその溶媒としては、「・固体電解質層」で説明したバインダー及びその溶媒を用いることができる。 As for the conductive material, the conductive material described in the section “.Negative electrode active material layer” can be used. As for the solid electrolyte, the solid electrolyte described in “.Negative electrode active material layer” can be used. Further, as the binder and its solvent, the binder and its solvent described in the section “.solid electrolyte layer” can be used.
・正極集電体
正極集電体は、「・負極集電体」で説明した負極集電体を参照することができる。そのうち、正極集電体としては、化学安定性の観点から、アルミニウムが好ましい。
- Positive electrode current collector For the positive electrode current collector, the negative electrode current collector described in the section "Negative electrode current collector" can be referred to. Among them, aluminum is preferable as the positive electrode current collector from the viewpoint of chemical stability.
・電池積層体の形成方法
電池積層体の形成方法は、全固体電池の製造で周知の方法を適用することができる。以下、典型的な電池積層体の形成方法を簡単に説明するが、これに限られない。
- Formation method of battery laminate As a method of formation of the battery laminate, a well-known method can be applied in the production of all-solid-state batteries. A typical method for forming a battery stack will be briefly described below, but the present invention is not limited to this.
負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体の順に積層して、単位電池を形成する。積層の方法に特に制限はない。例えば、固体電解質層を、ベース板の表面に形成し、その固体電解質層側と、負極活物質層及び正極活物質層の一方とを貼り合わせる。その後、固体電解質層のベース板を剥がし、その固体電解質層の面に、負極活物質層及び正極活物質層の他方を貼り合わせる。負極活物質層及び正極活物質層それぞれには、その片面に負極集電体及び正極集電体それぞれを予め取り付けておき、固体電解質層とは、負極集電体及び正極集電体が取り付けられていない面を貼り合わせる。 A unit battery is formed by stacking a negative electrode current collector, a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a positive electrode current collector in this order. There is no particular limitation on the lamination method. For example, a solid electrolyte layer is formed on the surface of the base plate, and the solid electrolyte layer side is attached to one of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer. After that, the base plate of the solid electrolyte layer is peeled off, and the other of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer is attached to the surface of the solid electrolyte layer. A negative electrode current collector and a positive electrode current collector are attached in advance to one side of each of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer, and the solid electrolyte layer has the negative electrode current collector and the positive electrode current collector attached thereto. Attach the unattached sides.
単位電池を電池積層体として用いてもよいし、単位電池を積層して、それを電池積層体として用いてもよい。単位電池の形成後及び/又は単位電池の積層後に、任意で、ロールプレス等を用いて、単位電池及び/又は単位電池の積層体を、予めプレスしておいてもよい。上述したように、電池積層体の各層間の密着を向上するには、等方圧の印加が必要であるが、予めプレスしておくことで、電池積層体をラミネートフィルム容器内に封入等する際に、電池積層体が破損等することを抑制することができる。 A unit battery may be used as a battery stack, or a unit battery may be stacked and used as a battery stack. After the formation of the unit cells and/or after the stacking of the unit cells, the unit cells and/or the stack of unit cells may optionally be pressed in advance using a roll press or the like. As described above, it is necessary to apply isotropic pressure in order to improve the adhesion between the layers of the battery laminate. In this case, it is possible to suppress damage or the like of the battery stack.
負極活物質層、固体電解質層、及び正極活物質層の形成は、全固体電池の製造で周知の方法を適用することができる。以下、これらの典型的な形成方法を簡単に説明するが、これらに限られない。 The formation of the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the positive electrode active material layer can apply a well-known method for manufacturing an all-solid-state battery. These typical formation methods will be briefly described below, but are not limited to these.
負極活物質層の形成方法としては、負極活物質、並びに任意で固体電解質及びバインダーを含有する負極合剤ペーストを準備し、負極集電体の表面に負極合剤ペーストを塗布し、それを乾燥させる。負極合剤ペーストは、さらに任意で、バインダーの溶媒及び導電材等を含有してもよい。負極合剤の塗布方法は、特に制限されず、例えば、ドクターブレード法、メタルマスク印刷法、静電塗布法、ディップコート法、スプレーコート法、ロールコート法、グラビアコート法、及びスクリーン印刷法等が挙げられる。これらを組み合わせて用いてもよい。 As a method for forming the negative electrode active material layer, a negative electrode mixture paste containing a negative electrode active material and optionally a solid electrolyte and a binder is prepared, the negative electrode mixture paste is applied to the surface of the negative electrode current collector, and dried. Let The negative electrode mixture paste may further optionally contain a binder solvent, a conductive material, and the like. The method of applying the negative electrode mixture is not particularly limited, and examples thereof include a doctor blade method, a metal mask printing method, an electrostatic coating method, a dip coating method, a spray coating method, a roll coating method, a gravure coating method, and a screen printing method. is mentioned. These may be used in combination.
固体電解質層の形成方法としては、少なくとも固体電解質を含有する固体電解質層形成用原材料の粉末又はペレット等を圧縮成形する方法等が挙げられる。あるいは、少なくとも固体電解質と溶媒とを含有する固体電解質層形成用原料ペーストを、ベース板の表面に塗布し、それを乾燥する方法等が挙げられる。固体電解質層形成用原材料及び固体電解質層形成用原料ペーストは、任意でバインダー等を含有してもよい。 Examples of the method for forming the solid electrolyte layer include a method of compression-molding a powder, pellet, or the like of a solid electrolyte layer-forming raw material containing at least a solid electrolyte. Alternatively, a method of applying a raw material paste for forming a solid electrolyte layer containing at least a solid electrolyte and a solvent onto the surface of the base plate and drying the paste may be used. The raw material for solid electrolyte layer formation and the raw material paste for solid electrolyte layer formation may optionally contain a binder or the like.
正極活物質層の形成方法としては、少なくとも正極活物質を含有する正極合剤ペーストを準備し、正極集電体の表面に正極合剤ペーストを塗布し、それを乾燥させる。正極合剤ペーストは、任意で、導電材、バインダー、及び固体電解質を含有してもよい。正極集電体の表面に正極合剤ペーストを塗布する方法は、負極集電体の表面に負極合剤ペーストを塗布する方法を参照することができる。 As a method for forming the positive electrode active material layer, a positive electrode mixture paste containing at least a positive electrode active material is prepared, the positive electrode mixture paste is applied to the surface of a positive electrode current collector, and dried. The positive electrode mixture paste may optionally contain a conductive material, a binder, and a solid electrolyte. The method of applying the positive electrode mixture paste to the surface of the positive electrode current collector can refer to the method of applying the negative electrode mixture paste to the surface of the negative electrode current collector.
上述のようにして得た電池積層体をラミネートフィルム容器内に封入して、封入体を得る。これを、例えば、図1に示した実施形態で説明すると、電池積層体10をラミネートフィルム容器20内に封入して、封入体30を得る。 The battery laminate obtained as described above is enclosed in a laminate film container to obtain an enclosure. This will be explained, for example, in the embodiment shown in FIG.
ラミネートフィルム容器としては、ラミネートフィルム容器内に封入した電池積層体に等方圧を印加することができれば、特に制限はない。典型的には、全固体電池で用いられる周知のラミネートフィルム容器を用いることができるが、これに限られない。典型的には、アルミニウムラミネートフィルム容器等が挙げられる。 The laminate film container is not particularly limited as long as an isotropic pressure can be applied to the battery stack enclosed in the laminate film container. Typically, a well-known laminate film container used in all-solid-state batteries can be used, but the container is not limited to this. Typical examples include aluminum laminate film containers and the like.
〈封入体挟持工程〉
封入体の両方の外側面に支持板を積層し、支持板で封入体を挟持する。これを、例えば、図1に示した実施形態で説明する。封入体30の両側の外側面に支持板40を積層して、支持板40で封入体30を挟持する。電池積層体10は、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体を、この順で積層して形成する。ここで、図1に示した実施形態では、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体それぞれを、略水平に積層している。「封入体の両方の外側面に支持板を積層し」とは、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体と同様に、支持板を積層することを意味する。すなわち、「封入体の両方の外側面に支持板を積層して、支持板で封入体を挟持する」とは、例えば、図1に示した実施形態では、支持板40の積層面が略水平であることを意味する。このことから、図1に示した実施形態では、封入体30の長辺(横辺)を支持板40で挟持すること意味するが、例えば、封入体30の短辺(縦辺)を支持板40で挟持することを意味しない。
<Inclusion body clamping process>
Support plates are laminated on both outer surfaces of the enclosure, and the enclosure is sandwiched between the support plates. This is explained, for example, in the embodiment shown in FIG.
後述する等方圧印加工程で、支持板40が撓んだり、変形したりしなければ、支持板40に特に制限はない。支持板40は、等方圧印加のための圧力媒体に対する耐食性に優れることが好ましい。この観点からは、支持板40は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、及びステンレス鋼並びにこれらの組み合わせ等でできていることが好ましい。また、典型的には、圧力容器内で等方圧を印加する。支持板40が高剛性(高ヤング率)及び高強度の材料でできていると、薄い支持板40でも、等方圧の印加時に、撓み及び変形を回避又は抑制することができる。薄い支持板40を用いると、支持板40で挟持した封入体30を、圧力容器内に多数装入することができる。この観点からは、支持板40は、例えば、ステンレス鋼でできていることが好ましい。
There is no particular limitation on the
支持板40の厚さは、支持板40の材料種類と剛性及び強度との関係で適宜決定すればよい。支持板40の厚さは、例えば、1mm以上、2mm以上、3mm以上、4mm以上、又は5mm以上であってよく、20mm以下、15mm以下、10mm以下、8mm以下、又は6mm以下であってよい。
The thickness of the
〈等方圧印加工程〉
封入体と支持板を当接させつつ、封入体に等方圧を印加して封入体を圧縮する。上述したように、例えば、図1に示した実施形態では、弾性クリップ50によって、等方圧の印加時に、封入体と支持板の当接が維持されるが、これに限られない。封入体と支持板の当接が維持されているとき、等方体の印加とは別に、支持板40には、弾性クリップ50の反発力が負荷されている。このような反発力は、封入体と支持板の当接を維持することができる程度であればよく、例えば、0.001MPa以上、0.005MPa以上、0.01MPa以上、0.05MPa以上、0.1MPa以上、又は0.5MPa以上であってよく、5MPa以下、4MPa以下、3MPa以下、2MPa以下、又は1MPa以下であってよい。すなわち、弾性クリップ50の反発力によって、等方圧の印加とは別に、支持板40に圧力を負荷して、封入体30と支持板40の当接を維持する。
<Isotropic pressure application process>
An isotropic pressure is applied to the enclosure while the enclosure and the support plate are in contact with each other to compress the enclosure. As described above, for example, in the embodiment shown in FIG. 1, the contact between the enclosure and the support plate is maintained by the
ここでは、図1とは異なる実施形態について説明する。図2は、本開示の全固体電池の製造方法に係る実施形態の別の例を模式的に示す説明図である。図3は、図2の状態から、封入体30を支持板40a、40b、40c、40d及び補助支持板45で挟持した状態の断面を模式的に示した説明図である。
Here, an embodiment different from that of FIG. 1 will be described. FIG. 2 is an explanatory diagram schematically showing another example of an embodiment of the method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure. FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a cross section of the
図3に示すように、封入体30を挟持している支持板40a、40b、40c、40dの外側面に、弾性体55を介して補助支持板45をさらに積層する。これにより、等方圧の印加中に、弾性体55の反発力(付勢力)で、支持板40a、40b、40c、40dと封入体30の当接を維持する。弾性体の反発力(付勢力)は、封入体と支持板の当接を維持することができる程度であればよく、例えば、0.001MPa以上、0.005MPa以上、0.01MPa以上、0.05MPa以上、0.1MPa以上、又は0.5MPa以上であってよく、5MPa以下、4MPa以下、3MPa以下、2MPa以下、又は1MPa以下であってよい。すなわち、弾性体55の反発力(付勢力)によって、等方圧の印加とは別に、支持板40に圧力を負荷して、封入体30と支持板の当接を維持する。なお、図3に示した封入体30は、既に説明した封入体30と同様と考えてよい。また、図3に示した実施形態では、封入体30の数が三つであるが、これに限られない。
As shown in FIG. 3, an
封入体30内の電池積層体10は、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体を、この順で積層して形成する。ここで、例えば、図3に示した実施形態では、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体それぞれを、略水平に配置(積層)している。「封入体を挟持している支持板の外側面の少なくとも一方に、弾性体を介して補助支持板を積層させ」とは、負極集電体、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体と同様に、補助支持板を積層することを意味する。したがって、「封入体を挟持している支持板の外側面の少なくとも一方に、弾性体を介して補助支持板を積層させ」とは、例えば、図3に示した実施形態では、補助支持板45の積層面が、略水平であることを意味する。また、「少なくとも一方に」とは、図3に示した実施形態では、図3で上側の外側面(支持板40dの上側面)に、弾性体55を介して補助支持板を積層しているが、これに限られないことを意味する。すなわち、図3で上側と下側の両方の外側面(支持板40dの上側面と支持板40aの下側面の両方)に、弾性体55を介して補助支持板45を積層してもよいことを意味する。
The
封入体30を挟持している支持板40a、40b、40c、40dの外側面に、弾性体55を介して補助支持板45でさらに積層しているため、弾性体55の反発力(付勢力)が発生する。しかし、弾性体55の反発力だけでは、封入体30内の電池積層体10を圧縮することはできず、電池積層体10中の各層同士を充分に密着させることはできない。そこで、弾性体の反発力を作用させたまま、等方圧を印加すると、封入体30が圧縮され、電池積層体10中の各層同士を充分に密着することができる。このとき、等方圧の印加とは別に、支持板40a、40b、40c、40dには弾性体55の反発力が作用しているため、封入体30と支持板40の当接を維持することができる。すなわち、封入体30と支持板40を当接させつつ、封入体30に等方圧を印加することができる。
Since the
弾性体55に反発力を発生させて、この反発力を支持板40に作用させる方法に特に制限はない。例えば、図3に示した実施形態では、補助支持板45から最遠の支持板40aと補助支持板45が固定板であり、補助支持板45から最遠の支持板40a以外の支持板40b、40c、40dが可動板であることにより、弾性体55が反発力を発生する。すなわち、弾性体55の反発力で、補助支持板45から最遠の支持板40a以外の支持板40b、40c、40dが移動する。これにより、等方圧の印加中に、弾性体55の反発力によって、封入体30と支持板40a、40b、40c、40dの当接を維持することができる。
There is no particular limitation on the method of generating a repulsive force in the
図3に示した実施形態では、補助支持板45から最遠の支持板40aにボルト70を固定し、補助支持板45から最遠の支持板40a以外の支持板40b、40c、40dと補助支持板45には貫通穴42を形成して、貫通穴42にボルト70を挿通する。そして、弾性体55が反発力を発生するように、補助支持板45の、支持板40a、40b、40c、40dと反対側の表面で、ナット72を締結する。このようにすることで、補助支持板45と、補助支持板45から最遠の支持板40aを固定板に、そして、補助支持板45から最遠の支持板40a以外の支持板40b、40c、40dを可動板にすることができる。
In the embodiment shown in FIG. 3, a
印加する等方圧の大きさは、封入体30内の電池積層体10の各層間が充分に密着するよう、電池積層体10の積層面の面積等を考慮して適宜決定すればよい。等方圧は、例えば、10MPa以上、50MPa以上、100MPa以上、200MPa以上、300MPa以上、又は400MPa以上であってよく、1000MPa以下、900MPa以下、800MPa以下、700MPa以下、600MPa以下、又は500MPa以下であってよい。
The magnitude of the isotropic pressure to be applied may be appropriately determined in consideration of the area of the stacking surface of the
等方圧の印加温度は、封入体30内の電池積層体10の各層間が充分に密着し、かつ電池積層体10が変質しないよう、適宜決定すればよい。等方圧の印加温度は、例えば、100℃以上、120℃以上、140℃以上、160℃以上、180℃以上、又は190℃以上であってよく、300℃以下、280℃以下、260℃以下、240℃以下、220℃以下、又は200℃以下であってよい。
The temperature at which the isotropic pressure is applied may be appropriately determined so that the respective layers of the
等方圧の印加時間は、封入体30内の電池積層体10の各層間が充分に密着するよう、適宜決定すればよい。等方圧の印加時間は、典型的には、0.5分以上、1分以上、3分以上、又は5分以上であってよく、60分以下、30分以下、又は10分以下であってよい。
The application time of the isotropic pressure may be appropriately determined so that the respective layers of the
等方圧を印加するための圧力媒体については、周知の圧力媒体を用いることができる。圧力媒体としては、気体、液体、粉体、及びこれらの組み合わせ等が挙げられる。圧力媒体は、典型的には液体であり、さらに典型的には、水、オイル、及びこれらの組み合わせである。 A well-known pressure medium can be used as the pressure medium for applying the isotropic pressure. Pressure media include gases, liquids, powders, combinations thereof, and the like. The pressure medium is typically liquid, more typically water, oil, and combinations thereof.
等方圧の印加方法については、特に制限はなく、周知の印加方法を適用することができる。典型的には、対象物を圧力容器内に装入し、圧力容器内で対象物に等方圧を印加する。このとき、圧力容器内において、電池積層体の積層面が非水平であるようにして、支持板で挟持されている封入体を配置してよい。このことを、図面を用いて説明する。図4は、本開示の全固体電池の製造方法において、圧力容器内で等方圧を印加する一態様を模式的に示す説明図である。図5は、本開示の全固体電池の製造方法において、圧力容器内で等方圧を印加する別の態様を模式的に示す説明図である。 The isotropic pressure application method is not particularly limited, and a well-known application method can be applied. Typically, the object is loaded into a pressure vessel and an isostatic pressure is applied to the object within the pressure vessel. At this time, in the pressure vessel, the enclosure sandwiched between the support plates may be arranged such that the stacking surface of the battery stack is non-horizontal. This will be explained using the drawings. FIG. 4 is an explanatory diagram schematically showing one aspect of applying an isostatic pressure within a pressure vessel in the method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure. FIG. 5 is an explanatory diagram schematically showing another aspect of applying an isostatic pressure within the pressure vessel in the method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure.
図4は、図2及び図3に示した実施形態の封入体30等を圧力容器60に装入した状態を示す。紙面の都合上、封入体30及び弾性体55等の記載を省略している。図4に示したように、典型的には、封入体30内の電池積層体10の各層の積層面は略水平であるが、これに限られず、積層面が非水平であってもよい。例えば、図5に示したように、封入体30内の電池積層体10の各層の積層面が略垂直であってもよい。なお、図5も、図4と同様、紙面の都合上、封入体30及び弾性体55等の記載を省略している。また、図5に示した実施形態において、支持板40及び補助支持板45が矩形であること以外、図4の実施形態と同様である。
FIG. 4 shows a state in which the
本開示の全固体電池の製造方法においては、等方圧の印加中も、封入体30と支持板40の当接を維持する。そのため、図5に示した実施形態のように、積層面が非水平でも、封入体30のずれを回避又は抑制することができる。また、図5に示した実施形態のように、圧力容器60の装入口(圧力容器60の上方)の断面積が、封入体30内の電池積層体10の積層面の面積よりも小さい場合でも、積層面を垂直にすることによって、封入体30等を圧力容器60内に装入することができる。
In the manufacturing method of the all-solid-state battery of the present disclosure, contact between the
〈電池積層体準備工程〉
電池積層体を、次のように形成してもよい。これについて、図面を用いて説明する。図10Aは、正極集電体の両面に正極活物質層を形成し、負極集電体の両面に負極活物質層を形成して、電池積層体を得る方法の一例について、その断面を模式的に示す説明図である。図10Bは、図10Aに示す方法で得られる電池積層体について、その断面を模式的に示す説明図である。図11Aは、正極集電体の片面に正極活物質層を形成し、負極集電体の両面に負極活物質層を形成して、電池積層体を得る場合の一例について、その断面を模式的に示す説明図である。図11Bは、図11Aに示す方法で得られる電池積層体について、その断面を模式的に示す説明図である。
<Battery laminate preparation process>
A battery stack may be formed as follows. This will be described with reference to the drawings. FIG. 10A is a schematic cross-sectional view of an example of a method of forming a positive electrode active material layer on both sides of a positive electrode current collector and forming a negative electrode active material layer on both sides of a negative electrode current collector to obtain a battery laminate. 3 is an explanatory diagram shown in FIG. FIG. 10B is an explanatory view schematically showing a cross section of the battery stack obtained by the method shown in FIG. 10A. FIG. 11A is a schematic cross-sectional view of an example of obtaining a battery laminate by forming a positive electrode active material layer on one side of a positive electrode current collector and forming a negative electrode active material layer on both sides of a negative electrode current collector. 3 is an explanatory diagram shown in FIG. FIG. 11B is an explanatory view schematically showing the cross section of the battery stack obtained by the method shown in FIG. 11A.
図10Aに示したように、正極集電体100の両面に正極活物質層110を形成して正極層120を準備し、負極集電体200の両面に負極活物質層210を形成して負極層220を準備する。あるいは、図11Aに示したように、正極集電体100の片面に正極活物質層110を形成して正極層120を準備し、負極集電体200の両面に負極活物質層210を形成して負極層220を準備する。そして、第一固体電解質層310及び第二固体電解質層320を準備する。図11Aに示したように、正極集電体100の片面に正極活物質層110を形成して正極層120を準備する場合には、正極集電体100同士を接触させて正極層120を得る。負極集電体200の片面に負極活物質層210を形成して負極層220を準備する場合には、負極集電体200同士を接触させて負極層220を得る。正極集電体100、正極活物質層110、負極集電体200、負極活物質層210、第一固体電解質層310、及び第二固体電解質層320の材料及び形成方法は、既に説明したとおりである。
As shown in FIG. 10A, the cathode
図10A及び図11Aのいずれの態様の場合にも、第一固体電解質層310を介して、正極層120の正極活物質層110と、負極層220の負極活物質層210とを接触し、かつ、正極層120端面に第二固体電解質層を配置して、電池積層体10を準備する。図10A及び図11Aの態様では、第一固体電解質層310の外周縁部を折り曲げて第二固体電解質層320を形成するがこれに限られない。詳細については、後述する。
10A and 11A, the positive electrode
電池積層体10を準備する際、図10A及び図11Aに示したように、第二固体電解質層320の外周330に絶縁層400を設置し、そして、電池積層体10の外周の少なくとも二箇所で、積層方向(図10A及び/又は図11Aの上下方向)の位置決めをする。絶縁層400は、電気の導通を絶縁することができれば、絶縁層400を構成する材料に特に制限はない。絶縁層400を構成する材料としては、例えば、ガラス、雲母、及び絶縁性樹脂等が挙げられ、プレス圧及び/又は等方圧の印加時の耐久性の観点からは、絶縁性樹脂、特に絶縁性熱可塑性樹脂が好ましい。
When preparing the
積層方向の位置決めは、電池積層体10の外周の少なくとも二箇所で、電池積層体10の各層の端面を揃えることによって行う。これについて、図面を用いて説明する。図12Aは、図10Aに示す方法で用いる正極層の一例について、その上面を模式的に示す説明図である。図12Bは、図10Aに示す方法で用いる負極層の一例について、その上面を模式的に示す説明図である。図12Cは、図10Aに示す方法で用いる固体電解質層の一例について、その上面を模式的に示す説明図である。図12Dは、図10Aに示す方法で用いる絶縁層の一例について、その上面を模式的に示す説明図である。図12Eは、図12Aの正極層、図12Bの負極層、図12Cの固体電解質層、及び図12Dの絶縁層を用いて、電池積層体を準備するときの位置決め方法について、その上面を示す説明図である。
Positioning in the stacking direction is performed by aligning the end surfaces of the respective layers of the
図10Aに示したように、正極集電体100の両面に正極活物質層110を形成して、正極層120を準備する。このとき、図12Aに示したように、正極集電体100の一部は、正極集電タブ102として突出するようにする。同様に、図12Bに示したように、負極集電体200の一部は、負極集電タブ202として突出するようにする。説明を簡単にするため、図10Aでは、正極集電タブ102及び負極集電タブ202が存在しない部位での断面を示している。
As shown in FIG. 10A, the
図10Aに示した電池積層体10を準備する際、図12Eの位置決め治具500を用いて、電池積層体10の各層の端面を揃えることによって、電池積層体10の各層について、積層方向の位置決めをする。電池積層体10の各層の端面とは、電池積層体10の外形に露出する各層の端面を意味する。図10Aに示した態様においては、電池積層体10の外形に露出している各層の端面とは、負極層220、第二固体電解質層320の一部、及び絶縁層400それぞれの端面である。以下の説明で、電池積層体10の外形に露出する各層の端面を、単に「各層の端面」ということがある。
When preparing the
図12Eで示した態様では、正極集電タブ102及び負極集電タブ202を除く、電池積層体の外周全体にわたって位置決め(正極集電タブ102及び負極集電タブ202を除く、電池積層体の外周の多数箇所で位置決め)をする。そのため、図12Eで示した態様では、このように位置決めするため、正極集電タブ102及び負極集電タブ202が設置されている部位を除いて、電池積層体10の外形に露出する各層の端面の外形それぞれを、略同一にする。
In the embodiment shown in FIG. 12E, positioning around the entire perimeter of the battery stack, excluding positive and negative
本開示の全固体電池の製造方法において、位置決め方法は、図12Eで示した態様(正極集電タブ102及び負極集電タブ202を除く、電池積層体の外周全体にわたって位置決めする態様)に限られない。図13及び図14は、位置決め方法の別の態様について、その上面を示す説明図である。図13に示す態様では、二つの突き当て520a、520bを用いて、これらの突き当て520a、520bに、各層の端面を突き当てることによって、各層の端面のうち、突き当て520a、520bと接する部位を揃えて、各層の積層方向を位置決めする。二つの突き当て520a、520bの配置位置は、図13に示した箇所に限られず、例えば、図14に示した位置であってもよい。また、突き当ては二つに限られない。すなわち、本開示の全固体電池の製造方法では、電池積層体10の外周の少なくとも二箇所で、各層の端面を揃えることによって、各層の積層方向の位置決めをすればよい。位置決めをする箇所は、各層の外形に応じて、適宜決定すればよい。
In the manufacturing method of the all-solid-state battery of the present disclosure, the positioning method is limited to the aspect shown in FIG. Absent. 13 and 14 are explanatory diagrams showing the upper surface of another aspect of the positioning method. In the embodiment shown in FIG. 13, two
二箇所で位置決めをする場合、一方の位置決めの面(例えば、突き当て520aの位置決め面)と他方の位置決めの面(例えば、突き当て520bの位置決め面)のなす角をθとする。このとき、θは0°又は180°(図13、参照)ではなく、θは、0°超、10°以上、20°以上、30°以上、40°以上、50°以上、60°以上、70°以上、又は80°以上であってよく、180°未満、170°以下、160°以下、150°以下、140°以下、130°以下、120°以下、又は100°以下であることが好ましい。図14に示した態様の場合、θは90°である。θを前述の好ましい角度にすることによって、電池積層体10の各層のずれを、図12Eにおいて、上下方向と左右方向の両方に対して、有利に抑制することができる。
When positioning is performed at two locations, the angle between one positioning surface (for example, the positioning surface of the
このようにして、図10Aに示した態様では、図10Bに示した電池積層体10が得られる。図11Aに示した態様では、図11Bに示した電池積層体10が得られる。
Thus, in the embodiment shown in FIG. 10A, the
図10A及び図11Aの態様では、正極層120の端面のみに第二固体電解質層320を配置しているが、負極層220の端面のみに第二固体電解質層320を配置してもよい。また、正極層120の端面と負極層220の端面の両方に第二固体電解質層320を配置してもよい。
10A and 11A, the second
図10A及び図11Aの態様では、正極層120の両面に第一固体電解質層310が接触しており、両方の第一固体電解質層310について、その外周縁部を折り曲げて第二固体電解質層320を形成するが、これに限られない。第二固体電解質層320の別の形成方法について、図面を用いて説明する。図15は、第二固体電解質層320の、図10Aの場合とは異なる形成方法について、その断面を示す説明図である。
10A and 11A, the first
図15では、正極層120を挟む二つの第一固体電解質層310のうち、下側の第一固体電解質層310はそのままに、上側の第一固体電解質層310を折り曲げて、第二固体電解質層320を形成し、その第二固体電解質層320の外周に絶縁層400を配置する。
In FIG. 15, of the two first
図11Aで示した態様では、正極集電体100の片面に正極活物質層110を形成して正極層120を得ており、負極集電体200の両面に負極活物質層210を形成して負極層220を得ているが、これに限られない。例えば、正極集電体100の両面に正極活物質層110を形成して正極層120を得て、負極集電体200の片面に負極活物質層210を形成して負極層220を得てもよい。あるいは、正極集電体100の片面に正極活物質層110を形成して正極層120を得て、負極集電体200の片面に負極活物質層210を形成して負極層220を得てもよい。
In the embodiment shown in FIG. 11A, the
第二固体電解質層320を用い、第二固体電解質層320の外周に絶縁層400を配置して、これまで説明したように電池積層体10を準備することによって、次のことが達成できる。すなわち、各層の積層方向のずれを抑制しつつ、高速に電池積層体10を準備することができ、正極層120の端部と負極層220の端部での短絡を回避することができる。これは、正極層120の外形が負極層220の外形よりも小さい場合、あるいは、負極層220の外形が正極層120の外形よりも小さい場合に、特に有利である。
By using the second
さらに、次のようにすることにより、第二固体電解質層320を省略することができる。これについて、図面を用いて説明する。図16は、第二固体電解質層を省略する態様の一例について、その断面を示す説明図である。
Furthermore, the second
図16に示すように、第一固体電解質層310を介して、正極層120の正極活物質層110と、負極層220の負極活物質層210とを接触して、電池積層体10を準備する。このとき、第一固体電解質層310の外周に絶縁層を設置し、かつ、電池積層体10の外周の少なくとも二箇所で、電池積層体10の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする。この態様での電池積層体10の各層の端面は、正極層120、負極層220、及び絶縁層400それぞれの端面である。この態様により、各層の積層方向のずれを抑制しつつ、高速に電池積層体10を準備することができ、正極層120の端部と負極層220の端部での短絡を回避することができる。この態様は、正極層120の外形と負極層220の外形が略同一の場合に有効である。
As shown in FIG. 16 , the positive electrode
これまで、〈電池積層体準備工程〉で説明した態様で準備した電池集積体に、そのまま等方圧を印加しても、電池積層体の各層間の密着を効率よく高めることができる。 Even if the isotropic pressure is applied to the battery stack prepared in the manner described in the <Battery Stack Preparing Step>, the adhesion between the layers of the battery stack can be efficiently increased.
〈変形〉
これまで説明してきたこと以外でも、本開示の全固体電池の製造方法は、特許請求の範囲に記載した内容の範囲内で種々の変形を加えることができる。例えば、図1で示した実施形態と図3で示した実施形態を同時に実施してもよい。具体的には、同一圧力容器内に、図1で示した実施形態の挟持体と図3で示した実施形態の挟持体を装入し、これらに等方圧を印加してもよい。なお、「挟持体」とは、例えば、図1で示した実施形態のように、支持板40及び弾性クリップ50で挟持した封入体30全体を意味する。あるいは、図3で示した実施形態のように、支持板40及び補助支持板45で挟持した封入体30全体を意味する。
<deformation>
In addition to what has been described so far, the method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure can be modified in various ways within the scope of the claims. For example, the embodiment shown in FIG. 1 and the embodiment shown in FIG. 3 may be implemented simultaneously. Specifically, the clamping body of the embodiment shown in FIG. 1 and the clamping body of the embodiment shown in FIG. 3 may be charged into the same pressure vessel and isotropic pressure may be applied to them. In addition, the “clamped body” means the
以下、本開示の全固体電池の製造方法を実施例及び比較例により、さらに具体的に説明する。なお、本開示の全固体電池の製造方法は、以下の実施例で用いた条件に限定されない。 Hereinafter, the manufacturing method of the all-solid-state battery of the present disclosure will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Note that the method for manufacturing an all-solid-state battery of the present disclosure is not limited to the conditions used in the following examples.
《全固体電池試料の準備》
次の要領で、全固体電池試料を準備した。
《Preparation of all-solid-state battery sample》
An all-solid battery sample was prepared in the following manner.
〈実施例1〉
図1に示した実施形態に従って、封入体30に等方圧を印加した。等方圧は980MPa、そして、等方圧の印加温度は190℃であった。封入体30内の電池積層体10としては、10個の単位電池を積層した。
<Example 1>
An isostatic pressure was applied to the
〈比較例〉
封入体30に、そのまま等方圧を印加した。すなわち、封入体30に支持板40を添えずに、等方圧を印加した。等方圧の印加条件及び単位電池の積層数は、実施例と同様であった。
<Comparative example>
An isotropic pressure was applied to the
〈実施例2〉
図10Aに示した態様で電池積層体を準備したこと以外、実施例1と同様に全固体電池試料を準備した。
<Example 2>
An all-solid battery sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the battery stack was prepared in the manner shown in FIG. 10A.
〈実施例3〉
図16に示した態様で電池積層体を準備したこと以外、実施例1と同様に全固体電池試料を準備した。
<Example 3>
An all-solid battery sample was prepared in the same manner as in Example 1, except that the battery stack was prepared in the manner shown in FIG.
《評価》
等方圧の印加後に、封入体30のラミネートフィルム容器20内から電池積層体10を取り出し、集電体面(電池積層体10の積層表面)の高さプロファイルを測定した。測定には、株式会社キーエンス製デジタルマイクロスコープVHX-700を用いた。そして、測定した高さプロファイルについて、2次の近似式を算出した。この近似式から、次の式に従い、各位置における曲率を算出した。
曲率=|d2y/dx2|/{1+(dy/dx)2}3/2
ただし、xは集電体面の高さ、yは位置を表す。
"evaluation"
After the isotropic pressure was applied, the
Curvature=|d 2 y/dx 2 |/{1+(dy/dx) 2 } 3/2
However, x represents the height of the current collector surface, and y represents the position.
結果を図6及び図7に示す。図6は、実施例の全固体電池試料について、高さプロファイルと曲率分布を示すグラフである。図7は、比較例の全固体電池試料について、高さプロファイルと曲率分布を示すグラフである。 The results are shown in FIGS. 6 and 7. FIG. FIG. 6 is a graph showing the height profile and curvature distribution of the all-solid-state battery sample of the example. FIG. 7 is a graph showing the height profile and curvature distribution of the all-solid-state battery sample of the comparative example.
図6及び図7から、実施例及び比較例のいずれの全固体電池試料においても、集電体面内で、ほぼ一定の曲率が得られていることを理解できる。また、それらの曲率は次のとおりである。
曲率(mm-1)
実施例 0.00014
比較例 0.007
From FIGS. 6 and 7, it can be understood that substantially constant curvature is obtained in the current collector plane in both the all-solid-state battery samples of Examples and Comparative Examples. Also, their curvatures are as follows.
Curvature (mm -1 )
Example 0.00014
Comparative example 0.007
このことから、比較例に比べて、実施例1の全固体電池試料では、反りが非常に小さいことを確認できた。また、実施例2及び実施例3の全固体電池試料でも、反りが非常に小さく、かつ、実施例1の全固体電池試料と比べて、電池積層体の各層のずれが抑制されており、電池積層体を構成する正極体の端面と負極体の端面との短絡を一層回避し易くなっていることを確認できた。 From this, it was confirmed that the all-solid-state battery sample of Example 1 had a very small warp compared to the comparative example. In addition, the all-solid-state battery samples of Examples 2 and 3 also had very little warpage, and compared with the all-solid-state battery sample of Example 1, the displacement of each layer of the battery stack was suppressed. It was confirmed that the short circuit between the end face of the positive electrode body and the end face of the negative electrode body constituting the laminate can be more easily avoided.
以上の結果から、本開示の全固体電池の製造方法の効果を確認できた。 From the above results, the effect of the method for manufacturing an all-solid-state battery according to the present disclosure could be confirmed.
10 電池積層体
20 ラミネートフィルム容器
30 封入体
40、40a、40b、40c、40d 支持板
42 貫通穴
45 補助支持板
50 弾性クリップ
55 弾性体
60 圧力容器
70 ボルト
72 ナット
100 正極集電体
102 正極集電タブ
110 正極活物質層
120 正極層
200 負極集電体
202 負極集電タブ
210 負極活物質層
220 負極層
310 第一固体電解質層
320 第二固体電解質層
330 外周
400 絶縁層
500 位置決め治具
520a、520b 突き当て
REFERENCE SIGNS
Claims (9)
前記封入体の両方の外側面に支持板を積層して、前記支持板で前記封入体を挟持すること、及び、
前記封入体と前記支持板を当接させつつ、前記封入体に等方圧を印加して前記封入体を圧縮すること、
を含む、
全固体電池の製造方法。 enclosing the battery laminate in a laminate film container to obtain an enclosure;
Laminating support plates on both outer surfaces of the enclosure, and sandwiching the enclosure with the support plates;
compressing the enclosure by applying an isotropic pressure to the enclosure while bringing the enclosure and the support plate into contact;
including,
A method for manufacturing an all-solid-state battery.
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層及び第二固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触し、かつ、前記正極層の端面及び前記負極層の端面の少なくともいずれかに、第二固体電解質層を配置して、前記電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第二固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
請求項1又は2に記載の全固体電池の製造方法。 preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer and a second solid electrolyte layer; and
The positive electrode active material layer of the positive electrode layer and the negative electrode active material layer of the negative electrode layer are in contact with each other through the first solid electrolyte layer, and at least the end surface of the positive electrode layer and the end surface of the negative electrode layer Arranging a second solid electrolyte layer in either to prepare the battery stack;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the second solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
The manufacturing method of the all-solid-state battery according to claim 1 or 2.
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触して、前記電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第一固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
請求項1又は2に記載の全固体電池の製造方法。 preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer; and
preparing the battery stack by bringing the positive electrode active material layer of the positive electrode layer into contact with the negative electrode active material layer of the negative electrode layer through the first solid electrolyte layer;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the first solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
The manufacturing method of the all-solid-state battery according to claim 1 or 2.
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層及び第二固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触し、かつ、前記正極層の端面及び前記負極層の端面の少なくともいずれかに、第二固体電解質層を配置して、電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第二固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
全固体電池の製造方法。 preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer and a second solid electrolyte layer; and
The positive electrode active material layer of the positive electrode layer and the negative electrode active material layer of the negative electrode layer are in contact with each other through the first solid electrolyte layer, and at least the end surface of the positive electrode layer and the end surface of the negative electrode layer Arranging a second solid electrolyte layer on either to prepare a battery stack;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the second solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
A method for manufacturing an all-solid-state battery.
負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を形成して、負極層を準備すること、
第一固体電解質層を準備すること、及び、
前記第一固体電解質層を介して、前記正極層の前記正極活物質層と、前記負極層の前記負極活物質層とを接触して、電池積層体を準備すること、
を含み
前記電池積層体の準備の際、前記第一固体電解質層の外周に絶縁層を設置し、かつ、前記電池積層体の外周の少なくとも二箇所で、前記電池積層体の各層の端面を揃えることによって、積層方向の位置決めをする、
全固体電池の製造方法。 preparing a positive electrode layer by forming a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector;
preparing a negative electrode layer by forming a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector;
providing a first solid electrolyte layer; and
preparing a battery laminate by bringing the positive electrode active material layer of the positive electrode layer into contact with the negative electrode active material layer of the negative electrode layer through the first solid electrolyte layer;
When preparing the battery stack, an insulating layer is placed on the outer periphery of the first solid electrolyte layer, and the end faces of each layer of the battery stack are aligned at least at two locations on the outer periphery of the battery stack. Positioning in the stacking direction is performed by
A method for manufacturing an all-solid-state battery.
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