JP2023057462A - Power storage device - Google Patents

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Abstract

To provide a power storage device capable of improving yield and durability by shortening the time required for manufacture.SOLUTION: In a power storage device 10, a positive electrode plate 11 in which positive electrode mixture layers 11b are formed on both surfaces of a positive electrode collector 11a, a negative electrode plate 12 in which negative electrode mixture layers 12b are formed on both surfaces of a negative electrode collector 12a, and a solid electrolyte layer 13 held between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are provided inside of a sheath body 14. In the power storage device 10, a joint member 16 is further provided inside of the sheath body 14 in such a manner that a first space 15A in contact with the positive electrode plate 11 and the solid electrolyte layer 13 is separated from a second space 15B in contact with the negative electrode plate 12 and the solid electrolyte layer 13. In the power storage device 10, the first space 15A is filled with a first electrolyte and the second space 15B is filled with a second electrolyte.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to an electricity storage device.

気候関連災害の観点から、COの排出量を削減することが求められているため、二次電池が搭載されている電気自動車への関心が高まっている。 From the viewpoint of climate-related disasters, there is a growing interest in electric vehicles equipped with secondary batteries due to the need to reduce CO2 emissions.

特許文献1には、第1空間および第2空間を互いに離隔させると共に、第1空間と第2空間との間において金属イオンを透過させる隔壁と、第1空間の内部に配置されると共に、金属イオンを吸蔵および放出する負極と、第2空間の内部に配置されると共に、金属イオンを吸蔵および放出する正極と、を備えた、二次電池が記載されている。ここで、第1空間の内部には、金属イオンを含む第1水系電解液が収容されており、第2空間の内部には、金属イオンを含むと共に、第1水系電解液のpHよりも小さいpHを有する第2水系電解液が収容されている。 Patent Document 1 discloses a partition wall that separates a first space and a second space from each other and allows metal ions to pass between the first space and the second space; A secondary battery is described that includes a negative electrode that occludes and releases ions and a positive electrode that is disposed inside the second space and that occludes and releases metal ions. Here, the inside of the first space contains a first aqueous electrolyte containing metal ions, and the inside of the second space contains metal ions and has a pH lower than that of the first aqueous electrolyte. A second aqueous electrolyte having a pH is accommodated.

国際公開第2020/218456号WO2020/218456

しかしながら、負極が配置される第1空間および正極が配置される第2空間に、それぞれ第1水系電解液および第2水系電解液を収容する構造が複雑であるため、二次電池の製造に要する時間が長くなる。また、二次電池の製造過程で、第1水系電解液および第2水系電解液のいずれかが、他方の電解液に混入する可能性が高くなり、歩留まりが低下する。さらに、二次電池の充放電時の熱サイクル等により、隔壁が剥離して、第1空間および第2空間のいずれかに含まれる成分が他方の空間に混入する可能性が高くなり、耐久性が低下する。 However, since the structure of accommodating the first aqueous electrolyte and the second aqueous electrolyte in the first space where the negative electrode is arranged and the second space where the positive electrode is arranged, respectively, is complicated, it takes longer. In addition, during the manufacturing process of the secondary battery, there is a high possibility that one of the first aqueous electrolyte and the second aqueous electrolyte will be mixed with the other electrolyte, resulting in a decrease in yield. Furthermore, due to heat cycles during charging and discharging of the secondary battery, the partition wall is likely to peel off, and the components contained in either the first space or the second space are mixed into the other space. decreases.

本発明は、製造に要する時間が短くなり、歩留まりおよび耐久性を向上させることが可能な蓄電デバイスを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electricity storage device capable of shortening the time required for manufacturing and improving yield and durability.

本発明の一態様は、蓄電デバイスにおいて、正極集電体の両面に正極合材層が形成されている正極板と、負極集電体の両面に負極合材層が形成されている負極板と、前記正極板と前記負極板との間に挟持されている固体電解質層と、が外装体内に設けられており、前記正極板および前記固体電解質層と接触している第一の空間と、前記負極板および前記固体電解質層と接触している第二の空間と、を隔離するように、接合部材が前記外装体内にさらに設けられており、前記第一の空間に第一の電解質組成物が配置されており、前記第二の空間に第二の電解質組成物が配置されている。 One aspect of the present invention is an electricity storage device comprising a positive electrode plate in which positive electrode mixture layers are formed on both sides of a positive electrode current collector, and a negative electrode plate in which negative electrode mixture layers are formed on both sides of a negative electrode current collector. , a solid electrolyte layer sandwiched between the positive electrode plate and the negative electrode plate, are provided in an exterior body, and a first space in contact with the positive electrode plate and the solid electrolyte layer; A joining member is further provided in the exterior body so as to separate the negative electrode plate and the second space in contact with the solid electrolyte layer, and the first electrolyte composition is placed in the first space. and a second electrolyte composition is disposed in the second space.

前記第一の電解質組成物は、前記第二の電解質組成物とは異なってもよい。 The first electrolyte composition may be different than the second electrolyte composition.

上記の蓄電デバイスは、前記正極板および前記負極板の少なくとも一方と、前記固体電解質層と、を複数有し、前記正極板が前記第二の空間と接触せず、前記負極板が前記第一の空間と接触しないように、隣接する前記固体電解質層が、前記接合部材を介して接合していてもよい。 The power storage device includes at least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a plurality of the solid electrolyte layers, the positive electrode plate does not contact the second space, and the negative electrode plate The adjacent solid electrolyte layers may be joined via the joining member so as not to come into contact with the space.

上記の蓄電デバイスは、正極集電体の一方の面に正極合材層が形成されており、他方の面に保持板が形成されている端部材が前記外装体内にさらに設けられており、前記端部材と、前記端部材に隣接する前記負極板との間に、前記固体電解質層が挟持されており、前記端部材を構成する前記正極集電体および前記正極合材層が前記第二の空間と接触しないように、前記端部材と、前記端部材に隣接する前記負極板との間に挟持されている固体電解質層と、前記保持板と、が前記接合部材を介して接合しており、前記保持板と、前記外装体と、が前記接合部材を介して接合していてもよい。 In the above electricity storage device, the positive electrode mixture layer is formed on one surface of the positive electrode current collector, and an end member having a holding plate formed on the other surface is further provided in the exterior body, The solid electrolyte layer is sandwiched between an end member and the negative electrode plate adjacent to the end member, and the positive electrode current collector and the positive electrode mixture layer forming the end member are connected to the second electrode plate. The solid electrolyte layer sandwiched between the end member and the negative electrode plate adjacent to the end member and the holding plate are joined via the joining member so as not to contact the space. , and the holding plate and the exterior body may be joined via the joining member.

上記の蓄電デバイスは、負極集電体の一方の面に負極合材層が形成されており、他方の面に保持板が形成されている端部材が前記外装体内にさらに設けられており、前記端部材と、前記端部材に隣接する前記正極板との間に、前記固体電解質層が挟持されており、前記端部材を構成する前記負極集電体および前記負極合材層が前記第一の空間と接触しないように、前記端部材と、前記端部材に隣接する前記正極板との間に挟持されている固体電解質層と、前記保持板と、が前記接合部材を介して接合しており、前記保持板と、前記外装体と、が前記接合部材を介して接合していてもよい。 In the above electricity storage device, the negative electrode mixture layer is formed on one surface of the negative electrode current collector, and an end member having a holding plate formed on the other surface is further provided in the exterior body, The solid electrolyte layer is sandwiched between an end member and the positive electrode plate adjacent to the end member, and the negative electrode current collector and the negative electrode mixture layer that constitute the end member are connected to the first electrode plate. The solid electrolyte layer sandwiched between the end member and the positive electrode plate adjacent to the end member and the holding plate are joined via the joining member so as not to come into contact with the space. , and the holding plate and the exterior body may be joined via the joining member.

上記の蓄電デバイスは、前記固体電解質層の前記第一の空間および前記第二の空間と接触していない領域の少なくとも一部と、前記外装体と、が前記接合部材を介して接合していてもよい。 In the electric storage device, at least part of a region of the solid electrolyte layer that is not in contact with the first space and the second space is joined to the exterior body via the joining member. good too.

上記の蓄電デバイスは、前記固体電解質層の前記正極板と前記負極板との間に挟持されていない領域に、前記接合部材が設けられていてもよい。 In the above electricity storage device, the joining member may be provided in a region of the solid electrolyte layer that is not sandwiched between the positive electrode plate and the negative electrode plate.

上記の蓄電デバイスは、前記正極板、前記負極板および前記固体電解質層は、平面視略矩形であり、隣接する前記固体電解質層の前記第一の空間および前記第二の空間と接触している側の辺以外の二辺の少なくとも一部で、前記接合部材が設けられている領域が重なってもよい。 In the electricity storage device, the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the solid electrolyte layer are substantially rectangular in plan view, and are in contact with the first space and the second space of the adjacent solid electrolyte layers. The regions provided with the joining members may overlap at least a part of two sides other than the side sides.

本発明によれば、製造に要する時間が短くなり、歩留まりおよび耐久性を向上させることが可能な蓄電デバイスを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the time required for manufacture can be shortened, and it can provide the electrical storage device which can improve a yield and durability.

本実施形態の蓄電デバイスの一例を示す断面図である。It is a sectional view showing an example of an electricity storage device of this embodiment. 図1の蓄電デバイスのZ-Z’方向の断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the electricity storage device of FIG. 1 along the ZZ′ direction; 図1の蓄電デバイスの製造方法の一例を示す図である。1. It is a figure which shows an example of the manufacturing method of the electrical storage device of FIG. 図1の蓄電デバイスの変形例で用いる固体電解質層を示す図である。1. It is a figure which shows the solid electrolyte layer used with the modification of the electrical storage device of FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態の蓄電デバイスの一例を示す。 FIG. 1 shows an example of the electricity storage device of this embodiment.

蓄電デバイス10は、正極集電体11aの両面に正極合材層11bが形成されている正極板11と、負極集電体12aの両面に負極合材層12bが形成されている負極板12と、正極板11と負極板12との間に挟持されている固体電解質層13と、が外装体14内に設けられている。また、蓄電デバイス10は、正極板11および固体電解質層13と接触している第一の空間15Aと、負極板12および固体電解質層13と接触している第二の空間15Bと、を隔離するように、外装体14内に接合部材16がさらに設けられている。このとき、正極板11は、正極集電体11aから、第一の空間15Aの側に、正極タブリード11cが延在しており、負極板12は、負極集電体12aから、第二の空間15Bの側に、負極タブリード12cが延在している。さらに、蓄電デバイス10は、第一の電解質組成物としての、第一の電解液が第一の空間15Aに充填されており、第二の電解質組成物としての、第二の電解液が第二の空間15Bに充填されている。このため、蓄電デバイス10の製造に要する時間が短くなる。また、蓄電デバイス10の製造過程で、第一の電解液および第二の電解液のいずれかが、他方の電解液に混入する可能性が低くなり、歩留まりが向上する。さらに、蓄電デバイス10の充放電時の熱サイクル等により、接合部材16が剥離して、第一の空間15Aおよび第二の空間15Bのいずれかに含まれる成分が他方の空間に混入する可能性が低くなり、耐久性が向上する。 The electricity storage device 10 includes a positive electrode plate 11 in which positive electrode mixture layers 11b are formed on both sides of a positive electrode current collector 11a, and a negative electrode plate 12 in which negative electrode mixture layers 12b are formed on both sides of a negative electrode current collector 12a. , and a solid electrolyte layer 13 sandwiched between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 are provided in the exterior body 14 . In addition, the power storage device 10 separates the first space 15A in contact with the positive electrode plate 11 and the solid electrolyte layer 13 and the second space 15B in contact with the negative electrode plate 12 and the solid electrolyte layer 13. As shown, a joint member 16 is further provided within the exterior body 14 . At this time, the positive electrode plate 11 has the positive electrode tab lead 11c extending from the positive electrode current collector 11a to the first space 15A side, and the negative electrode plate 12 extends from the negative electrode current collector 12a to the second space. A negative electrode tab lead 12c extends on the side of 15B. Furthermore, in the electricity storage device 10, the first space 15A is filled with the first electrolyte solution as the first electrolyte composition, and the second electrolyte solution as the second electrolyte composition is filled in the second space 15A. is filled in the space 15B. Therefore, the time required to manufacture the electricity storage device 10 is shortened. Moreover, in the manufacturing process of the electric storage device 10, the possibility that either the first electrolytic solution or the second electrolytic solution is mixed with the other electrolytic solution is reduced, and the yield is improved. Furthermore, there is a possibility that the bonding member 16 will peel off due to thermal cycles or the like during charging and discharging of the electricity storage device 10, and components contained in either the first space 15A or the second space 15B will mix into the other space. is reduced and durability is improved.

外装体14としては、特に限定されないが、例えば、ラミネートフィルム等が挙げられる。 Examples of the exterior body 14 include, but are not particularly limited to, a laminate film and the like.

ラミネートフィルムを構成する材料としては、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼等が挙げられる。 Materials constituting the laminate film include, for example, aluminum and stainless steel.

外装体14の厚さは、特に限定されないが、例えば、50μm以上500μm以下である。 Although the thickness of the exterior body 14 is not particularly limited, it is, for example, 50 μm or more and 500 μm or less.

接合部材16を構成する材料としては、第一の空間15Aと、第二の空間15Bと、を隔離するように、対応する部材を接合することが可能であれば、特に限定されないが、例えば、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。 The material constituting the joining member 16 is not particularly limited as long as it is possible to join the corresponding members so as to separate the first space 15A and the second space 15B. Examples include polyolefin resins, epoxy resins, polyurethane resins, acrylic resins, and silicone resins.

蓄電デバイス10は、負極集電体17aの一方の面に負極合材層17bが形成されており、他方の面に保持板17cが形成されている端部材17が外装体14内にさらに設けられており、端部材17と、端部材17に隣接する正極板11との間に、固体電解質層13が挟持されている。このとき、端部材17は、負極集電体17aから、第二の空間15Bの側に、負極タブリード17dが延在している。また、蓄電デバイス10は、負極集電体17aおよび負極合材層17bが第一の空間15Aと接触しないように、端部材17と、端部材17に隣接する正極板11との間に挟持されている固体電解質層13と、保持板17cと、が接合部材16を介して接合している。さらに、蓄電デバイス10は、保持板17cと、外装体14と、が接合部材16を介して接合している。 The power storage device 10 has a negative electrode mixture layer 17b formed on one surface of a negative electrode current collector 17a, and an end member 17 having a holding plate 17c formed on the other surface. A solid electrolyte layer 13 is sandwiched between the end member 17 and the positive electrode plate 11 adjacent to the end member 17 . At this time, the end member 17 has a negative electrode tab lead 17d extending from the negative electrode current collector 17a to the second space 15B side. In addition, the power storage device 10 is sandwiched between the end member 17 and the positive electrode plate 11 adjacent to the end member 17 so that the negative electrode current collector 17a and the negative electrode mixture layer 17b do not come into contact with the first space 15A. The solid electrolyte layer 13 and the holding plate 17 c are joined via the joining member 16 . Furthermore, in the electric storage device 10 , the holding plate 17 c and the exterior body 14 are joined via the joining member 16 .

ここで、負極集電体17aおよび負極合材層17bは、それぞれ負極集電体12aおよび負極合材層12bと同一であってもよいし、異なっていてもよい。 Here, the negative electrode current collector 17a and the negative electrode mixture layer 17b may be the same as or different from the negative electrode current collector 12a and the negative electrode mixture layer 12b, respectively.

保持板17cを構成する材料としては、蓄電デバイス10の上面および下面を保持することが可能であり、且つ、第一の電解液および第二の電解液に対して、化学的に安定な材料であれば、特に限定されないが、例えば、ステンレス鋼、銅、ニッケル、ポリオレフィン樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。 As a material for the holding plate 17c, a material capable of holding the upper and lower surfaces of the electric storage device 10 and chemically stable with respect to the first electrolytic solution and the second electrolytic solution is used. If there is, it is not particularly limited, but examples thereof include stainless steel, copper, nickel, polyolefin resin, epoxy resin, polyurethane resin, acrylic resin, and silicone resin.

保持板17cの厚さは、特に限定されないが、例えば、100μm以上1000μm以下である。 Although the thickness of the holding plate 17c is not particularly limited, it is, for example, 100 μm or more and 1000 μm or less.

なお、端部材17の代わりに、正極集電体の一方の面に正極合材層が形成されており、他方の面に保持板が形成されている端部材を用いてもよい。この場合、端部材と、端部材に隣接する負極板12との間に、固体電解質層13が挟持されており、端部材を構成する正極集電体および正極合材層が第二の空間15Bと接触しないように、端部材と、端部材に隣接する負極板12との間に挟持されている固体電解質層13と、保持板と、が接合部材16を介して接合している。 Instead of the end member 17, an end member having a positive electrode mixture layer formed on one surface of the positive electrode current collector and a holding plate formed on the other surface may be used. In this case, the solid electrolyte layer 13 is sandwiched between the end member and the negative electrode plate 12 adjacent to the end member. The solid electrolyte layer 13 sandwiched between the end member and the negative electrode plate 12 adjacent to the end member and the holding plate are joined via the joining member 16 so as not to come into contact with the solid electrolyte layer 13 .

蓄電デバイス10は、正極板11が第二の空間15Bと接触せず、負極板12が第一の空間15Aと接触しないように、隣接する固体電解質層13が、接合部材16を介して接合している。このため、蓄電デバイス10の耐振動性および体積エネルギー密度が向上する。 In the electricity storage device 10, the adjacent solid electrolyte layers 13 are joined via the joining member 16 so that the positive electrode plate 11 does not contact the second space 15B and the negative electrode plate 12 does not contact the first space 15A. ing. Therefore, the vibration resistance and volumetric energy density of the electricity storage device 10 are improved.

蓄電デバイス10は、図2に示すように、固体電解質層13の第一の空間15Aおよび第二の空間15Bと接触していない領域と、外装体14と、が接合部材16を介して接合している。 In the electric storage device 10, as shown in FIG. 2, a region of the solid electrolyte layer 13 that is not in contact with the first space 15A and the second space 15B is joined to the exterior body 14 via a joining member 16. ing.

蓄電デバイス10は、例えば、図3に示すように、平面視略矩形の固体電解質層13、正極板11、固体電解質層13、負極板12等を積層して得られる極群の外周と、外装体14と、を、接合部材16を介して、溶着接合した後、第一の空間15Aおよび第二の空間15Bに、それぞれ第一の電解液および第二の電解液を充填することにより、製造することができる。このとき、固体電解質層13の正極板11と負極板12との間に挟持されない領域に、接合部材16が設けられている。具体的には、正極板11が積層される固体電解質層13は、正極タブリード11cが延在している側、すなわち、第一の空間15Aと接触する側の辺以外の三辺の正極板11が積層される側に、接合部材16が設けられている。また、負極板12が積層される固体電解質層13は、負極タブリード12cが延在している側、すなわち、第二の空間15Bと接触する側の辺以外の三辺の負極板12が積層される側に、接合部材16が設けられている。このため、蓄電デバイス10は、隣接する固体電解質層13の第一の空間15Aおよび第二の空間15Bと接触している側の辺以外の二辺で、接合部材16が設けられている領域が重なる。 For example, as shown in FIG. 3 , the electricity storage device 10 has an outer circumference of an electrode group obtained by laminating a substantially rectangular solid electrolyte layer 13 , a positive electrode plate 11 , a solid electrolyte layer 13 , a negative electrode plate 12 , and the like, and an exterior. After welding and joining the body 14 via the joining member 16, the first space 15A and the second space 15B are filled with the first electrolytic solution and the second electrolytic solution, respectively. can do. At this time, a bonding member 16 is provided in a region of the solid electrolyte layer 13 that is not sandwiched between the positive electrode plate 11 and the negative electrode plate 12 . Specifically, the solid electrolyte layer 13 on which the positive electrode plate 11 is laminated has three sides of the positive electrode plate 11 other than the side on which the positive electrode tab lead 11c extends, that is, the side that contacts the first space 15A. is laminated, a joining member 16 is provided. In the solid electrolyte layer 13 on which the negative electrode plate 12 is laminated, the negative electrode plate 12 on three sides other than the side on which the negative electrode tab lead 12c extends, that is, the side that contacts the second space 15B is laminated. A joining member 16 is provided on the side of the connector. Therefore, in the electric storage device 10, the two sides other than the sides in contact with the first space 15A and the second space 15B of the adjacent solid electrolyte layers 13 have regions where the bonding members 16 are provided. Overlap.

固体電解質層13に設けられている接合部材16の幅は、特に限定されないが、例えば、1mm以上10mm以下である。 The width of the bonding member 16 provided on the solid electrolyte layer 13 is not particularly limited, but is, for example, 1 mm or more and 10 mm or less.

なお、正極板11が積層される固体電解質層13は、正極板11が積層されない側に、接合部材16が設けられていてもよいし、負極板12が積層される固体電解質層13は、負極板12が積層されない側に、接合部材16が設けられていてもよい。 The solid electrolyte layer 13 on which the positive electrode plate 11 is laminated may be provided with a joining member 16 on the side on which the positive electrode plate 11 is not laminated. A joining member 16 may be provided on the side where the plate 12 is not laminated.

また、蓄電デバイス10は、図4に示すように、隣接する固体電解質層13の第一の空間15Aおよび第二の空間15Bと接触している側の辺以外の二辺の一部で、接合部材16が設けられている領域が重なっていてもよい。 Moreover, as shown in FIG. 4, the electric storage device 10 is joined at a part of two sides other than the sides in contact with the first space 15A and the second space 15B of the adjacent solid electrolyte layers 13. The regions in which the members 16 are provided may overlap.

隣接する固体電解質層13の接合部材16が設けられている領域が重なっている長さLは、5mm以上であることが好ましく、10mm以上であることがさらに好ましい。Lが5mm以上であると、蓄電デバイス10の歩留まりおよび耐久性が向上する。 The overlapping length L of the regions provided with the bonding members 16 of the adjacent solid electrolyte layers 13 is preferably 5 mm or more, more preferably 10 mm or more. When L is 5 mm or more, the yield and durability of the electricity storage device 10 are improved.

なお、蓄電デバイス10は、2個の正極板11と、1個の負極板12と、4個の固体電解質層13と、を有するが、正極板11、負極板12および固体電解質層13の個数は、特に限定されない。 Electricity storage device 10 has two positive electrode plates 11 , one negative electrode plate 12 and four solid electrolyte layers 13 . is not particularly limited.

また、蓄電デバイス10が正極板11、負極板12および固体電解質層13を複数有する場合、複数の正極板11、負極板12および固体電解質層13は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 Further, when the power storage device 10 has a plurality of positive electrode plates 11, negative electrode plates 12 and solid electrolyte layers 13, the plurality of positive electrode plates 11, negative electrode plates 12 and solid electrolyte layers 13 may be the same or different. good too.

蓄電デバイス10としては、繰り返して電気エネルギーを蓄え、放出することが可能なデバイスであれば、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池、リチウム空気電池、リチウムイオンキャパシタ、レドックスフロー電池等が挙げられる。 The electricity storage device 10 is not particularly limited as long as it is a device that can repeatedly store and release electrical energy. mentioned.

以下、蓄電デバイス10がリチウムイオン二次電池である場合について説明する。 A case where the electricity storage device 10 is a lithium ion secondary battery will be described below.

正極集電体11aとしては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム箔等の金属箔等が挙げられる。 Examples of the positive electrode current collector 11a include, but are not limited to, metal foil such as aluminum foil.

正極集電体11aの厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm以上15μm以下である。 Although the thickness of the positive electrode current collector 11a is not particularly limited, it is, for example, 5 μm or more and 15 μm or less.

正極合材層11bは、正極活物質を含み、必要に応じて、固体電解質、導電助剤、結着剤等をさらに含んでいてもよい。 The positive electrode mixture layer 11b contains a positive electrode active material, and if necessary, may further contain a solid electrolyte, a conductive aid, a binder, and the like.

正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出することが可能であれば、特に限定されないが、例えば、LiCoO、Li(Ni5/10Co2/10Mn3/10)O2、Li(Ni6/10Co2/10Mn2/10)O2、Li(Ni8/10Co1/10Mn1/10)O2、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2、Li(Ni1/6Co4/6Mn1/6)O2、Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)O2、LiCoO、LiMn、LiNiO、LiFePO、硫化リチウム、硫黄等が挙げられる。これらの正極活物質は、単独で使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions . Ni6 /10Co2 / 10Mn2 /10 )O2 , Li (Ni8 / 10Co1 / 10Mn1 /10 )O2 , Li( Ni0.8Co0.15Al0.05 )O 2, Li(Ni1 /6Co4 / 6Mn1/ 6 )O2 , Li(Ni1/ 3Co1 / 3Mn1/3 )O2 , LiCoO4 , LiMn2O4 , LiNiO2 , LiFePO 4 , lithium sulfide, sulfur, and the like. These positive electrode active materials may be used alone or in combination.

正極合材層11b中の正極活物質の含有量は、特に限定されないが、例えば、75質量%以上95質量%以下である。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer 11b is not particularly limited, but is, for example, 75% by mass or more and 95% by mass or less.

正極合材層11bの厚さは、特に限定されないが、例えば、20μm以上1000μm以下である。 Although the thickness of the positive electrode mixture layer 11b is not particularly limited, it is, for example, 20 μm or more and 1000 μm or less.

負極集電体12aとしては、特に限定されないが、例えば、銅箔等の金属箔等が挙げられる。 The negative electrode current collector 12a is not particularly limited, but examples thereof include metal foil such as copper foil.

負極集電体12aの厚さは、特に限定されないが、例えば、5μm以上15μm以下である。 The thickness of the negative electrode current collector 12a is not particularly limited, but is, for example, 5 μm or more and 15 μm or less.

負極合材層12bは、負極活物質を含み、必要に応じて、固体電解質、導電助剤、結着剤等をさらに含んでいてもよい。 The negative electrode mixture layer 12b contains a negative electrode active material, and may further contain a solid electrolyte, a conductive aid, a binder, and the like, if necessary.

負極合材層12b中の負極活物質の含有量は、特に限定されないが、例えば、60質量%以上95質量%以下である。 The content of the negative electrode active material in the negative electrode mixture layer 12b is not particularly limited, but is, for example, 60% by mass or more and 95% by mass or less.

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出することが可能であれば、特に限定されないが、例えば、金属リチウム、リチウム合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、Si、SiO、炭素材料等が挙げられる。これらの負極活物質は、単独で使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of intercalating and deintercalating lithium ions. materials and the like. These negative electrode active materials may be used alone or in combination.

炭素材料としては、例えば、人工黒鉛、天然黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。 Examples of carbon materials include artificial graphite, natural graphite, hard carbon, and soft carbon.

負極合材層12bの厚さは、特に限定されないが、例えば、10μm以上500μm以下である。 Although the thickness of the negative electrode mixture layer 12b is not particularly limited, it is, for example, 10 μm or more and 500 μm or less.

固体電解質層13を構成する固体電解質としては、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン伝導性酸化物、リチウムイオン伝導性硫化物等が挙げられる。 The solid electrolyte forming the solid electrolyte layer 13 is not particularly limited, but examples thereof include lithium ion conductive oxides and lithium ion conductive sulfides.

固体電解質層13の厚さは、特に限定されないが、例えば、20μm以上150μm以下である。 Although the thickness of the solid electrolyte layer 13 is not particularly limited, it is, for example, 20 μm or more and 150 μm or less.

第一の電解液および第二の電解液は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The first electrolytic solution and the second electrolytic solution may be the same or different.

第一の電解液および第二の電解液が異なる場合は、第一の電解液および第二の電解液として、それぞれ水系電解液および非水系電解液(有機系電解液)を用いることができる。 When the first electrolytic solution and the second electrolytic solution are different, an aqueous electrolytic solution and a non-aqueous electrolytic solution (organic electrolytic solution) can be used as the first electrolytic solution and the second electrolytic solution, respectively.

水系電解液は、電解質および水を含む。 Aqueous electrolytes contain an electrolyte and water.

水系電解液に含まれる電解質としては、例えば、塩化リチウム、硫酸リチウム、酢酸リチウム、過塩素酸リチウム等が挙げられる。これらの電解質は、単独で使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。 Examples of the electrolyte contained in the aqueous electrolytic solution include lithium chloride, lithium sulfate, lithium acetate, lithium perchlorate, and the like. These electrolytes may be used alone or in combination.

非水系電解液は、電解質および有機溶媒を含む。 A non-aqueous electrolytic solution contains an electrolyte and an organic solvent.

非水系電解液に含まれる電解質としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウム、リチウムビスフルオロスルホニルイミド、リチウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド等が挙げられる。これらの電解質は、単独で使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。 Examples of the electrolyte contained in the non-aqueous electrolytic solution include lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate, lithium bisfluorosulfonylimide, lithium bistrifluoromethanesulfonylimide, and the like. These electrolytes may be used alone or in combination.

非水系電解液に含まれる有機溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で使用してもよいし、複数を混合して使用してもよい。 Examples of the organic solvent contained in the non-aqueous electrolytic solution include propylene carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethylene glycol dimethyl ether, and the like. These organic solvents may be used alone or in combination.

なお、第一の電解液および第二の電解液の少なくとも一方に高分子ゲル化剤を添加して高分子ゲル電解質としてもよい。すなわち、第一の電解液および第二の電解液の少なくとも一方を、高分子ゲル化剤をマトリクスとする高分子ゲル電解質としてもよい。 A polymer gelling agent may be added to at least one of the first electrolytic solution and the second electrolytic solution to form a polymer gel electrolyte. That is, at least one of the first electrolytic solution and the second electrolytic solution may be a polymer gel electrolyte having a polymer gelling agent as a matrix.

また、第一の空間15Aに第一の電解液を充填する代わりに、第一の電解液と同様の機能を有する固体電解質を配置してもよいし、第二の空間15Bに第二の電解液を充填する代わりに、第二の電解液と同様の機能を有する固体電解質を配置してもよい。これらの固体電解質は、第一の空間15Aまたは第二の空間15Bに配置してもよいし、第一の空間15Aおよび第二の空間15Bに配置してもよい。 Further, instead of filling the first space 15A with the first electrolytic solution, a solid electrolyte having the same function as the first electrolytic solution may be placed, or the second space 15B may be filled with the second electrolytic solution. A solid electrolyte having the same function as the second electrolytic solution may be arranged instead of filling the liquid. These solid electrolytes may be arranged in the first space 15A or the second space 15B, or may be arranged in the first space 15A and the second space 15B.

固体電解質としては、特に限定されないが、リチウムイオン伝導性酸化物、リチウムイオン伝導性硫化物等が挙げられる。 Examples of the solid electrolyte include, but are not limited to, lithium ion conductive oxides, lithium ion conductive sulfides, and the like.

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で、上記の実施形態を適宜変更してもよい。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and the above embodiments may be changed as appropriate within the scope of the present invention.

10 蓄電デバイス
11 正極板
11a 正極集電体
11b 正極合材層
11c 正極タブリード
12 負極板
12a 負極集電体
12b 負極合材層
12c 負極タブリード
13 固体電解質層
14 外装体
15A 第一の空間
15B 第二の空間
16 接合部材
17 端部材
17a 負極集電体
17b 負極合材層
17c 保持板
17d 負極タブリード
REFERENCE SIGNS LIST 10 power storage device 11 positive electrode plate 11a positive current collector 11b positive electrode mixture layer 11c positive electrode tab lead 12 negative electrode plate 12a negative electrode current collector 12b negative electrode mixture layer 12c negative electrode tab lead 13 solid electrolyte layer 14 exterior body 15A first space 15B second space 16 joining member 17 end member 17a negative electrode current collector 17b negative electrode mixture layer 17c holding plate 17d negative electrode tab lead

Claims (8)

正極集電体の両面に正極合材層が形成されている正極板と、負極集電体の両面に負極合材層が形成されている負極板と、前記正極板と前記負極板との間に挟持されている固体電解質層と、が外装体内に設けられており、
前記正極板および前記固体電解質層と接触している第一の空間と、前記負極板および前記固体電解質層と接触している第二の空間と、を隔離するように、接合部材が前記外装体内にさらに設けられており、
前記第一の空間に第一の電解質組成物が配置されており、
前記第二の空間に第二の電解質組成物が配置されている、蓄電デバイス。
Between a positive electrode plate in which positive electrode mixture layers are formed on both sides of a positive electrode current collector, a negative electrode plate in which negative electrode mixture layers are formed on both sides of a negative electrode current collector, and the positive electrode plate and the negative electrode plate A solid electrolyte layer sandwiched between and is provided in the exterior body,
A joining member is provided in the exterior so as to separate a first space in contact with the positive electrode plate and the solid electrolyte layer from a second space in contact with the negative electrode plate and the solid electrolyte layer. is further provided in
A first electrolyte composition is disposed in the first space,
An electricity storage device, wherein a second electrolyte composition is disposed in the second space.
前記第一の電解質組成物は、前記第二の電解質組成物とは異なる、請求項1に記載の蓄電デバイス。 2. The electricity storage device of claim 1, wherein the first electrolyte composition is different from the second electrolyte composition. 前記正極板および前記負極板の少なくとも一方と、前記固体電解質層と、を複数有し、
前記正極板が前記第二の空間と接触せず、前記負極板が前記第一の空間と接触しないように、隣接する前記固体電解質層が、前記接合部材を介して接合している、請求項1または2に記載の蓄電デバイス。
At least one of the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a plurality of the solid electrolyte layers,
3. The adjacent solid electrolyte layers are joined via the joining member so that the positive electrode plate does not contact the second space and the negative electrode plate does not contact the first space. 3. The electricity storage device according to 1 or 2.
正極集電体の一方の面に正極合材層が形成されており、他方の面に保持板が形成されている端部材が前記外装体内にさらに設けられており、
前記端部材と、前記端部材に隣接する前記負極板との間に、前記固体電解質層が挟持されており、
前記端部材を構成する前記正極集電体および前記正極合材層が前記第二の空間と接触しないように、前記端部材と、前記端部材に隣接する前記負極板との間に挟持されている固体電解質層と、前記保持板と、が前記接合部材を介して接合しており、
前記保持板と、前記外装体と、が前記接合部材を介して接合している、請求項3に記載の蓄電デバイス。
An end member having a positive electrode mixture layer formed on one surface of the positive electrode current collector and a holding plate formed on the other surface is further provided in the exterior body,
The solid electrolyte layer is sandwiched between the end member and the negative electrode plate adjacent to the end member,
sandwiched between the end member and the negative electrode plate adjacent to the end member so that the positive electrode current collector and the positive electrode mixture layer constituting the end member do not contact the second space; The solid electrolyte layer and the holding plate are joined via the joining member,
The electricity storage device according to claim 3, wherein said holding plate and said exterior body are joined via said joining member.
負極集電体の一方の面に負極合材層が形成されており、他方の面に保持板が形成されている端部材が前記外装体内にさらに設けられており、
前記端部材と、前記端部材に隣接する前記正極板との間に、前記固体電解質層が挟持されており、
前記端部材を構成する前記負極集電体および前記負極合材層が前記第一の空間と接触しないように、前記端部材と、前記端部材に隣接する前記正極板との間に挟持されている固体電解質層と、前記保持板と、が前記接合部材を介して接合しており、
前記保持板と、前記外装体と、が前記接合部材を介して接合している、請求項3に記載の蓄電デバイス。
An end member having a negative electrode mixture layer formed on one surface of the negative electrode current collector and a holding plate formed on the other surface is further provided in the exterior body,
The solid electrolyte layer is sandwiched between the end member and the positive electrode plate adjacent to the end member,
sandwiched between the end member and the positive electrode plate adjacent to the end member so that the negative electrode current collector and the negative electrode mixture layer constituting the end member do not contact the first space; The solid electrolyte layer and the holding plate are joined via the joining member,
The electricity storage device according to claim 3, wherein said holding plate and said exterior body are joined via said joining member.
前記固体電解質層の前記第一の空間および前記第二の空間と接触していない領域の少なくとも一部と、前記外装体と、が前記接合部材を介して接合している、請求項3から5のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。 6. At least part of a region of said solid electrolyte layer that is not in contact with said first space and said second space and said exterior body are bonded via said bonding member. The electricity storage device according to any one of . 前記固体電解質層の前記正極板と前記負極板との間に挟持されていない領域に、前記接合部材が設けられている、請求項3から6のいずれか一項に記載の蓄電デバイス。 The electricity storage device according to any one of claims 3 to 6, wherein the joining member is provided in a region of the solid electrolyte layer that is not sandwiched between the positive electrode plate and the negative electrode plate. 前記正極板、前記負極板および前記固体電解質層は、平面視略矩形であり、
隣接する前記固体電解質層の前記第一の空間および前記第二の空間と接触している側の辺以外の二辺の少なくとも一部で、前記接合部材が設けられている領域が重なる、請求項7に記載の蓄電デバイス。
The positive electrode plate, the negative electrode plate and the solid electrolyte layer are substantially rectangular in plan view,
2. The region where the bonding member is provided overlaps at least a part of two sides of the adjacent solid electrolyte layers other than the sides in contact with the first space and the second space. 8. The electricity storage device according to 7.
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