JP5008960B2 - 全固体型リチウム二次電池製造方法および全固体型リチウム二次電池 - Google Patents
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Description
まず最初に、図1を用いて、実施例1における全固体型リチウム二次電池製造方法の概要および主たる特徴を具体的に説明する。図1は、実施例1における全固体型リチウム二次電池の構成を説明するための俯瞰図および断面図である。
次に、図2および3を用いて、このようにして製造された全固体型リチウム二次電池(図1参照)の特性について説明する。図2は、実施例1における全固体型リチウム二次電池の充放電特性を示す図であり、図3は、実施例1における全固体型リチウム二次電池の充放電サイクル依存性を示す図である。
上記したように、実施例1によれば、固体電解質膜4が正極膜3と負極膜5とによって挟まれるように、基板1上に設けられた凹状の開口部内に正極膜3と固体電解質膜4と負極膜5とを順に積層し、積層される正極膜3および負極膜5それぞれに接触するように正極集電極2と負極集電極6とをそれぞれ成膜するので、これらを成膜する際に、マスク交換の必要はなく、マスクのずれが生じることを回避して電池エッジ領域は均一に成膜されるため、正極膜3と負極膜5とが接触して起こるショートを防止でき、不良品の発生率が低い全固体型リチウム二次電池を製造することが可能となる。
まず最初に、図4を用いて、実施例2における全固体型リチウム二次電池の製造方法を具体的に説明する。図4は、実施例2における全固体型リチウム二次電池の構成を説明するための俯瞰図および断面図である。
次に、図5を用いて、このようにして製造された全固体型リチウム二次電池の特性について説明する。図5は、実施例2における全固体型リチウム二次電池の充放電特性を示す図である。
上記したように、実施例2によれば、同一基板上に設けられた複数個の凹状の開口部内に正極膜3と固体電解質膜4と負極膜5とを順にそれぞれ積層し、積層される正極膜3および負極膜5それぞれに接触するように、当該同一基板上に設けられた複数個の凹状の開口部内にそれぞれ正極集電極2と負極集電極6とを成膜するので、一つの基板上に複数個の電池を製造でき、例えば、これらを直列に配線することで、より大きな放電容量を有する電池を一つの基板上にて実現でき、大容量かつ高電圧の全固体型リチウム二次電池を製造することが可能となる。
最後に、本発明による全固体型リチウム二次電池の製造方法により製造された全固体型リチウム二次電池の有効性を、従来一般的に用いられてきた製造方法による全固体型リチウム二次電池との比較を行なうことによって検証した。
2 正極集電極
2’ 正極端子
3 正極膜
4 固体電解質膜
5 負極膜
6 負極集電極(負極端子)
7 保護層
Claims (5)
- 遷移金属酸化物を主体とする固体からなる正極膜と、リチウムイオン導電性の固体からなる固体電解質膜と、リチウムイオンを吸蔵および放出可能な固体からなる負極膜とから構成される全固体型リチウム二次電池を製造する全固体型リチウム二次電池製造方法であって、
前記固体電解質膜が前記正極膜と前記負極膜とによって挟まれるように、基板上に設けられた凹状の開口部内に前記正極膜と前記固体電解質膜と前記負極膜とを順に積層する積層工程と、
前記積層工程によって積層される前記正極膜および前記負極膜それぞれに接触するように集電極をそれぞれ成膜する集電極成膜工程と、
前記集電極成膜工程によって成膜された前記集電極をそれぞれ端子として使用するために、前記基板上まで配線する配線工程と、
を含み、
前記配線工程は、前記積層工程によって前記凹状の開口部内で最下層に積層される前記正極膜または前記負極膜に接触するように前記集電極成膜工程によって前記凹状の開口部の底面に成膜された集電極である下部集電極と同じ材料で、前記凹状の開口部から離れた前記基板の一部表面領域をコートすることで前記下部集電極の端子を作製し、前記凹状の開口部近傍の基板表面から前記下部集電極に向かって前記凹状の開口部から離れて空けた孔を当該材料で充填し、当該孔と前記下部集電極の端子とを当該材料で接合することで、前記下部集電極を前記基板上まで配線する、ことを特徴とする全固体型リチウム二次電池製造方法。 - 前記基板上に設けられた凹状の開口部内における壁面は、絶縁性の物質から構成され、
前記積層工程は、前記正極膜、前記負極膜および前記固体電解質膜それぞれの端面が前記壁面に密着した状態で、前記正極膜、前記負極膜および前記固体電解質膜を密に充填して積層し、
前記集電極成膜工程は、前記集電極それぞれの端面が前記壁面に密着した状態で、前記積層工程によって積層される前記正極膜および前記負極膜それぞれに接触するように成膜することを特徴とする請求項1に記載の全固体型リチウム二次電池製造方法。 - 前記積層工程は、同一基板上に設けられた複数個の凹状の開口部内に前記正極膜と前記固体電解質膜と前記負極膜とを順にそれぞれ積層し、
前記集電極成膜工程は、前記積層工程によって積層される前記正極膜および前記負極膜それぞれに接触するように、当該同一基板上に設けられた複数個の凹状の開口部内にそれぞれ前記集電極を成膜することを特徴とする請求項1または2に記載の全固体型リチウム二次電池製造方法。 - 絶縁性の物質からなる保護層を重層して前記基板上に設けられた凹状の開口部を覆う保護層重層工程をさらに含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれかひとつに記載の全固体型リチウム二次電池製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかひとつに記載の全固体型リチウム二次電池製造方法により製造されたことを特徴とする全固体型リチウム二次電池。
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