JP5675694B2 - Method for manufacturing electrolyte layer / electrode laminate and method for manufacturing sulfide-based solid battery - Google Patents

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Description

本発明は、電解質層の形成において幅広い材料選択が可能な電解質層・電極積層体の製造方法、及び硫化物系固体電池の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an electrolyte layer / electrode laminate capable of selecting a wide range of materials in forming an electrolyte layer, and a method for producing a sulfide-based solid battery.

二次電池は、化学反応に伴う化学エネルギーの減少分を電気エネルギーに変換し、放電を行うことができる他に、放電時と逆方向に電流を流すことにより、電気エネルギーを化学エネルギーに変換して蓄積(充電)することが可能な電池である。二次電池の中でも、リチウム二次電池は、エネルギー密度が高いため、ノート型のパーソナルコンピューターや、携帯電話機等の電源として幅広く応用されている。   The secondary battery can convert the decrease in chemical energy associated with the chemical reaction into electrical energy and perform discharge. In addition, the secondary battery converts electrical energy into chemical energy by flowing current in the opposite direction to that during discharge. The battery can be stored (charged). Among secondary batteries, lithium secondary batteries are widely used as power sources for notebook personal computers, mobile phones, and the like because of their high energy density.

リチウム二次電池においては、負極活物質としてグラファイト(Cと表現する)を用いた場合、放電時において、負極では下記式(I)の反応が進行する。
LiC→C+xLi+xe (I)
(上記式(I)中、0<x<1である。)
式(I)の反応で生じる電子は、外部回路を経由し、外部の負荷で仕事をした後、正極に到達する。そして、式(I)の反応で生じたリチウムイオン(Li)は、負極と正極に挟持された電解質内を、負極側から正極側に電気浸透により移動する。
In the lithium secondary battery, when graphite (expressed as C) is used as the negative electrode active material, the reaction of the following formula (I) proceeds in the negative electrode during discharge.
Li x C → C + xLi + + xe (I)
(In the above formula (I), 0 <x <1.)
Electrons generated by the reaction of formula (I) reach the positive electrode after working with an external load via an external circuit. Then, lithium ions (Li + ) generated by the reaction of the formula (I) move by electroosmosis from the negative electrode side to the positive electrode side in the electrolyte sandwiched between the negative electrode and the positive electrode.

また、正極活物質としてコバルト酸リチウム(Li1−xCoO)を用いた場合、放電時において、正極では下記式(II)の反応が進行する。
Li1−xCoO+xLi+xe→LiCoO (II)
(上記式(II)中、0<x<1である。)
充電時においては、負極及び正極において、それぞれ上記式(I)及び式(II)の逆反応が進行し、負極においてはグラファイトインターカレーションによりリチウムが入り込んだグラファイト(LiC)が、正極においてはコバルト酸リチウム(Li1−xCoO)が再生するため、再放電が可能となる。
When lithium cobaltate (Li 1-x CoO 2 ) is used as the positive electrode active material, the reaction of the following formula (II) proceeds at the positive electrode during discharge.
Li 1-x CoO 2 + xLi + + xe → LiCoO 2 (II)
(In the above formula (II), 0 <x <1.)
At the time of charging, reverse reactions of the above formulas (I) and (II) proceed in the negative electrode and the positive electrode, respectively, and in the negative electrode, graphite (Li x C) containing lithium by graphite intercalation is Since lithium cobaltate (Li 1-x CoO 2 ) is regenerated, re-discharge is possible.

リチウム二次電池の中でも、電解質を固体電解質とし、電池を全固体化したリチウム二次電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないため、安全かつ装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。このような固体電解質に用いられる固体電解質材料として、硫化物系固体電解質が知られている。
しかし、全固体リチウム二次電池は、ほぼ固体材料からなるため、可撓性及び加工性に乏しく、特に電解質層の薄型化・大面積化が困難であるという課題があった。そのため、電池製造時における取り扱い性について改善の余地があった。
Among lithium secondary batteries, a lithium secondary battery in which the electrolyte is a solid electrolyte and the battery is completely solid does not use a flammable organic solvent in the battery. It is considered to be excellent in productivity. A sulfide-based solid electrolyte is known as a solid electrolyte material used for such a solid electrolyte.
However, since the all-solid lithium secondary battery is substantially made of a solid material, it has poor flexibility and workability, and there is a problem that it is particularly difficult to make the electrolyte layer thin and large in area. For this reason, there is room for improvement in handling at the time of battery manufacture.

このような全固体リチウム二次電池固有の課題の解決を図る技術は、これまでにも開発されている。特許文献1には、硫化物系固体電解質材料と、結着剤ポリマーとを、分子構造中に硫化物と反応する極性基を含まない化合物からなる溶媒中で混合することにより、固体電解質層形成スラリーを得る固体電解質層形成スラリー調製工程、及び前記固体電解質層形成スラリーを用いて、固体電解質層を形成する固体電解質層形成工程を有することを特徴とする固体電解質層の製造方法の技術が開示されている。   Techniques for solving such problems specific to all-solid-state lithium secondary batteries have been developed so far. In Patent Document 1, a solid electrolyte layer is formed by mixing a sulfide-based solid electrolyte material and a binder polymer in a solvent comprising a compound that does not contain a polar group that reacts with sulfide in the molecular structure. Disclosed is a solid electrolyte layer manufacturing method comprising a solid electrolyte layer forming slurry preparation step for obtaining a slurry, and a solid electrolyte layer forming step for forming a solid electrolyte layer using the solid electrolyte layer formation slurry. Has been.

特開2010−212058号公報JP 2010-212058 A

特許文献1に開示された製造方法においては、スラリーの調製において、分子構造中に硫化物と反応する極性基を含まない化合物からなる溶媒が用いられている。当該文献の明細書の段落[0034]には、当該溶媒の具体例として、フッ素系溶媒及び塩素系溶媒等のハロゲン系溶媒が挙げられている。しかし、これらの溶媒は、他の有機溶媒と比較して環境負荷が高いという課題がある。
本発明は、上記実状を鑑みて成し遂げられたものであり、電解質層の形成において幅広い材料選択が可能な電解質層・電極積層体の製造方法、及び硫化物系固体電池の製造方法を提供することを目的とする。
In the production method disclosed in Patent Document 1, a solvent composed of a compound that does not contain a polar group that reacts with sulfide in the molecular structure is used in the preparation of a slurry. In paragraph [0034] of the specification of the document, halogen-based solvents such as a fluorine-based solvent and a chlorine-based solvent are listed as specific examples of the solvent. However, these solvents have a problem that they have a higher environmental load than other organic solvents.
The present invention has been accomplished in view of the above circumstances, and provides a method for manufacturing an electrolyte layer / electrode laminate and a method for manufacturing a sulfide-based solid battery in which a wide range of materials can be selected in forming an electrolyte layer. With the goal.

本発明の電解質層・電極積層体の製造方法は、硫化物系固体電解質を含有する電解質層、及び電極を備える電解質層・電極積層体の製造方法であって、前記電極を準備する工程、少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び下記式(1)により表される脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、並びに、前記電極の少なくともいずれか一方の面に、前記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程、を有することを特徴とする。
−CO −R 式(1)
(上記式(1)中、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基であり、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基である。)
The method for producing an electrolyte layer / electrode laminate of the present invention is an electrolyte layer containing a sulfide-based solid electrolyte, and a method for producing an electrolyte layer / electrode laminate comprising an electrode, comprising the steps of preparing the electrode, , A step of mixing a sulfide-based solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester represented by the following formula (1) to prepare a sulfide-based solid electrolyte slurry, and at least one surface of the electrode And a step of coating the sulfide-based solid electrolyte slurry to form an electrolyte layer.
R 1 —CO 2 —R 2 formula (1)
(In the above formula (1), R 1 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms , and R 2 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms. is there.)

本発明の電解質層・電極積層体の製造方法においては、前記結着剤がフッ素ポリマーであってもよい。   In the method for producing an electrolyte layer / electrode laminate according to the present invention, the binder may be a fluoropolymer.

本発明の電解質層・電極積層体の製造方法においては、前記硫化物系固体電解質、及び前記結着剤の合計の質量を100質量%としたときの、前記結着剤の含有割合が0.1〜10質量%であることが好ましい。   In the method for producing an electrolyte layer / electrode laminate of the present invention, when the total mass of the sulfide solid electrolyte and the binder is 100% by mass, the content ratio of the binder is 0.00. It is preferable that it is 1-10 mass%.

本発明の電解質層・電極積層体の製造方法においては、前記電解質層のイオン伝導度が、1.0×10−4S/cm以上であることが好ましい。 In the method for producing an electrolyte layer / electrode laminate according to the present invention, the ionic conductivity of the electrolyte layer is preferably 1.0 × 10 −4 S / cm or more.

本発明の硫化物系固体電池の製造方法は、少なくとも、正極、負極、並びに、硫化物系固体電解質を含有し、且つ、当該正極及び当該負極との間に介在する電解質層を備える硫化物系固体電池の製造方法であって、前記正極及び前記負極を準備する工程、少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び下記式(1)により表される脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、前記正極又は前記負極のいずれか一方の電極の少なくともいずれか一方の面に、前記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程、並びに、前記電極の前記電解質層を形成した面に、前記正極又は前記負極のいずれか他方の電極を積層させる工程、を有することを特徴とする。
−CO −R 式(1)
(上記式(1)中、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基であり、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基である。)
The sulfide-based solid battery manufacturing method of the present invention includes at least a positive electrode, a negative electrode, and a sulfide-based solid electrolyte that includes a sulfide-based solid electrolyte and includes an electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode. A method for producing a solid battery, comprising the steps of preparing the positive electrode and the negative electrode, mixing at least a sulfide solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester represented by the following formula (1): A step of preparing a solid electrolyte slurry, a step of forming an electrolyte layer by applying the sulfide-based solid electrolyte slurry to at least one surface of either the positive electrode or the negative electrode; and A step of laminating either the positive electrode or the negative electrode on the surface of the electrode on which the electrolyte layer is formed.
R 1 —CO 2 —R 2 formula (1)
(In the above formula (1), R 1 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms , and R 2 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms. is there.)

本発明の硫化物系固体電池の製造方法においては、前記結着剤がフッ素ポリマーであってもよい。   In the method for producing a sulfide-based solid battery of the present invention, the binder may be a fluoropolymer.

本発明の硫化物系固体電池の製造方法においては、前記硫化物系固体電解質、及び前記結着剤の合計の質量を100質量%としたときの、前記結着剤の含有割合が0.1〜10質量%であることが好ましい。   In the method for producing a sulfide-based solid battery of the present invention, when the total mass of the sulfide-based solid electrolyte and the binder is 100% by mass, the content ratio of the binder is 0.1. It is preferable that it is -10 mass%.

本発明の硫化物系固体電池の製造方法においては、前記電解質層のイオン伝導度が、1.0×10−4S/cm以上であることが好ましい。 In the method for producing a sulfide-based solid battery according to the present invention, the ionic conductivity of the electrolyte layer is preferably 1.0 × 10 −4 S / cm or more.

本発明によれば、電解質層の形成に用いられる硫化物系固体電解質スラリーを調製するに当たり、脂肪酸エステルを採用するため、従来電解質層の形成に使用できなかった結着剤を用いることができ、電解質層の形成において幅広い材料選択が可能となる。   According to the present invention, in preparing a sulfide-based solid electrolyte slurry used for forming an electrolyte layer, a fatty acid ester is employed, so that a binder that could not be conventionally used for forming an electrolyte layer can be used. A wide variety of materials can be selected in the formation of the electrolyte layer.

本発明により製造される硫化物系固体電池の積層構造の一例を示す図であって、積層方向に切断した断面を模式的に示した図である。It is a figure which shows an example of the laminated structure of the sulfide type solid battery manufactured by this invention, Comprising: It is the figure which showed typically the cross section cut | disconnected in the lamination direction. 実施例2−実施例4の電解質層についての、イオン伝導度及び結着力をプロットしたグラフである。Example 2 is a graph plotting ionic conductivity and binding force for the electrolyte layer of Example 4. 結着力の測定態様の概略を示した断面模式図である。It is the cross-sectional schematic diagram which showed the outline of the measurement aspect of binding force.

本発明に係る電解質層・電極積層体の製造方法、及び硫化物系固体電池の製造方法は、正極及び負極の少なくともいずれか一方の電極を準備する工程、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、並びに、電解質層を電極に形成する工程をいずれも有する点で共通する。したがって、まず、電解質層・電極積層体の製造方法について説明し、続いて、当該製造方法と異なる点を中心に、硫化物系固体電池の製造方法について説明する。   The method for producing an electrolyte layer / electrode laminate and the method for producing a sulfide-based solid battery according to the present invention include a step of preparing at least one of a positive electrode and a negative electrode, and a step of preparing a sulfide-based solid electrolyte slurry. And it is common in the point which has the process of forming an electrolyte layer in an electrode. Therefore, first, a manufacturing method of the electrolyte layer / electrode laminate will be described, and then, a manufacturing method of the sulfide-based solid battery will be described focusing on differences from the manufacturing method.

1.電解質層・電極積層体の製造方法
本発明の電解質層・電極積層体の製造方法は、硫化物系固体電解質を含有する電解質層、及び電極を備える電解質層・電極積層体の製造方法であって、前記電極を準備する工程、少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、並びに、前記電極の少なくともいずれか一方の面に、前記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程、を有することを特徴とする。
1. Method for Producing Electrolyte Layer / Electrode Laminate The method for producing an electrolyte layer / electrode laminate of the present invention is an electrolyte layer containing a sulfide-based solid electrolyte, and a method for producing an electrolyte layer / electrode laminate comprising an electrode. A step of preparing the electrode, a step of mixing at least a sulfide-based solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester to prepare a sulfide-based solid electrolyte slurry, and at least one surface of the electrode And a step of coating the sulfide-based solid electrolyte slurry to form an electrolyte layer.

硫化物系固体電解質は、水や、酸素原子を含む官能基を有する化合物(例えば、メタノール等のアルコール、酢酸エチル等のエステル、N−メチルピロリドン等のアミド)等と反応し、イオン伝導度が3桁以上も急激に低下することが知られている。そのため、従来は、電解質層の形成に用いられる硫化物系固体電解質スラリーの調製において、酸素原子を含まない官能基を有する溶媒しか使用されていなかった。さらに、取り扱い性の観点から、結着剤としては、当該溶媒に溶解するごく限られた種類の結着剤しか使用されていなかった。   The sulfide-based solid electrolyte reacts with water or a compound having a functional group containing an oxygen atom (for example, an alcohol such as methanol, an ester such as ethyl acetate, an amide such as N-methylpyrrolidone), etc., and has an ionic conductivity. It is known that it falls abruptly by 3 digits or more. Therefore, conventionally, only a solvent having a functional group not containing an oxygen atom has been used in the preparation of a sulfide-based solid electrolyte slurry used for forming an electrolyte layer. Furthermore, from the viewpoint of handleability, only a very limited type of binder that dissolves in the solvent has been used as the binder.

上記事情により、結着剤及び溶媒の組み合わせは、極めて限られていた。したがって、電解質層の形成に用いられる結着剤及び溶媒と、電極の形成に用いられる結着剤及び溶媒が、いずれも同じものである場合が多かった。そのような場合には、既に塗工し、乾燥させた電極上に、電解質層を形成する際、電解質層の形成に使用する溶媒によって、電極に使用した結着剤が再び溶解し、集電箔等から電極が剥離するという問題等が起こった。このように、電解質層の形成において材料選択の幅が限られること、特に結着剤及び溶媒の組み合わせが限定されてしまうことには、製造効率の観点から不利な点が多い。   Due to the above circumstances, combinations of binders and solvents have been extremely limited. Therefore, the binder and the solvent used for forming the electrolyte layer and the binder and the solvent used for forming the electrode are often the same. In such a case, when the electrolyte layer is formed on the electrode that has already been applied and dried, the binder used for the electrode is dissolved again by the solvent used to form the electrolyte layer, and the current collector is collected. The problem that an electrode peeled from foil etc. occurred. Thus, there are many disadvantages from the viewpoint of manufacturing efficiency that the range of material selection in the formation of the electrolyte layer is limited, particularly that the combination of the binder and the solvent is limited.

本発明者らは、特定の脂肪酸エステル、及び、当該脂肪酸エステルに溶解し、且つ、従来は硫化物系固体電池の製造に使用されていなかった結着剤が、いずれも硫化物系固体電解質と極めて反応しにくいことを見出した。本発明者らは、当該脂肪酸エステル及び当該結着剤を適宜組み合わせることにより、従来よりも電解質層の形成において幅広い材料選択が可能となることを見出し、本発明を完成させた。   The present inventors have found that a specific fatty acid ester and a binder that has been dissolved in the fatty acid ester and has not been conventionally used in the manufacture of sulfide-based solid batteries are both sulfide-based solid electrolytes and I found it very difficult to react. The present inventors have found that by combining the fatty acid ester and the binder as appropriate, a wider selection of materials can be selected in the formation of the electrolyte layer than in the past, and the present invention has been completed.

本発明は、(1)正極又は負極のいずれか一方の電極を準備する工程、(2)硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、及び、(3)電解質層を電極に形成する工程を有する。本発明は、必ずしも上記3工程のみに限定されることはない。
以下、上記工程(1)〜(3)について、順に説明する。
The present invention includes (1) a step of preparing either a positive electrode or a negative electrode, (2) a step of preparing a sulfide-based solid electrolyte slurry, and (3) a step of forming an electrolyte layer on the electrode. . The present invention is not necessarily limited to only the above three steps.
Hereinafter, the steps (1) to (3) will be described in order.

1−1.電極を準備する工程
本発明においては、正極又は負極のいずれか一方の電極を準備する。
本発明に用いられる正極は、好ましくは、正極集電体、及び、当該正極集電体に接続した正極リードを備えており、さらに好ましくは正極活物質を含有する正極活物質層を備える。本発明に用いられる負極は、好ましくは、負極集電体、及び、当該負極集電体に接続した負極リードを備えており、さらに好ましくは負極活物質を含有する負極活物質層を備える。
1-1. Step of Preparing Electrode In the present invention, either the positive electrode or the negative electrode is prepared.
The positive electrode used in the present invention preferably includes a positive electrode current collector and a positive electrode lead connected to the positive electrode current collector, and more preferably includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material. The negative electrode used in the present invention preferably includes a negative electrode current collector and a negative electrode lead connected to the negative electrode current collector, and more preferably includes a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material.

本発明に用いられる正極活物質としては、具体的には、LiCoO、LiNiCo15Al、LiNi1/3Mn1/3Co1/3、LiNiPO、LiMnPO、LiNiO、LiMn、LiCoMnO、LiNiMn、LiFe(PO及びLi(PO等を挙げることができる。これらの中でも、本発明においては、LiCoO、LiNiCo15Al、LiNi1/3Mn1/3Co1/3を正極活物質として用いることが好ましい。 Specific examples of the positive electrode active material used in the present invention include LiCoO 2 , LiNi 2 Co 15 Al 3 O 2 , LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , LiNiPO 4 , LiMnPO 4 , LiNiO. 2 , LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , Li 2 NiMn 3 O 8 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 and Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 . Among these, in the present invention, LiCoO 2 , LiNi 2 Co 15 Al 3 O 2 , and LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 are preferably used as the positive electrode active material.

本発明に用いられる正極活物質層の厚さは、目的とする硫化物系固体電池の用途等により異なるものであるが、5〜250μmの範囲内であるのが好ましく、20〜200μmの範囲内であるのが特に好ましく、特に30〜150μmの範囲内であることが最も好ましい。   The thickness of the positive electrode active material layer used in the present invention varies depending on the intended use of the sulfide-based solid battery, but is preferably in the range of 5 to 250 μm, preferably in the range of 20 to 200 μm. Is particularly preferred, and most preferred is in the range of 30 to 150 μm.

正極活物質の平均粒径としては、例えば1〜50μmの範囲内、中でも1〜20μmの範囲内、特に3〜5μmの範囲内であることが好ましい。正極活物質の平均粒径が小さすぎると、取り扱い性が悪くなる可能性があり、正極活物質の平均粒径が大きすぎると、平坦な正極活物質層を得るのが困難になる場合があるからである。なお、正極活物質の平均粒径は、例えば走査型電子顕微鏡(SEM)により観察される活物質担体の粒径を測定して、平均することにより求めることができる。   The average particle diameter of the positive electrode active material is, for example, preferably in the range of 1 to 50 μm, more preferably in the range of 1 to 20 μm, and particularly preferably in the range of 3 to 5 μm. If the average particle size of the positive electrode active material is too small, the handleability may be deteriorated. If the average particle size of the positive electrode active material is too large, it may be difficult to obtain a flat positive electrode active material layer. Because. The average particle diameter of the positive electrode active material can be determined by measuring and averaging the particle diameter of the active material carrier observed with, for example, a scanning electron microscope (SEM).

正極活物質層は、必要に応じて導電化材及び結着剤等を含有していても良い。
本発明において用いられる正極活物質層が含有する導電化材としては、正極活物質層の導電性を向上させることができれば特に限定されるものではないが、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック等を挙げることができる。また、正極活物質層における導電化材の含有量は、導電化材の種類によって異なるものであるが、通常1〜10質量%の範囲内である。
The positive electrode active material layer may contain a conductive material, a binder, and the like as necessary.
The conductive material contained in the positive electrode active material layer used in the present invention is not particularly limited as long as the conductivity of the positive electrode active material layer can be improved. For example, carbon such as acetylene black and ketjen black Black etc. can be mentioned. Moreover, although content of the electrically conductive material in a positive electrode active material layer changes with kinds of electrically conductive material, it is in the range of 1-10 mass% normally.

本発明に用いられる正極活物質層が含有する結着剤としては、例えばゴム系の結着剤等を挙げることができる。また、正極活物質層における結着剤の含有量は、正極活物質等を固定化できる程度の量であれば良く、より少ないことが好ましい。結着剤の含有量は、通常1〜10質量%の範囲内である。
また、本発明に用いられる正極活物質層の形成には、後述する電解質層の形成に使用される結着剤を使用してもよい。
Examples of the binder contained in the positive electrode active material layer used in the present invention include rubber-based binders. In addition, the content of the binder in the positive electrode active material layer may be an amount that can fix the positive electrode active material or the like, and is preferably smaller. The content of the binder is usually in the range of 1 to 10% by mass.
Moreover, you may use the binder used for formation of the electrolyte layer mentioned later for formation of the positive electrode active material layer used for this invention.

本発明に用いられる正極集電体は、上記の正極活物質層の集電を行う機能を有するものであれば特に限定されない。
正極集電体の材料としては、例えばアルミニウム、SUS、ニッケル、鉄及びチタン等を挙げることができ、中でもアルミニウム及びSUSが好ましい。また、正極集電体の形状としては、例えば、箔状、板状、メッシュ状等を挙げることができ、中でも箔状が好ましい。
The positive electrode current collector used in the present invention is not particularly limited as long as it has a function of collecting the positive electrode active material layer.
Examples of the material for the positive electrode current collector include aluminum, SUS, nickel, iron, and titanium. Of these, aluminum and SUS are preferable. Moreover, as a shape of a positive electrode electrical power collector, foil shape, plate shape, mesh shape etc. can be mentioned, for example, Foil shape is preferable.

本発明に用いられる正極が含有する正極用電解質としては、固体電解質を用いることができる。固体電解質としては、具体的には、後に詳述する硫化物系固体電解質の他、酸化物系固体電解質を用いることもできる。
酸化物系固体電解質としては、具体的には、LiPON(リン酸リチウムオキシナイトライド)、Li1.3Al0.3Ti0.7(PO、La0.51Li0.34TiO0.74、LiPO、LiSiO、LiSiO、Li0.5La0.5TiO、Li1.5Al0.5Ge1.5(PO等を例示することができる。
正極活物質層を形成した後は、電極密度を向上させるために、正極活物質層をプレスしても良い。
As the positive electrode electrolyte contained in the positive electrode used in the present invention, a solid electrolyte can be used. As the solid electrolyte, specifically, an oxide-based solid electrolyte can be used in addition to the sulfide-based solid electrolyte described in detail later.
Specifically, as the oxide-based solid electrolyte, LiPON (lithium phosphate oxynitride), Li 1.3 Al 0.3 Ti 0.7 (PO 4 ) 3 , La 0.51 Li 0.34 TiO Examples include 0.74 , Li 3 PO 4 , Li 2 SiO 2 , Li 2 SiO 4 , Li 0.5 La 0.5 TiO 3 , Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 and the like. can do.
After the positive electrode active material layer is formed, the positive electrode active material layer may be pressed in order to improve the electrode density.

負極活物質層に用いられる負極活物質としては、金属イオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に限定されるものではない。金属イオンとしてリチウムイオンを用いる場合には、例えば、リチウム合金、金属酸化物、及びグラファイト等の炭素材料等を挙げることができる。また、負極活物質は、粉末状であっても良く、薄膜状であっても良い。   The negative electrode active material used for the negative electrode active material layer is not particularly limited as long as it can absorb and release metal ions. In the case of using lithium ions as metal ions, for example, lithium alloys, metal oxides, carbon materials such as graphite, and the like can be given. The negative electrode active material may be in the form of a powder or a thin film.

負極活物質層は、必要に応じて導電化材及び結着剤等を含有していても良い。
負極活物質層中に用いることができる導電化材及び結着剤は、上述したものを用いることができる。また、導電化材及び結着剤の使用量は、硫化物系固体電池の用途等に応じて、適宜選択することが好ましい。また、負極活物質層の膜厚としては、特に限定されるものではないが、例えば5〜150μmの範囲内、中でも10〜80μmの範囲内であることが好ましい。
本発明に用いられる負極が含有する負極用電解質としては、固体電解質を用いることができる。固体電解質としては、具体的には、硫化物系固体電解質、酸化物系固体電解質等を用いることができる。
The negative electrode active material layer may contain a conductive material, a binder, and the like as necessary.
What was mentioned above can be used for the electrically conductive material and binder which can be used in a negative electrode active material layer. Moreover, it is preferable to select suitably the usage-amount of a electrically conductive material and a binder according to the use etc. of a sulfide type solid battery. Further, the film thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably in the range of, for example, 5 to 150 μm, and more preferably in the range of 10 to 80 μm.
As the negative electrode electrolyte contained in the negative electrode used in the present invention, a solid electrolyte can be used. Specifically, a sulfide-based solid electrolyte, an oxide-based solid electrolyte, or the like can be used as the solid electrolyte.

負極集電体の材料及び形状としては、上述した正極集電体の材料及び形状と同様のものを採用することができる。
本発明に用いられる負極の製造方法としては、上述したような正極の製造方法と同様の方法を採用することができる。
As the material and shape of the negative electrode current collector, the same materials and shapes as those of the positive electrode current collector described above can be employed.
As a manufacturing method of the negative electrode used in the present invention, a method similar to the manufacturing method of the positive electrode as described above can be adopted.

1−2.硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程
本工程は、少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程である。
1-2. Step of preparing a sulfide-based solid electrolyte slurry This step is a step of preparing a sulfide-based solid electrolyte slurry by mixing at least a sulfide-based solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester.

本発明に用いられる硫化物系固体電解質は、分子構造中、又は組成中に硫黄原子を含む電解質であれば特に限定されない。
本発明に用いられる硫化物系固体電解質としては、具体的には、LiS−P、LiS−P、LiS−P−P、LiS−SiS、LiI−LiS−P、LiI−LiS−SiS−P、LiS−SiS−LiSiO、LiS−SiS−LiPO、LiPS−LiGeS、Li3.40.6Si0.4、Li3.250.25Ge0.76、Li4−xGe1−x等を例示することができる。
The sulfide solid electrolyte used in the present invention is not particularly limited as long as it is an electrolyte containing a sulfur atom in its molecular structure or composition.
Specific examples of the sulfide-based solid electrolyte used in the present invention include Li 2 S—P 2 S 5 , Li 2 S—P 2 S 3 , Li 2 S—P 2 S 3 —P 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2, LiI -Li 2 S-P 2 S 5, LiI-Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5, Li 2 S-SiS 2 -Li 4 SiO 4, Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4, Li 3 PS 4 -Li 4 GeS 4, Li 3.4 P 0.6 Si 0.4 S 4, Li 3.25 P 0.25 Ge 0.76 S 4, Li 4-x Ge 1-x P x S 4 and the like can be exemplified.

本発明に用いられる結着剤は、硫化物系固体電解質スラリーを調製する際に脂肪酸エステル中に分散し、且つ、電解質層中において硫化物系固体電解質等をつなぎ留める働きを有するものであれば、特に限定されない。本発明に用いられる結着剤は、硫化物系固体電解質と反応せず、且つ、脂肪酸エステルに溶解することが好ましい。したがって、本発明に用いられる結着剤は、極性基を有することが好ましい。極性基の例としては、フッ素原子、フッ素含有脂肪族炭化水素基等のハロゲン含有基等を挙げることができる。   The binder used in the present invention is dispersed in the fatty acid ester when preparing the sulfide-based solid electrolyte slurry, and has a function of keeping the sulfide-based solid electrolyte etc. in the electrolyte layer. There is no particular limitation. It is preferable that the binder used in the present invention does not react with the sulfide solid electrolyte and dissolves in the fatty acid ester. Therefore, the binder used in the present invention preferably has a polar group. Examples of polar groups include halogen-containing groups such as fluorine atoms and fluorine-containing aliphatic hydrocarbon groups.

本発明に用いられる結着剤としては、例えば、フッ化ビニリデン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素ポリマー等を挙げることができる。なかでも、フッ化ビニリデン単量体単位の含有割合が40〜70mol%であるフッ素系共重合体が、特定の脂肪酸エステルヘの溶解性等の観点から好ましい。フッ化ビニリデン単量体単位の当該含有割合が40mol%未満の場合、及び当該含有割合が70mol%を超える場合には、脂肪酸エステルに対するフッ素系共重合体の溶解度が低下するおそれがある。
本発明におけるフッ素系共重合体中のフッ化ビニリデン単量体単位の含有割合とは、フッ素系共重合体を構成する単量体単位の物質量の総和を100mol%としたときの、フッ化ビニリデン単量体単位の物質量の割合である。フッ素系共重合体中のフッ化ビニリデン単量体単位の含有割合は、例えば、19FNMRスペクトルの各シグナルの積分比から、公知の方法により計算できる。
フッ素系共重合体中のフッ化ビニリデン単量体単位の含有割合は45〜65mol%であることがより好ましく、50〜60mol%であることがさらに好ましい。
As a binder used for this invention, fluoropolymers, such as a vinylidene fluoride resin and polytetrafluoroethylene (PTFE), etc. can be mentioned, for example. Especially, the fluorine-type copolymer whose content rate of a vinylidene fluoride monomer unit is 40-70 mol% is preferable from viewpoints, such as the solubility to a specific fatty acid ester. When the said content rate of a vinylidene fluoride monomer unit is less than 40 mol%, and when the said content rate exceeds 70 mol%, there exists a possibility that the solubility of the fluorine-type copolymer with respect to fatty acid ester may fall.
The content ratio of the vinylidene fluoride monomer unit in the fluorinated copolymer in the present invention is the fluorination when the total amount of the monomer units constituting the fluorinated copolymer is 100 mol%. This is the ratio of the amount of the vinylidene monomer unit substance. The content ratio of the vinylidene fluoride monomer unit in the fluorine-based copolymer can be calculated by, for example, a known method from the integration ratio of each signal in the 19 FNMR spectrum.
The content ratio of the vinylidene fluoride monomer unit in the fluorine-based copolymer is more preferably 45 to 65 mol%, and further preferably 50 to 60 mol%.

フッ素系共重合体は、フッ化ビニリデン単量体単位と共に他のフッ素系単量体単位を含有する。ここでいうフッ素系単量体単位とは、炭素−炭素結合からなる主鎖骨格(ここで言う主鎖には、グラフト鎖のようなポリマー状側鎖が含まれる)、及び主鎖骨格を構成する炭素原子に直接的又は間接的に結合したフッ素原子を含み、単量体単位の空間的広がりの大部分を炭素原子及びフッ素原子が占有している化学構造を有する単量体単位のことである。フッ化ビニリデン単量体単位以外の他のフッ素系単量体単位としては、例えば、テトラフルオロエチレン単量体単位、ヘキサフルオロプロピレン単量体単位、フッ化ビニル単量体単位、トリフルオロエチレン単量体単位、クロロトリフルオロエチレン単量体単位、ペルフルオロメチルビニルエーテル単量体単位、及びペルフルオロエチルビニルエーテル単量体単位等が挙げられる。これらのフッ素系単量体単位の中でも、特にテトラフルオロエチレン単量体単位、及びヘキサフルオロプロピレン単量体単位の少なくともいずれか1つを含むことが好ましい。   The fluorine-based copolymer contains another fluorine-based monomer unit together with the vinylidene fluoride monomer unit. As used herein, the fluorine-based monomer unit includes a main chain skeleton composed of carbon-carbon bonds (the main chain includes a polymer side chain such as a graft chain) and a main chain skeleton. A monomer unit having a chemical structure that contains a fluorine atom bonded directly or indirectly to a carbon atom, and the carbon atom and fluorine atom occupy most of the spatial extent of the monomer unit. is there. Examples of the fluorine-based monomer unit other than the vinylidene fluoride monomer unit include, for example, a tetrafluoroethylene monomer unit, a hexafluoropropylene monomer unit, a vinyl fluoride monomer unit, and a trifluoroethylene unit. Examples thereof include a monomer unit, a chlorotrifluoroethylene monomer unit, a perfluoromethyl vinyl ether monomer unit, and a perfluoroethyl vinyl ether monomer unit. Among these fluorine-based monomer units, it is particularly preferable to include at least one of a tetrafluoroethylene monomer unit and a hexafluoropropylene monomer unit.

本発明に使用できるフッ素系共重合体としては、例えば、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−ペルフルオロメチルビニルエーテル−テトラフルオロエチレン共重合体等が挙げられる。これらのフッ素系共重合体の中でも、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体を用いることが好ましい。   Examples of the fluorine-based copolymer that can be used in the present invention include vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer. Examples thereof include a polymer and a vinylidene fluoride-perfluoromethyl vinyl ether-tetrafluoroethylene copolymer. Among these fluorinated copolymers, it is preferable to use a vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer.

フッ素系共重合体は、フッ化ビニリデン単量体単位及びその他のフッ素系単量体単位が、一定数同じ繰り返し単位が連結されたブロックが互いに共重合するブロック共重合体であってもよいし、あるいは異なる繰り返し単位が交互に重合する交互共重合体であってもよい。また、繰り返し単位の配列に全く秩序が無いランダム共重合体であってもよい。   The fluorine-based copolymer may be a block copolymer in which vinylidene fluoride monomer units and other fluorine-based monomer units are copolymerized with blocks in which a certain number of repeating units are linked to each other. Alternatively, an alternating copolymer in which different repeating units are alternately polymerized may be used. Further, it may be a random copolymer having no order in the arrangement of repeating units.

フッ素系共重合体は水溶性でないことが好ましい。また、特に後述する硫化物系固体電解質を用いる場合には、フッ素系共重合体に含まれる水分が100ppm以下であることが好ましい。硫化物系固体電解質は水と反応することにより硫化水素が発生し、硫化物系固体電解質のイオン伝導度が低下するおそれがある。   The fluorinated copolymer is preferably not water-soluble. Moreover, when using the sulfide type solid electrolyte mentioned later especially, it is preferable that the water | moisture content contained in a fluorine-type copolymer is 100 ppm or less. The sulfide solid electrolyte reacts with water to generate hydrogen sulfide, which may reduce the ionic conductivity of the sulfide solid electrolyte.

硫化物系固体電解質、及び結着剤の合計の質量を100質量%としたときの、結着剤の含有割合が0.1〜10質量%であることが好ましい。結着剤の当該含有割合が0.1質量%未満であるとすると、結着剤の含有割合が少なすぎるため、硫化物系固体電解質が電解質層から漏れ出し、電解質層の形成に支障が生じるおそれがある。一方、結着剤の当該含有割合が10質量%を超えるとすると、結着剤の含有割合が多すぎるため、電解質層のイオン伝導度が低くなりすぎるおそれがある。
硫化物系固体電解質、及び結着剤の合計の質量を100質量%としたときの、結着剤の含有割合は、1〜7質量%であることがより好ましく、2〜5質量%であることがさらに好ましい。
It is preferable that the content rate of a binder is 0.1-10 mass% when the total mass of a sulfide type solid electrolyte and a binder is 100 mass%. If the content ratio of the binder is less than 0.1% by mass, the content ratio of the binder is too small, so that the sulfide-based solid electrolyte leaks out of the electrolyte layer, and the formation of the electrolyte layer is hindered. There is a fear. On the other hand, if the content ratio of the binder exceeds 10% by mass, the content ratio of the binder is too large, so that the ionic conductivity of the electrolyte layer may be too low.
When the total mass of the sulfide-based solid electrolyte and the binder is 100% by mass, the content ratio of the binder is more preferably 1 to 7% by mass, and 2 to 5% by mass. More preferably.

本発明に用いられる脂肪酸エステルは、上記硫化物系固体電解質及び上記結着剤を分散できるものであれば特に限定されない。本発明に用いられる脂肪酸エステルは、上記硫化物系固体電解質及び上記結着剤をいずれも溶解できるものであることが好ましい。
本発明に用いられる脂肪酸エステルは、下記式(1)により表される化合物であることが好ましい。
−CO−R 式(1)
(上記式(1)中、Rは、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基であり、Rは、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基である。)
が炭素数2以下の脂肪族基である場合には、後述する実施例において示すように、硫化物固体電解質と混合した際のイオン伝導度が著しく低下するおそれがある。また、Rが炭素数11以上の脂肪族基である場合には、脂肪酸エステルが上記硫化物系固体電解質及び上記結着剤を分散できなくなるおそれがある。
本発明に用いられる脂肪酸エステルは、酪酸ブチル、ペンタン酸ブチル、ヘキサン酸ブチル、酪酸ペンチル、ペンタン酸ペンチル、ヘキサン酸ペンチル、酪酸ヘキシル、ペンタン酸ヘキシル、又はヘキサン酸ヘキシルが好ましい。これらの脂肪酸エステルは、1種類のみを単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。これらの脂肪酸エステルの中でも、酪酸ブチルがより好適に用いられる。
The fatty acid ester used in the present invention is not particularly limited as long as it can disperse the sulfide-based solid electrolyte and the binder. The fatty acid ester used in the present invention is preferably one that can dissolve both the sulfide-based solid electrolyte and the binder.
The fatty acid ester used in the present invention is preferably a compound represented by the following formula (1).
R 1 —CO 2 —R 2 formula (1)
(In the above formula (1), R 1 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms, and R 2 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms. is there.)
When R 1 is an aliphatic group having 2 or less carbon atoms, as shown in Examples described later, the ionic conductivity when mixed with a sulfide solid electrolyte may be significantly reduced. Further, when R 1 is an aliphatic group having 11 or more carbon atoms, the fatty acid ester may not be able to disperse the sulfide-based solid electrolyte and the binder.
The fatty acid ester used in the present invention is preferably butyl butyrate, butyl pentanoate, butyl hexanoate, pentyl butyrate, pentyl pentanoate, pentyl hexanoate, hexyl butyrate, hexyl pentanoate, or hexyl hexanoate. These fatty acid esters may be used alone or in combination of two or more. Of these fatty acid esters, butyl butyrate is more preferably used.

硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルの合計の質量を100質量%としたときの、脂肪酸エステルの含有割合が35〜90質量%であることが好ましい。脂肪酸エステルの当該含有割合が35質量%未満であるとすると、脂肪酸エステルの含有割合が少なすぎるため、硫化物系固体電解質及び結着剤がスラリー中に分散せず、電解質層の形成に支障が生じるおそれがある。一方、脂肪酸エステルの当該含有割合が90質量%を超えるとすると、脂肪酸エステルの含有割合が多すぎるため、目付(塗工)の制御が困難となるおそれがある。
硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルの合計の質量を100質量%としたときの、脂肪酸エステルの含有割合は、40〜70質量%であることがより好ましく、50〜65質量%であることがさらに好ましい。
なお、硫化物系固体電解質スラリー中の固形分比率は、10〜65質量%であることが好ましい。
The content ratio of the fatty acid ester is preferably 35 to 90% by mass when the total mass of the sulfide-based solid electrolyte, the binder, and the fatty acid ester is 100% by mass. If the content ratio of the fatty acid ester is less than 35% by mass, the content ratio of the fatty acid ester is too small, so that the sulfide-based solid electrolyte and the binder are not dispersed in the slurry, which hinders the formation of the electrolyte layer. May occur. On the other hand, when the said content rate of fatty acid ester exceeds 90 mass%, since there are too many content rates of fatty acid ester, there exists a possibility that control of a fabric weight (coating) may become difficult.
When the total mass of the sulfide-based solid electrolyte, the binder, and the fatty acid ester is 100% by mass, the content ratio of the fatty acid ester is more preferably 40 to 70% by mass, and 50 to 65% by mass. More preferably.
In addition, it is preferable that the solid content ratio in sulfide type solid electrolyte slurry is 10-65 mass%.

硫化物系固体電解質スラリーは、上記材料以外の材料を含んでいてもよい。ただし、当該材料の含有割合は、硫化物系固体電解質スラリー全体の質量を100質量%としたときに、1質量%以下であることが好ましい。   The sulfide-based solid electrolyte slurry may contain a material other than the above materials. However, the content ratio of the material is preferably 1% by mass or less when the mass of the entire sulfide-based solid electrolyte slurry is 100% by mass.

硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルを混合する方法は、これらの材料が均一に混ざり合う方法であれば、特に限定されない。これらの材料を混合する方法としては、例えば、乳鉢を用いた混合や、ボールミル等のメカニカルミリング等が挙げられるが、必ずしもこれらの方法に限定されるものではない。   The method of mixing the sulfide-based solid electrolyte, the binder, and the fatty acid ester is not particularly limited as long as these materials are uniformly mixed. Examples of a method for mixing these materials include mixing using a mortar and mechanical milling such as a ball mill, but are not necessarily limited to these methods.

1−3.電解質層を一方の電極に形成する工程
本工程は、上記電極の少なくともいずれか一方の面に、上記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程である。
電解質層は、電極の片面のみに形成されてもよいし、電極の両面に形成されてもよい。
1-3. Step of Forming Electrolyte Layer on One Electrode This step is a step of forming the electrolyte layer by applying the sulfide-based solid electrolyte slurry to at least one surface of the electrode.
The electrolyte layer may be formed only on one side of the electrode, or may be formed on both sides of the electrode.

本工程により形成される電解質層は、上述した正極活物質及び負極活物質の間で金属イオン交換を行う層である。したがって、電極が電極活物質層(ここでいう電極活物質層とは、電極が正極の場合には正極活物質層、電極が負極の場合には負極活物質層のことを指す。)を備える場合には、電極活物質層の上に電解質層を形成することが好ましい。
電解質層を形成する方法は、特に限定されない。電解質層の形成方法としては、例えば、硫化物系固体電解質スラリーを電極の表面に塗工し、乾燥させることによって、電極表面に電解質層を形成してもよい。電解質層の他の形成方法としては、例えば、転写用基材表面に硫化物系固体電解質スラリーを塗工し、乾燥させることによって、転写シートを作製し、該転写シートを、電極と熱圧着等により接合した後、転写シートの基材フィルムを剥離する方法で、電極表面に電解質層を形成してもよい。
The electrolyte layer formed by this step is a layer that performs metal ion exchange between the positive electrode active material and the negative electrode active material described above. Therefore, the electrode includes an electrode active material layer (the electrode active material layer here refers to a positive electrode active material layer when the electrode is a positive electrode and a negative electrode active material layer when the electrode is a negative electrode). In some cases, it is preferable to form an electrolyte layer on the electrode active material layer.
The method for forming the electrolyte layer is not particularly limited. As a method for forming the electrolyte layer, for example, an electrolyte layer may be formed on the electrode surface by applying a sulfide-based solid electrolyte slurry to the electrode surface and drying it. Other methods for forming the electrolyte layer include, for example, applying a sulfide-based solid electrolyte slurry to the surface of the transfer substrate and drying it to produce a transfer sheet, and then applying the transfer sheet to the electrode by thermocompression bonding or the like. After the bonding, the electrolyte layer may be formed on the electrode surface by a method of peeling the base film of the transfer sheet.

硫化物系固体電解質スラリーの塗工方法、乾燥方法等は適宜選択することができる。例えば、塗工方法としては、スプレー法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、グラビア印刷法、ダイコート法等が挙げられる。また、乾燥方法としては、例えば、減圧乾燥、加熱乾燥、減圧加熱乾燥等が挙げられる。減圧乾燥、加熱乾燥における具体的な条件に制限はなく、適宜設定すればよい。
硫化物系固体電解質スラリーの塗工量は、硫化物系固体電解質スラリーの組成等によって異なるが、3〜8mg/cm程度となるようにすればよい。また、電解質層の膜厚は、特に限定されないが、15〜40μm程度とすればよい。
A method for applying the sulfide-based solid electrolyte slurry, a method for drying, and the like can be appropriately selected. Examples of the coating method include a spray method, a screen printing method, a doctor blade method, a gravure printing method, and a die coating method. Examples of the drying method include reduced pressure drying, heat drying, and reduced pressure heat drying. There is no restriction | limiting in the specific conditions in reduced pressure drying and heat drying, What is necessary is just to set suitably.
The coating amount of the sulfide-based solid electrolyte slurry varies depending on the composition of the sulfide-based solid electrolyte slurry, but may be about 3 to 8 mg / cm 2 . The thickness of the electrolyte layer is not particularly limited, but may be about 15 to 40 μm.

本工程により形成される電解質層のイオン伝導度は、1.0×10−4S/cm以上であることが好ましい。当該イオン伝導度が1.0×10−4S/cm未満であるとすると、本発明により製造される硫化物系固体電池の放電性能が低くなりすぎるおそれがある。
本工程により形成される電解質層のイオン伝導度は、4.0×10−4〜1.0×10−2S/cmであることがより好ましい。
The ionic conductivity of the electrolyte layer formed by this step is preferably 1.0 × 10 −4 S / cm or more. If the ionic conductivity is less than 1.0 × 10 −4 S / cm, the discharge performance of the sulfide-based solid battery produced according to the present invention may be too low.
The ionic conductivity of the electrolyte layer formed by this step is more preferably 4.0 × 10 −4 to 1.0 × 10 −2 S / cm.

2.硫化物系固体電池の製造方法
本発明の硫化物系固体電池の製造方法は、少なくとも、正極、負極、並びに、硫化物系固体電解質を含有し、且つ、当該正極及び当該負極との間に介在する電解質層を備える硫化物系固体電池の製造方法であって、前記正極及び前記負極を準備する工程、少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、前記正極又は前記負極のいずれか一方の電極の少なくともいずれか一方の面に、前記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程、並びに、前記電極の前記電解質層を形成した面に、前記正極又は前記負極のいずれか他方の電極を積層させる工程、を有することを特徴とする。
2. Method for Producing Sulfide Solid Battery The method for producing a sulfide solid battery of the present invention includes at least a positive electrode, a negative electrode, and a sulfide solid electrolyte, and is interposed between the positive electrode and the negative electrode. A method for manufacturing a sulfide-based solid battery including an electrolyte layer, the step of preparing the positive electrode and the negative electrode, mixing at least a sulfide-based solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester, A step of preparing an electrolyte slurry, a step of forming an electrolyte layer by applying the sulfide-based solid electrolyte slurry on at least one surface of either the positive electrode or the negative electrode, and the electrode A step of laminating either the positive electrode or the negative electrode on the surface on which the electrolyte layer is formed.

本発明においては、上述した正極及び負極をいずれも準備する。また、本発明は、「1.電解質層・電極積層体の製造方法」の項で述べた3工程の他に、さらに、一方の電極の電解質層を形成した面に他方の電極を積層する工程を有する。本発明は、必ずしも上記4工程のみに限定されることはなく、上記4工程以外にも、例えば、後述するような電池ケースに収納する工程等を有していてもよい。   In the present invention, both the positive electrode and the negative electrode described above are prepared. In addition to the three steps described in the section “1. Method for Manufacturing Electrolyte Layer / Electrode Laminate”, the present invention further includes a step of laminating the other electrode on the surface on which the electrolyte layer of one electrode is formed. Have The present invention is not necessarily limited to the above four steps, and may include, for example, a step of storing in a battery case as described later, in addition to the above four steps.

2−1.一方の電極の電解質層を形成した面に他方の電極を積層する工程
本工程は、上述した電極の電解質層を形成した面に、電解質層の形成に使用しなかった電極を積層させる工程である。上記電解質層形成工程において電解質層を正極に形成した場合には、本工程においては、正極の電解質層を形成した面に負極を積層する。上記電解質層形成工程において電解質層を負極に形成した場合には、本工程においては、負極の電解質層を形成した面に正極を積層する。
本工程において、電解質層に積層させる電極が電極活物質層(ここでいう電極活物質層とは、電解質層に積層させる電極が正極の場合には正極活物質層、電解質層に積層させる電極が負極の場合には負極活物質層のことを指す。)を備える場合には、電解質層に電極活物質層が接するように、電極を積層することが好ましい。
なお、積層後は、各電極と電解質層の界面のイオン伝導性を高めるために、熱圧着法等により積層体を適宜圧着してもよい。
2-1. The process of laminating the other electrode on the surface of the electrolyte layer of one electrode This process is a process of laminating the electrode that was not used for forming the electrolyte layer on the surface of the electrode layer formed above. . When the electrolyte layer is formed on the positive electrode in the electrolyte layer forming step, in this step, the negative electrode is laminated on the surface of the positive electrode on which the electrolyte layer is formed. When the electrolyte layer is formed on the negative electrode in the electrolyte layer forming step, in this step, the positive electrode is laminated on the surface of the negative electrode on which the electrolyte layer is formed.
In this step, the electrode laminated on the electrolyte layer is an electrode active material layer (the electrode active material layer here refers to the positive electrode active material layer and the electrode laminated on the electrolyte layer when the electrode laminated on the electrolyte layer is a positive electrode) In the case of a negative electrode, it refers to a negative electrode active material layer.) When provided, the electrode is preferably laminated so that the electrode active material layer is in contact with the electrolyte layer.
In addition, after lamination | stacking, in order to improve the ion conductivity of the interface of each electrode and an electrolyte layer, you may crimp | bond a laminated body suitably by a thermocompression bonding method etc.

2−2.その他の工程
その他の工程としては、例えば、硫化物系固体電池を電池ケースへ収納する工程等が挙げられる。
本発明に用いられる電池ケースの形状としては、上述した正極、負極、電解質層等を収納できるものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、円筒型、角型、コイン型、ラミネート型等を挙げることができる。
2-2. Other Steps As other steps, for example, a step of storing a sulfide-based solid battery in a battery case and the like can be mentioned.
The shape of the battery case used in the present invention is not particularly limited as long as it can accommodate the positive electrode, the negative electrode, the electrolyte layer, and the like described above. Specifically, a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, and the like. And a laminate type.

図1は本発明により製造される硫化物系固体電池の積層構造の一例を示す図であって、積層方向に切断した断面を模式的に示した図である。なお、本発明により製造される硫化物系固体電池は、必ずしもこの例のみに限定されるものではない。
硫化物系固体電池100は、正極活物質層2及び正極集電体4を備える正極6と、負極活物質層3及び負極集電体5を備える負極7と、前記正極6及び前記負極7に挟持される電解質層1を備える。
FIG. 1 is a view showing an example of a laminated structure of a sulfide-based solid battery manufactured according to the present invention, and is a view schematically showing a cross section cut in the stacking direction. The sulfide-based solid battery produced according to the present invention is not necessarily limited to this example.
The sulfide-based solid battery 100 includes a positive electrode 6 including a positive electrode active material layer 2 and a positive electrode current collector 4, a negative electrode 7 including a negative electrode active material layer 3 and a negative electrode current collector 5, and the positive electrode 6 and the negative electrode 7. An electrolyte layer 1 to be sandwiched is provided.

以下に、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.

1.脂肪酸エステルを含む圧粉体の作製
[実施例1]
硫化物系固体電解質の一種であるLiI−LiS−Pを100mg、及び、脂肪酸エステルの一種である酪酸ブチル(東京化成社製)を5mL混合し、当該混合物を乾燥させた。乾燥させた混合物を、4.3t/cmの圧力でペレット化し、実施例1の圧粉体を作製した。
1. Preparation of green compact containing fatty acid ester [Example 1]
100 mg of LiI—Li 2 S—P 2 S 5 which is a kind of sulfide-based solid electrolyte and 5 mL of butyl butyrate (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) which is a kind of fatty acid ester were mixed, and the mixture was dried. The dried mixture was pelletized at a pressure of 4.3 t / cm 2 to produce a green compact of Example 1.

[比較例1]
実施例1において、酪酸ブチル5mLを、酢酸ブチル(ナカライテスク社製)5mLに替えた以外は、実施例1と同様に原料を混合し、乾燥させ、ペレット化を行い、比較例1の圧粉体を作製した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, except that 5 mL of butyl butyrate was changed to 5 mL of butyl acetate (manufactured by Nacalai Tesque), the raw materials were mixed, dried and pelletized in the same manner as in Example 1, and the green compact of Comparative Example 1 was used. The body was made.

2.イオン伝導度の測定
実施例1、及び比較例1の圧粉体について、インピーダンスアナライザー(Solartron社製:SI−1260)を用いて、周波数1MHz〜0.1Hzで交流インピーダンス測定を行い、測定結果に基づいてイオン伝導度を算出した。
下記表1は、実施例1、及び比較例1の圧粉体のイオン伝導度をまとめた表である。
2. Measurement of Ionic Conductivity For the green compacts of Example 1 and Comparative Example 1, AC impedance measurement was performed at a frequency of 1 MHz to 0.1 Hz using an impedance analyzer (Solartron: SI-1260), and the measurement results were obtained. Based on this, the ionic conductivity was calculated.
Table 1 below summarizes the ionic conductivity of the green compacts of Example 1 and Comparative Example 1.

Figure 0005675694
Figure 0005675694

上記表1から分かるように、酢酸ブチルを用いた比較例1の圧粉体のイオン伝導度は9.4×10−6S/cmであるのに対し、酪酸ブチルを用いた実施例1の圧粉体のイオン伝導度は9.3×10−4S/cmである。すなわち、実施例1のイオン伝導度のオーダーは、比較例1のイオン伝導度のオーダーよりも2ケタ高い。これらの結果は、酪酸ブチルが、酢酸ブチルと比較して硫化物系固体電解質との反応性が低く、そのため、硫化物系固体電解質のイオン伝導性を損なわないことを示唆する。 As can be seen from Table 1 above, the ionic conductivity of the green compact of Comparative Example 1 using butyl acetate is 9.4 × 10 −6 S / cm, whereas that of Example 1 using butyl butyrate. The ionic conductivity of the green compact is 9.3 × 10 −4 S / cm. That is, the order of the ionic conductivity of Example 1 is two digits higher than the order of the ionic conductivity of Comparative Example 1. These results suggest that butyl butyrate is less reactive with sulfide-based solid electrolytes than butyl acetate, and therefore does not impair the ionic conductivity of sulfide-based solid electrolytes.

3.電解質層・電極積層体の作製
[実施例2]
硫化物系固体電解質の一種であるLiI−LiS−P、及び結着剤としてフッ素系共重合体(フッ化ビニリデン単量体単位:テトラフルオロエチレン単量体単位:ヘキサフルオロプロピレン単量体単位=55mol%:25mol%:20mol%)を、硫化物系固体電解質:結着剤=98.9質量%:1.1質量%の比で混合し、さらに、脂肪酸エステルの一種である酪酸ブチルを当該混合物に加え、当該混合物の固形分比率を43質量%に調整し、硫化物系固体電解質スラリーを調製した。得られた硫化物系固体電解質スラリーを、30秒間超音波処理し、さらに30分間振とう機で攪拌した。
攪拌後の硫化物系固体電解質スラリーを、ドクターブレードでアルミニウム箔(電極)上に塗工し、実施例2の電解質層・電極積層体を得た。
3. Preparation of electrolyte layer / electrode laminate [Example 2]
LiI-Li 2 S—P 2 S 5 , which is a kind of sulfide-based solid electrolyte, and a fluorine-based copolymer (vinylidene fluoride monomer unit: tetrafluoroethylene monomer unit: hexafluoropropylene as a binder) Monomer unit = 55 mol%: 25 mol%: 20 mol%) in a ratio of sulfide-based solid electrolyte: binder = 98.9 mass%: 1.1 mass%, A certain butyl butyrate was added to the mixture, and the solid content ratio of the mixture was adjusted to 43% by mass to prepare a sulfide-based solid electrolyte slurry. The obtained sulfide-based solid electrolyte slurry was subjected to ultrasonic treatment for 30 seconds, and further stirred with a shaker for 30 minutes.
The sulfide-based solid electrolyte slurry after stirring was applied onto an aluminum foil (electrode) with a doctor blade to obtain an electrolyte layer / electrode laminate of Example 2.

[実施例3]
硫化物系固体電解質、及び結着剤の混合比を、硫化物系固体電解質:結着剤=98質量%:2質量%とした以外は、実施例2と同様に、超音波処理、攪拌、及び塗工を行い、実施例3の電解質層・電極積層体を得た。
[Example 3]
Ultrasonic treatment, stirring, and the like, except that the mixing ratio of the sulfide-based solid electrolyte and the binder was sulfide-based solid electrolyte: binder = 98 mass%: 2 mass%. Then, an electrolyte layer / electrode laminate of Example 3 was obtained.

[実施例4]
硫化物系固体電解質、及び結着剤の混合比を、硫化物系固体電解質:結着剤=95質量%:5質量%とした以外は、実施例2と同様に、超音波処理、攪拌、及び塗工を行い、実施例4の電解質層・電極積層体を得た。
[Example 4]
Except for the mixing ratio of the sulfide-based solid electrolyte and the binder, sulfide-based solid electrolyte: binder = 95% by mass: 5% by mass, ultrasonic treatment, stirring, Then, an electrolyte layer / electrode laminate of Example 4 was obtained.

[比較例2]
結着剤として、フッ素系共重合体の替わりにブチレンゴムを用い、硫化物系固体電解質、及び結着剤の混合比を、硫化物系固体電解質:結着剤=98質量%:2質量%とし、酪酸ブチルの替わりにヘプタンを加えて、当該混合物の固形分比率を43質量%に調整した以外は、実施例2と同様に、超音波処理、攪拌、及び塗工を行い、比較例2の電解質層・電極積層体を得た。
[Comparative Example 2]
Butylene rubber is used in place of the fluorocopolymer as the binder, and the mixing ratio of the sulfide solid electrolyte and the binder is sulfide solid electrolyte: binder = 98 mass%: 2 mass%. In the same manner as in Example 2, ultrasonic treatment, stirring, and coating were performed except that heptane was added instead of butyl butyrate and the solid content ratio of the mixture was adjusted to 43% by mass. An electrolyte layer / electrode laminate was obtained.

4.イオン伝導度及び結着力の測定
実施例2−実施例4、及び比較例2の電解質層について、イオン伝導度及び結着力の測定を行った。イオン伝導度の測定は、上述した方法と同様である。
結着力の測定は、引っ張り荷重測定機(アイコーエンジニアリング社製、MODEL−2257)を用い、グローブボックス中、アルゴン雰囲気下、室温で行った。
図3は、結着力の測定態様の概略を示した断面模式図である。図3中、二重波線は図の省略を意味する。まず、硫化物系固体電解質スラリーを塗工した面13aを上にして、両面テープ14によりサンプル13を台座15に固定した。引っ張り荷重測定機11のアタッチメント先端部11aに別の両面テープ12を貼り付け、当該両面テープの接着面をサンプル13側に向けた。引っ張り荷重測定機11を、サンプル13に対し、垂直に等速(約20mm/min)で下降させ、両面テープ12と硫化物系固体電解質スラリーを塗工した面13aとを接触させた後、引っ張り荷重測定機11を上昇させた。硫化物系固体電解質スラリーの塗膜が剥がれた際の引っ張り荷重を、当該サンプルの結着力とした。
4). Measurement of Ion Conductivity and Binding Force For the electrolyte layers of Example 2 to Example 4 and Comparative Example 2, ion conductivity and binding force were measured. The ion conductivity is measured in the same manner as described above.
The measurement of the binding force was performed at room temperature in an atmosphere of argon in a glove box using a tensile load measuring machine (Model 2257 manufactured by Aiko Engineering Co., Ltd.).
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an outline of a measurement mode of binding force. In FIG. 3, double wavy lines mean that the drawing is omitted. First, the sample 13 was fixed to the pedestal 15 with the double-sided tape 14 with the surface 13 a coated with the sulfide-based solid electrolyte slurry facing up. Another double-sided tape 12 was affixed to the attachment tip 11a of the tensile load measuring device 11, and the adhesive surface of the double-sided tape was directed to the sample 13 side. The tensile load measuring device 11 is lowered vertically with respect to the sample 13 at a constant speed (about 20 mm / min), and the double-sided tape 12 and the surface 13a coated with the sulfide-based solid electrolyte slurry are brought into contact with each other. The load measuring machine 11 was raised. The tensile load when the coating film of the sulfide-based solid electrolyte slurry was peeled was defined as the binding force of the sample.

図2は、実施例2−実施例4の電解質層についての、イオン伝導度及び結着力をプロットしたグラフである。図2は、横軸に結着剤の含有割合を、左の縦軸にイオン伝導度(S/cm)を、右の縦軸に結着力(N/cm)を、それぞれとったグラフである。また、黒丸のプロットはイオン伝導度のデータを示し、白丸のプロットは結着力のデータを示す。なお、グラフ中の太い破線はイオン伝導度の参照値(1.1×10−3S/cm)を示す。また、グラフ中の細い破線は結着力の基準値(2.0N/cm)を示す。
図2から分かるように、実施例2(結着剤含有割合:1.1質量%)のイオン伝導度は1.2×10−3S/cm、結着力は1.75N/cmである。したがって、実施例2のイオン伝導度は上記参照値を超えており、且つ、結着力も上記基準値と同程度である。
また、図2から分かるように、実施例3(結着剤含有割合:2.0質量%)のイオン伝導度は9.7×10−4S/cm、結着力は5.4N/cmである。したがって、実施例3のイオン伝導度は、上記参照値の9割程度であり、且つ、結着力は上記基準値の2.5倍を超える。また、図2から分かるように、実施例4(結着剤含有割合:5.0質量%)のイオン伝導度は8.7×10−4S/cm、結着力は22.4N/cmである。実施例4の結着力は、上記基準値の11倍を超える。また、実施例4のイオン伝導度は、上記参照値の8割程度である。なお、実施例2−実施例4を比較すると、結着剤の添加によってイオン伝導度が急激に低下していないことが分かる。したがって、実施例2−実施例4においては、硫化物系固体電解質と結着剤との間において特異的な化学反応が生じ、その結果硫化物系固体電解質のイオン伝導性が損なわれる、というおそれはないと推定される。
FIG. 2 is a graph plotting ionic conductivity and binding force for the electrolyte layers of Example 2 to Example 4. FIG. 2 is a graph in which the horizontal axis represents the binder content, the left vertical axis represents the ionic conductivity (S / cm), and the right vertical axis represents the binding force (N / cm 2 ). is there. Moreover, the black circle plot shows the data of ion conductivity, and the white circle plot shows the data of binding force. In addition, the thick broken line in a graph shows the reference value (1.1 * 10 < -3 > S / cm) of ion conductivity. Moreover, the thin broken line in a graph shows the reference value (2.0 N / cm < 2 >) of binding force.
As can be seen from FIG. 2, the ionic conductivity of Example 2 (binding agent content: 1.1 mass%) is 1.2 × 10 −3 S / cm, and the binding force is 1.75 N / cm 2 . . Therefore, the ionic conductivity of Example 2 exceeds the reference value, and the binding force is about the same as the standard value.
Further, as can be seen from FIG. 2, the ionic conductivity of Example 3 (binding agent content: 2.0 mass%) is 9.7 × 10 −4 S / cm, and the binding force is 5.4 N / cm 2. It is. Therefore, the ionic conductivity of Example 3 is about 90% of the reference value, and the binding force exceeds 2.5 times the standard value. Further, as can be seen from FIG. 2, the ionic conductivity of Example 4 (binding agent content ratio: 5.0 mass%) is 8.7 × 10 −4 S / cm, and the binding force is 22.4 N / cm 2. It is. The binding force of Example 4 exceeds 11 times the reference value. Moreover, the ionic conductivity of Example 4 is about 80% of the reference value. In addition, when Example 2-Example 4 are compared, it turns out that the ionic conductivity is not falling rapidly by addition of a binder. Therefore, in Example 2 to Example 4, a specific chemical reaction occurs between the sulfide-based solid electrolyte and the binder, and as a result, the ionic conductivity of the sulfide-based solid electrolyte is impaired. It is estimated that it is not.

一方、比較例2(ブチレンゴム、結着剤含有割合:2.0質量%)のイオン伝導度は4.6×10−4S/cm、結着力は18.1N/cmである。したがって、ブチレンゴムを結着剤に用いた場合には、実施例2と比較して、4割程度のイオン伝導度しか示さないことが分かる。 On the other hand, the ionic conductivity of Comparative Example 2 (butylene rubber, binder content: 2.0 mass%) is 4.6 × 10 −4 S / cm, and the binding force is 18.1 N / cm 2 . Therefore, it can be seen that when butylene rubber is used as the binder, only about 40% of the ionic conductivity is exhibited as compared with Example 2.

以上より、硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルを含み、且つ、硫化物系固体電解質、結着剤、及び脂肪酸エステルの合計の質量を100質量%としたときの、結着剤の含有割合が0.1〜10質量%である実施例2−実施例4の電解質層は、優れたイオン伝導性と高い結着力を両立できることが分かる。   As described above, the binder containing the sulfide-based solid electrolyte, the binder, and the fatty acid ester, and the total mass of the sulfide-based solid electrolyte, the binder, and the fatty acid ester being 100% by mass. It can be seen that the electrolyte layer of Example 2 to Example 4 in which the content ratio is 0.1 to 10% by mass can achieve both excellent ion conductivity and high binding force.

1 電解質層
2 正極活物質層
3 負極活物質層
4 正極集電体
5 負極集電体
6 正極
7 負極
11 引っ張り荷重測定機
11a アタッチメント先端部
12 両面テープ
13 サンプル
13a サンプルにおける硫化物系固体電解質スラリーを塗工した面
14 両面テープ
15 台座
100 硫化物系固体電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electrolyte layer 2 Positive electrode active material layer 3 Negative electrode active material layer 4 Positive electrode collector 5 Negative electrode collector 6 Positive electrode 7 Negative electrode 11 Tensile load measuring device 11a Attachment tip 12 Double-sided tape 13 Sample 13a Sulfide-based solid electrolyte slurry in a sample Coated surface 14 Double-sided tape 15 Base 100 Sulfide-based solid battery

Claims (8)

硫化物系固体電解質を含有する電解質層、及び電極を備える電解質層・電極積層体の製造方法であって、
前記電極を準備する工程、
少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び下記式(1)により表される脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、並びに、
前記電極の少なくともいずれか一方の面に、前記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程、を有することを特徴とする、電解質層・電極積層体の製造方法。
−CO −R 式(1)
(上記式(1)中、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基であり、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基である。)
An electrolyte layer containing a sulfide-based solid electrolyte, and a method for producing an electrolyte layer / electrode laminate including an electrode,
Preparing the electrode;
At least a step of mixing a sulfide-based solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester represented by the following formula (1) to prepare a sulfide-based solid electrolyte slurry; and
A method for producing an electrolyte layer / electrode laminate, comprising a step of coating the sulfide-based solid electrolyte slurry on at least one surface of the electrode to form an electrolyte layer.
R 1 —CO 2 —R 2 formula (1)
(In the above formula (1), R 1 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms , and R 2 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms. is there.)
前記結着剤がフッ素ポリマーである、請求項1に記載の電解質層・電極積層体の製造方法。 The method for producing an electrolyte layer / electrode laminate according to claim 1, wherein the binder is a fluoropolymer. 前記硫化物系固体電解質、及び前記結着剤の合計の質量を100質量%としたときの、前記結着剤の含有割合が0.1〜10質量%である、請求項1又は2に記載の電解質層・電極積層体の製造方法。 The content rate of the said binder is 0.1-10 mass% when the total mass of the said sulfide type solid electrolyte and the said binder is 100 mass%, The claim 1 or 2 characterized by the above-mentioned. Manufacturing method of electrolyte layer / electrode laminate. 前記電解質層のイオン伝導度が、1.0×10−4S/cm以上である、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電解質層・電極積層体の製造方法。 The ionic conductivity of the electrolyte layer, 1.0 × is 10 -4 S / cm or more, a manufacturing method of the electrolyte layer-electrode stack according to any one of claims 1 to 3. 少なくとも、正極、負極、並びに、硫化物系固体電解質を含有し、且つ、当該正極及び当該負極との間に介在する電解質層を備える硫化物系固体電池の製造方法であって、
前記正極及び前記負極を準備する工程、
少なくとも、硫化物系固体電解質、結着剤、及び下記式(1)により表される脂肪酸エステルを混合し、硫化物系固体電解質スラリーを調製する工程、
前記正極又は前記負極のいずれか一方の電極の少なくともいずれか一方の面に、前記硫化物系固体電解質スラリーを塗工して電解質層を形成する工程、並びに、
前記電極の前記電解質層を形成した面に、前記正極又は前記負極のいずれか他方の電極を積層させる工程、を有することを特徴とする、硫化物系固体電池の製造方法。
−CO −R 式(1)
(上記式(1)中、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基であり、R は、炭素数3〜10の直鎖又は分岐鎖の脂肪族基である。)
A method for producing a sulfide-based solid battery comprising at least a positive electrode, a negative electrode, and a sulfide-based solid electrolyte, and comprising an electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode,
Preparing the positive electrode and the negative electrode;
A step of mixing at least a sulfide-based solid electrolyte, a binder, and a fatty acid ester represented by the following formula (1) to prepare a sulfide-based solid electrolyte slurry;
A step of coating the sulfide-based solid electrolyte slurry on at least one surface of either the positive electrode or the negative electrode to form an electrolyte layer; and
And a step of laminating either the positive electrode or the negative electrode on the surface of the electrode on which the electrolyte layer is formed.
R 1 —CO 2 —R 2 formula (1)
(In the above formula (1), R 1 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms , and R 2 is a linear or branched aliphatic group having 3 to 10 carbon atoms. is there.)
前記結着剤がフッ素ポリマーである、請求項5に記載の硫化物系固体電池の製造方法。 The method for producing a sulfide-based solid battery according to claim 5, wherein the binder is a fluoropolymer. 前記硫化物系固体電解質、及び前記結着剤の合計の質量を100質量%としたときの、前記結着剤の含有割合が0.1〜10質量%である、請求項5又は6に記載の硫化物系固体電池の製造方法。 The sulfide-based solid electrolyte, and when the total weight of the binder and 100 mass%, the content of the binder is 0.1 to 10 mass%, according to claim 5 or 6 Method for producing a sulfide-based solid battery. 前記電解質層のイオン伝導度が、1.0×10−4S/cm以上である、請求項5乃至7のいずれか一項に記載の硫化物系固体電池の製造方法。 8. The method for producing a sulfide-based solid battery according to claim 5 , wherein an ionic conductivity of the electrolyte layer is 1.0 × 10 −4 S / cm or more.
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