JP6498335B2 - Solid electrolyte sheet, all solid-state lithium ion battery, and method for producing solid electrolyte sheet - Google Patents

Solid electrolyte sheet, all solid-state lithium ion battery, and method for producing solid electrolyte sheet Download PDF

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Description

本発明は、固体電解質シート、全固体型リチウムイオン電池、および固体電解質シートの製造方法に関する。   The present invention relates to a solid electrolyte sheet, an all solid-state lithium ion battery, and a method for producing a solid electrolyte sheet.

リチウムイオン電池は、一般的に、携帯電話やノートパソコンなどの小型携帯機器の電源として使用されている。また、最近では小型携帯機器以外に、電気自動車や電力貯蔵などの電源としてもリチウムイオン電池は使用され始めている。   Lithium ion batteries are generally used as a power source for small portable devices such as mobile phones and notebook computers. Recently, in addition to small portable devices, lithium ion batteries have begun to be used as power sources for electric vehicles and power storage.

現在市販されているリチウムイオン電池には、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用されている。一方、電解液を固体電解質に変えて、電池を全固体化したリチウムイオン電池（以下、全固体型リチウムイオン電池とも呼ぶ。）は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全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。
このような全固体型リチウムイオン電池には、固体電解質層として、無機固体電解質材料を主に含む固体電解質シートが使用されている。以下の特許文献１および２には、こうした固体電解質シートの例が記載されている。 An electrolyte solution containing a flammable organic solvent is used in a lithium ion battery currently on the market. On the other hand, a lithium ion battery (hereinafter also referred to as an all-solid-state lithium ion battery) in which the electrolyte is changed to a solid electrolyte to make the battery completely solid does not use a flammable organic solvent in the battery. It is considered that the manufacturing cost and productivity are excellent.
In such all solid-state lithium ion batteries, a solid electrolyte sheet mainly containing an inorganic solid electrolyte material is used as a solid electrolyte layer. Patent Documents 1 and 2 below describe examples of such solid electrolyte sheets.

特許文献１（特開平４−１３３２０９号）には、リチウムイオン伝導性固体電解質と、熱可塑性高分子樹脂との混合物を含むことを特徴とするリチウムイオン伝導性固体電解質シートが記載されている。   Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-133209) describes a lithium ion conductive solid electrolyte sheet comprising a mixture of a lithium ion conductive solid electrolyte and a thermoplastic polymer resin.

特許文献２（特開２００８−１２４０１１号）には、ガラス状のリチウムイオン伝導性固体電解質を、シート状に成形後熱処理する、又はシート状に成形すると共に熱処理する結晶性のリチウムイオン伝導性固体電解質シートの製造方法が記載されている。   Patent Document 2 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2008-120401) discloses a crystalline lithium ion conductive solid that is heat-treated after being molded into a sheet-like lithium ion conductive solid electrolyte, or formed into a sheet and heat-treated. A method for producing an electrolyte sheet is described.

特開平４−１３３２０９号公報JP-A-4-133209 特開２００８−１２４０１１号公報JP 2008-121401 A

しかし、熱可塑性高分子樹脂等のバインダーはイオン伝導性がほとんどないため、バインダーが無機固体電解質材料間に存在すると、無機固体電解質材料間のイオン伝導が阻害されてしまう。そのため、特許文献１に記載されているような固体電解質シートは、リチウムイオン伝導性が低く、全固体型リチウムイオン電池用の固体電解質シートとしてまだまだ満足できるものではなかった。
また、特許文献２に記載されているような固体電解質シートは、薄膜化すると無機固体電解質材料が欠落したり、固体電解質シートの表面にひび割れが発生したりするため、薄膜化が難しく、実用的ではなかった。 However, since binders such as thermoplastic polymer resins have almost no ionic conductivity, if a binder exists between inorganic solid electrolyte materials, ionic conduction between inorganic solid electrolyte materials will be hindered. Therefore, the solid electrolyte sheet as described in Patent Document 1 has low lithium ion conductivity, and is still not satisfactory as a solid electrolyte sheet for an all solid-state lithium ion battery.
In addition, when the solid electrolyte sheet as described in Patent Document 2 is thinned, the inorganic solid electrolyte material is lost or cracks are generated on the surface of the solid electrolyte sheet. It wasn't.

本発明者らは、大面積化および薄膜化が可能で、かつ、イオン伝導性に優れた固体電解質シートを提供するため、固体電解質シートの構造について鋭意検討した。その結果、無機固体電解質材料を多孔性基材の空隙内に充填させることにより、固体電解質シートの大面積化および薄膜化が可能となることを見出し、本発明に至った。   In order to provide a solid electrolyte sheet that can be increased in area and thickness and is excellent in ion conductivity, the present inventors have intensively studied the structure of the solid electrolyte sheet. As a result, the inventors have found that the solid electrolyte sheet can be increased in area and thinned by filling the inorganic solid electrolyte material in the voids of the porous substrate, and the present invention has been achieved.

すなわち、本発明によれば、
シート状の多孔性基材と、
上記多孔性基材の空隙の内部に充填されている無機固体電解質材料と、
を備える固体電解質シートであって、
上記多孔性基材は不織布であり、
当該固体電解質シート中の、上記無機固体電解質材料同士を結着させるためのバインダーの含有量が、上記固体電解質シートの全体を１００質量％としたとき、０．５質量％以下である固体電解質シートが提供される。 That is, according to the present invention,
A sheet-like porous substrate;
An inorganic solid electrolyte material filled in the voids of the porous substrate;
A solid electrolyte sheet comprising :
The porous substrate is a nonwoven fabric,
The solid electrolyte sheet in which the content of the binder for binding the inorganic solid electrolyte materials in the solid electrolyte sheet is 0.5% by mass or less when the entire solid electrolyte sheet is 100% by mass. Is provided.

さらに、本発明によれば、
正極層と、固体電解質層と、負極層とがこの順番に積層された全固体型リチウムイオン電池であって、
上記固体電解質層が、上記固体電解質シートにより構成されたものである全固体型リチウムイオン電池が提供される。 Furthermore, according to the present invention,
An all-solid-state lithium ion battery in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order,
There is provided an all solid-state lithium ion battery in which the solid electrolyte layer is composed of the solid electrolyte sheet.

さらに、本発明によれば、
上記固体電解質シートを製造するための製造方法であって、
シート状の多孔性基材の少なくとも一方の面に、粘着剤層を形成する工程と、
上記粘着剤層上に無機固体電解質材料を付着させることにより無機固体電解質材料層を形成し、上記多孔性基材、上記粘着剤層、および上記無機固体電解質材料層がこの順番に積層された積層体を得る工程と、
得られた上記積層体を加圧することにより、上記粘着剤層を構成する粘着剤を上記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に付着させるとともに、上記多孔性基材の上記空隙内に上記無機固体電解質材料層を構成する上記無機固体電解質材料を充填する工程と、
を含む固体電解質シートの製造方法が提供される。 Furthermore, according to the present invention,
A manufacturing method for manufacturing the solid electrolyte sheet,
Forming an adhesive layer on at least one surface of the sheet-like porous substrate; and
An inorganic solid electrolyte material layer is formed by attaching an inorganic solid electrolyte material on the pressure-sensitive adhesive layer, and the porous substrate, the pressure-sensitive adhesive layer, and the inorganic solid electrolyte material layer are laminated in this order. Obtaining a body;
By pressurizing the obtained laminate, the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer is attached to the surface of the skeleton surrounding the voids of the porous substrate, and the voids of the porous substrate are Filling the inorganic solid electrolyte material constituting the inorganic solid electrolyte material layer;
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet containing this is provided.

さらに、本発明によれば、
上記固体電解質シートを製造するための製造方法であって、
シート状の多孔性基材と、粘着剤を準備する工程と、
上記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に、上記粘着剤をコーティングする工程と、
上記多孔性基材の上記空隙内に無機固体電解質材料を充填する工程と、
を含む固体電解質シートの製造方法が提供される。 Furthermore, according to the present invention,
A manufacturing method for manufacturing the solid electrolyte sheet,
A step of preparing a sheet-like porous substrate and an adhesive;
Coating the pressure-sensitive adhesive on the surface of the skeleton surrounding the voids of the porous substrate;
Filling an inorganic solid electrolyte material in the voids of the porous substrate;
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet containing this is provided.

本発明によれば、大面積化および薄膜化が可能で、かつ、イオン伝導性に優れた固体電解質シートを提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a solid electrolyte sheet that can be made large in area and thin, and has excellent ion conductivity.

本発明に係る実施形態の固体電解質シートの構造の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the structure of the solid electrolyte sheet of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の固体電解質シートの製造方法の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the solid electrolyte sheet of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の固体電解質シートの製造方法の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the solid electrolyte sheet of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の固体電解質シートの製造方法の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the solid electrolyte sheet of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の固体電解質シートの製造方法の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the solid electrolyte sheet of embodiment which concerns on this invention. 本発明に係る実施形態の全固体型リチウムイオン電池の構造の一例を模式的に示した断面図である。It is sectional drawing which showed typically an example of the structure of the all-solid-state type lithium ion battery of embodiment which concerns on this invention.

以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には共通の符号を付し、適宜説明を省略する。また、図は概略図であり、実際の寸法比率とは必ずしも一致していない。なお、「〜」は特に断りがなければ、以上から以下を表す。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings, similar constituent elements are denoted by common reference numerals, and description thereof is omitted as appropriate. Moreover, the figure is a schematic diagram and does not necessarily match the actual dimensional ratio. In addition, unless otherwise indicated, "to" represents the following from the above.

図１は、本発明に係る実施形態の固体電解質シート１００の構造の一例を模式的に示した断面図である。
固体電解質シート１００は、シート状の多孔性基材１０１と、無機固体電解質材料１０５と、を備えている。無機固体電解質材料１０５は多孔性基材１０１の空隙１０２の内部に充填されている。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of a solid electrolyte sheet 100 according to an embodiment of the present invention.
The solid electrolyte sheet 100 includes a sheet-like porous substrate 101 and an inorganic solid electrolyte material 105. The inorganic solid electrolyte material 105 is filled in the voids 102 of the porous substrate 101.

本実施形態に係る固体電解質シート１００は、例えば、全固体型リチウムイオン電池を構成する固体電解質層に用いられる。
本実施形態に係る固体電解質シート１００を適用した全固体型リチウムイオン電池の例としては、正極層と、固体電解質層と、負極層とがこの順番に積層されたものが挙げられる。この場合、固体電解質層が固体電解質シート１００により構成されたものである。 The solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment is used for, for example, a solid electrolyte layer constituting an all solid-state lithium ion battery.
As an example of the all solid-state type lithium ion battery to which the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment is applied, one in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order can be given. In this case, the solid electrolyte layer is constituted by the solid electrolyte sheet 100.

従来の全固体型リチウムイオン電池用固体電解質シートは、無機固体電解質材料を高圧でプレス成型することにより作製していた。しかし、本発明者らの検討によれば、このような方法で作製された固体電解質シートは大面積化が難しく、工業的生産性に劣っていた。また、薄膜化すると無機固体電解質材料の欠落や表面のひび割れが起きてしまい、固体電解質シートの形状を一定に保つことが難しかった。
一方、無機固体電解質材料の欠落や表面のひび割れを防止するために無機固体電解質材料にバインダーを含有させると、得られる固体電解質シートのリチウムイオン伝導性が大きく低下してしまった。
上記知見を元に、本発明者らは、大面積化および薄膜化が可能で、かつ、イオン伝導性に優れた固体電解質シートを提供するため、固体電解質シートの構造について鋭意検討した。その結果、無機固体電解質材料を多孔性基材の空隙内に充填させることにより、固体電解質シートの大面積化および薄膜化が可能となることを見出し、本発明に至った。 A conventional solid electrolyte sheet for an all solid-state lithium ion battery has been produced by press-molding an inorganic solid electrolyte material at a high pressure. However, according to the study by the present inventors, the solid electrolyte sheet produced by such a method is difficult to increase in area and is inferior in industrial productivity. In addition, when the film thickness is reduced, missing of the inorganic solid electrolyte material and cracking of the surface occur, and it is difficult to keep the shape of the solid electrolyte sheet constant.
On the other hand, when the inorganic solid electrolyte material contains a binder in order to prevent the lack of the inorganic solid electrolyte material and the cracks on the surface, the lithium ion conductivity of the obtained solid electrolyte sheet is greatly reduced.
Based on the above knowledge, the present inventors diligently studied the structure of the solid electrolyte sheet in order to provide a solid electrolyte sheet that can be increased in area and thickness and that has excellent ion conductivity. As a result, the inventors have found that the solid electrolyte sheet can be increased in area and thinned by filling the inorganic solid electrolyte material in the voids of the porous substrate, and the present invention has been achieved.

本実施形態に係る固体電解質シート１００において、無機固体電解質材料１０５が多孔性基材１０１の空隙１０２内に保持されている。そのため、固体電解質シート１００を大面積化および薄膜化しても、多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５を安定的に保持することができる。また、固体電解質シート１００の薄膜化を実現できるため、固体電解質シート１００のインピーダンスを低下させることができ、その結果、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性をより一層向上できる。
さらに、無機固体電解質材料１０５を多孔性基材１０１の空隙１０２内に安定的に保持することができるため、固体電解質シート１００に含まれるバインダーの含有量を低下させることができる。これにより、無機固体電解質材料間の接触性が改善され、固体電解質シート１００の界面接触抵抗を低下させることができる。その結果、固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性を向上させることができる。
以上から、本実施形態に係る固体電解質シート１００は、大面積化および薄膜化が可能で、かつ、リチウムイオン伝導性に優れている。また、リチウムイオン伝導性に優れた固体電解質シート１００を用いることにより、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性を向上できる。なお、本実施形態では、全固体型リチウムイオン電池の充放電特性とは、放電容量密度、出力特性、サイクル特性等をいう。 In the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment, the inorganic solid electrolyte material 105 is held in the voids 102 of the porous substrate 101. Therefore, even when the solid electrolyte sheet 100 is enlarged and thinned, the inorganic solid electrolyte material 105 can be stably held in the voids 102 of the porous substrate 101. Moreover, since thin film formation of the solid electrolyte sheet 100 can be realized, the impedance of the solid electrolyte sheet 100 can be reduced, and as a result, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be further improved.
Furthermore, since the inorganic solid electrolyte material 105 can be stably held in the voids 102 of the porous substrate 101, the content of the binder contained in the solid electrolyte sheet 100 can be reduced. Thereby, the contact property between inorganic solid electrolyte materials is improved, and the interface contact resistance of the solid electrolyte sheet 100 can be reduced. As a result, the lithium ion conductivity of the solid electrolyte sheet 100 can be improved.
From the above, the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment can have a large area and a thin film, and is excellent in lithium ion conductivity. Moreover, by using the solid electrolyte sheet 100 excellent in lithium ion conductivity, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be improved. In the present embodiment, the charge / discharge characteristics of the all solid-state lithium ion battery refer to discharge capacity density, output characteristics, cycle characteristics, and the like.

以下、本実施形態に係る固体電解質シート１００および全固体型リチウムイオン電池２００について詳細に説明する。   Hereinafter, the solid electrolyte sheet 100 and the all solid-state lithium ion battery 200 according to the present embodiment will be described in detail.

［固体電解質シート］
はじめに、本実施形態に係る固体電解質シート１００について説明する。
固体電解質シート１００は、シート状の多孔性基材１０１と、無機固体電解質材料１０５と、を備えている。無機固体電解質材料１０５は多孔性基材１０１の空隙１０２の内部に充填されている。 [Solid electrolyte sheet]
First, the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment will be described.
The solid electrolyte sheet 100 includes a sheet-like porous substrate 101 and an inorganic solid electrolyte material 105. The inorganic solid electrolyte material 105 is filled in the voids 102 of the porous substrate 101.

固体電解質シート１００はさらに粘着剤１０４を備えていることが好ましい。そして、粘着剤１０４は、少なくとも多孔性基材１０１の空隙１０２を囲む骨格部１０３表面に付着していることが好ましい。
多孔性基材１０１の骨格部１０３に付着した粘着剤１０４により、無機固体電解質材料１０５が多孔性基材１０１の空隙１０２内により一層安定的に保持できる。
そのため、固体電解質シート１００を大面積化および薄膜化しても、多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５をより一層安定的に保持することができ、その結果、無機固体電解質材料１０５の欠落や、固体電解質シート１００表面のひび割れを抑制することができる。また、固体電解質シート１００をさらに薄くできるため、固体電解質シート１００のインピーダンスをより一層低下させることができ、その結果、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性をより一層向上できる。
さらに、無機固体電解質材料１０５を多孔性基材１０１の空隙１０２内により一層安定的に保持することができるため、無機固体電解質材料１０５に含まれるバインダーの含有量をより一層低下させることができる。これにより、無機固体電解質材料間の接触性が改善され、固体電解質シート１００の界面接触抵抗をより一層低下させることができる。その結果、固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。 It is preferable that the solid electrolyte sheet 100 further includes an adhesive 104. The adhesive 104 is preferably attached to the surface of the skeleton 103 surrounding at least the void 102 of the porous substrate 101.
The adhesive 104 attached to the skeleton 103 of the porous substrate 101 can hold the inorganic solid electrolyte material 105 in the void 102 of the porous substrate 101 more stably.
Therefore, even if the solid electrolyte sheet 100 is increased in area and thickness, the inorganic solid electrolyte material 105 can be more stably held in the voids 102 of the porous base material 101. As a result, the inorganic solid electrolyte material The lack of 105 and cracks on the surface of the solid electrolyte sheet 100 can be suppressed. Moreover, since the solid electrolyte sheet 100 can be made thinner, the impedance of the solid electrolyte sheet 100 can be further reduced, and as a result, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be further improved.
Furthermore, since the inorganic solid electrolyte material 105 can be more stably held in the voids 102 of the porous substrate 101, the content of the binder contained in the inorganic solid electrolyte material 105 can be further reduced. Thereby, the contact property between inorganic solid electrolyte materials is improved, and the interface contact resistance of the solid electrolyte sheet 100 can be reduced further. As a result, the lithium ion conductivity of the solid electrolyte sheet 100 can be further improved.

また、固体電解質シート１００は、無機固体電解質材料１０５の少なくとも一部が粘着剤１０４に付着していることが好ましい。これにより、無機固体電解質材料１０５の欠落や、固体電解質シート１００表面のひび割れをより一層抑制しながら、固体電解質シート１００の大面積化および薄膜化を実現できる。また、固体電解質シート１００の薄膜化により、固体電解質シート１００のインピーダンスをより一層低下させることができる。その結果、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性を向上できる。   In the solid electrolyte sheet 100, at least a part of the inorganic solid electrolyte material 105 is preferably attached to the adhesive 104. Accordingly, the solid electrolyte sheet 100 can be increased in area and thickness while further suppressing the loss of the inorganic solid electrolyte material 105 and the cracks on the surface of the solid electrolyte sheet 100. Moreover, the impedance of the solid electrolyte sheet 100 can be further reduced by reducing the thickness of the solid electrolyte sheet 100. As a result, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be improved.

固体電解質シート１００の平面形状は、特に限定されず、電極層や集電体層の形状に合わせて適宜選択することが可能であるが、例えば、矩形とすることができる。
固体電解質シート１００の厚みは、好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下であり、より好ましくは１０μｍ以上２００μｍ以下であり、さらに好ましくは１５μｍ以上８０μｍ以下であり、さらに好ましくは１５μｍ以上５０μｍ以下であり、特に好ましくは１５μｍ以上３０μｍ以下である。固体電解質シート１００の厚みが上記下限値以上であると、無機固体電解質材料１０５の欠落や、固体電解質シート１００表面のひび割れをより一層抑制できる。また、固体電解質シート１００の厚みが上記上限値以下であると、固体電解質シート１００のインピーダンスをより一層低下させることができる。その結果、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性をより一層向上できる。 The planar shape of the solid electrolyte sheet 100 is not particularly limited, and can be appropriately selected according to the shape of the electrode layer or the current collector layer. For example, it can be rectangular.
The thickness of the solid electrolyte sheet 100 is preferably 5 μm or more and 300 μm or less, more preferably 10 μm or more and 200 μm or less, further preferably 15 μm or more and 80 μm or less, further preferably 15 μm or more and 50 μm or less, and particularly preferably. It is 15 μm or more and 30 μm or less. When the thickness of the solid electrolyte sheet 100 is equal to or greater than the lower limit, it is possible to further suppress the lack of the inorganic solid electrolyte material 105 and the cracks on the surface of the solid electrolyte sheet 100. Moreover, the impedance of the solid electrolyte sheet 100 can be further reduced as the thickness of the solid electrolyte sheet 100 is not more than the above upper limit value. As a result, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be further improved.

固体電解質シート１００において、無機固体電解質材料１０５の充填量は、当該固体電解質シート１００の全体を１００質量％としたとき、好ましくは１５質量％以上８５質量％以下であり、より好ましくは４０質量％以上７０質量％以下である。無機固体電解質材料１０５の充填量が上記上限値以下であると、無機固体電解質材料１０５の欠落や、固体電解質シート１００表面のひび割れをより一層抑制できる。また、無機固体電解質材料１０５の充填量が上記下限値以上であると、得られる固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。   In the solid electrolyte sheet 100, the filling amount of the inorganic solid electrolyte material 105 is preferably 15% by mass or more and 85% by mass or less, and more preferably 40% by mass when the entire solid electrolyte sheet 100 is 100% by mass. It is 70 mass% or less. When the filling amount of the inorganic solid electrolyte material 105 is less than or equal to the above upper limit value, the lack of the inorganic solid electrolyte material 105 and the cracks on the surface of the solid electrolyte sheet 100 can be further suppressed. Moreover, the lithium ion conductivity of the solid electrolyte sheet 100 obtained can be further improved as the filling amount of the inorganic solid electrolyte material 105 is more than the said lower limit.

固体電解質シート１００において、粘着剤１０４の含有量は、当該固体電解質シート１００の全体を１００質量％としたとき、好ましくは５質量％以上８０質量％以下であり、より好ましくは１５質量％以上５０質量％以下である。粘着剤１０４の含有量が上記上限値以下であると、空隙１０２内部に充填できる無機固体電解質材料１０５を増やすことができるため、得られる固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。また、粘着剤１０４の含有量が上記下限値以上であると、無機固体電解質材料１０５の欠落や、固体電解質シート１００表面のひび割れをより一層抑制しながら、固体電解質シート１００の大面積化および薄膜化を実現できる。また、固体電解質シート１００の薄膜化により、固体電解質シート１００のインピーダンスを低下させることができる。その結果、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性を向上できる。   In the solid electrolyte sheet 100, the content of the pressure-sensitive adhesive 104 is preferably 5% by mass or more and 80% by mass or less, and more preferably 15% by mass or more and 50% by mass, when the entire solid electrolyte sheet 100 is 100% by mass. It is below mass%. When the content of the pressure-sensitive adhesive 104 is not more than the above upper limit value, the inorganic solid electrolyte material 105 that can be filled in the voids 102 can be increased, so that the lithium ion conductivity of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be further improved. Can do. Further, when the content of the pressure-sensitive adhesive 104 is equal to or higher than the lower limit, the solid electrolyte sheet 100 can be increased in area and thinned while further suppressing the lack of the inorganic solid electrolyte material 105 and the cracks on the surface of the solid electrolyte sheet 100. Can be realized. Moreover, the impedance of the solid electrolyte sheet 100 can be reduced by reducing the thickness of the solid electrolyte sheet 100. As a result, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be improved.

また、本実施形態に係る固体電解質シート１００にはバインダーが含まれてもよいが、バインダーの含有量は、固体電解質シート１００の全体を１００質量％としたとき、通常は０．５質量％未満であり、好ましくは０．１質量％以下であり、より好ましくは０．０５質量％以下である。また、本実施形態に係る固体電解質シート１００は、バインダーを実質的に含まないことがさらに好ましく、バインダーを含まないことが特に好ましい。
これにより、無機固体電解質材料間の接触性が改善され、固体電解質シート１００の界面接触抵抗をより一層低下させることができる。その結果、固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。
なお、「バインダーを実質的に含まない」とは、本発明の効果が損なわれない程度には含有してもよいことを意味する。また、無機固体電解質材料１０５と粘着剤１０４との界面近傍に存在する粘着剤１０４由来の粘着性樹脂は、「固体電解質シート１００中のバインダー」から除かれる。 In addition, the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment may include a binder, but the content of the binder is usually less than 0.5% by mass when the entire solid electrolyte sheet 100 is 100% by mass. Preferably, it is 0.1 mass% or less, More preferably, it is 0.05 mass% or less. In addition, the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment further preferably does not substantially contain a binder, and particularly preferably does not contain a binder.
Thereby, the contact property between inorganic solid electrolyte materials is improved, and the interface contact resistance of the solid electrolyte sheet 100 can be reduced further. As a result, the lithium ion conductivity of the solid electrolyte sheet 100 can be further improved.
“Substantially free of binder” means that it may be contained to the extent that the effects of the present invention are not impaired. Further, the adhesive resin derived from the adhesive 104 existing in the vicinity of the interface between the inorganic solid electrolyte material 105 and the adhesive 104 is excluded from the “binder in the solid electrolyte sheet 100”.

上記バインダーとは、電極活物質同士および電極活物質と集電体とを結着させるために、リチウムイオン電池に一般的に使用される結着剤のことをいい、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）微粒子、スチレン・ブタジエン系ゴム微粒子等の水系バインダー；ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド等の溶剤系バインダー等である。   The binder refers to a binder generally used for lithium ion batteries in order to bind electrode active materials to each other and electrode active materials and a current collector. For example, polyvinyl alcohol, polyacrylic Examples thereof include aqueous binders such as acid, carboxymethyl cellulose, polytetrafluoroethylene (PTFE) fine particles, and styrene / butadiene rubber fine particles; solvent-based binders such as polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polyimide.

本実施形態に係る無機固体電解質材料１０５は、多孔性基材１０１の空隙１０２内に保持されている。よって、バインダーの含有量が上記上限値未満または以下であっても、本実施形態に係る無機固体電解質材料１０５を多孔性基材１０１の空隙１０２内に安定的に保持することができる。その結果、無機固体電解質材料１０５の欠落や、固体電解質シート１００表面のひび割れを抑制しながら、固体電解質シート１００の大面積化および薄膜化を実現できる。
また、本実施形態に係る無機固体電解質材料１０５は、非イオン伝導性であるバインダーを上記上限値未満または以下とすることができるため、得られる固体電解質シート１００の界面接触抵抗を低減することができる。その結果、得られる固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。 The inorganic solid electrolyte material 105 according to this embodiment is held in the voids 102 of the porous substrate 101. Therefore, even if the binder content is less than or less than the above upper limit value, the inorganic solid electrolyte material 105 according to the present embodiment can be stably held in the voids 102 of the porous substrate 101. As a result, it is possible to realize a large area and a thin film of the solid electrolyte sheet 100 while suppressing missing of the inorganic solid electrolyte material 105 and cracks on the surface of the solid electrolyte sheet 100.
In addition, the inorganic solid electrolyte material 105 according to the present embodiment can reduce the interface contact resistance of the obtained solid electrolyte sheet 100 because the binder having nonionic conductivity can be less than or less than the above upper limit value. it can. As a result, the lithium ion conductivity of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be further improved.

本実施形態に係る固体電解質シート１００は、電解液を用いなくても、室温において０．８×１０−３Ｓ・ｃｍ−１以上という、高いリチウムイオン伝導性を示す。
ここで、上記リチウムイオン伝導度は、２７．０℃、印加電圧１０ｍＶ、測定周波数域０．１Ｈｚ〜７ＭＨｚの測定条件における交流インピーダンス法によるリチウムイオン伝導度である。
また、本実施形態に係る固体電解質シート１００は大面積化が可能であり、さらに厚みを５０μｍ以下としても、無機固体電解質材料１０５の欠落や、表面のひび割れが起こりにくい。
したがって、本実施形態に係る固体電解質シート１００は、全固体型リチウムイオン電池用固体電解質シートとして極めて有用である。 The solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment exhibits high lithium ion conductivity of 0.8 × 10 −3 S · cm −1 or more at room temperature without using an electrolytic solution.
Here, the lithium ion conductivity is a lithium ion conductivity measured by an AC impedance method under measurement conditions of 27.0 ° C., an applied voltage of 10 mV, and a measurement frequency range of 0.1 Hz to 7 MHz.
In addition, the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment can have a large area, and even when the thickness is 50 μm or less, the lack of the inorganic solid electrolyte material 105 and surface cracking are unlikely to occur.
Therefore, the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment is extremely useful as a solid electrolyte sheet for an all solid-state lithium ion battery.

以下、本実施形態に係る固体電解質シート１００の各構成について説明する。   Hereinafter, each structure of the solid electrolyte sheet 100 which concerns on this embodiment is demonstrated.

＜シート状の多孔性基材＞
本実施形態に係る多孔性基材１０１はシート状であり、その空隙１０２内部に無機固体電解質材料１０５を十分に充填できるものである。多孔性基材１０１の形態としては、例えば、織布、不織布、メッシュクロス、多孔性膜、エキスパンドシート、パンチングシート等が挙げられる。これらの中でも、無機固体電解質材料１０５の保持力に優れ、かつ、得られる固体電解質シート１００の表面平滑性に優れる観点から、不織布が好ましい。 <Sheet porous substrate>
The porous substrate 101 according to the present embodiment is in the form of a sheet, and the void 102 can be sufficiently filled with the inorganic solid electrolyte material 105. Examples of the form of the porous substrate 101 include a woven fabric, a nonwoven fabric, a mesh cloth, a porous membrane, an expanded sheet, and a punching sheet. Among these, a nonwoven fabric is preferable from the viewpoints of excellent retention of the inorganic solid electrolyte material 105 and excellent surface smoothness of the obtained solid electrolyte sheet 100.

また、多孔性基材１０１を構成する材料としては、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルエーテルケトン、セルロース、アクリル樹脂等の樹脂材料；麻、木材パルプ、コットンリンター等の天然繊維；鉄、アルミニウム、チタン、ニッケル、ステンレス等の金属材料；ガラス、カーボン等の無機材料等が挙げられる。   The material constituting the porous substrate 101 includes polyester such as nylon and polyethylene terephthalate (PET), polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, and polyvinylidene chloride. Resin materials such as polyvinyl chloride, polyurethane, vinylon, polybenzimidazole, polyimide, polyphenylene sulfite, polyether ether ketone, cellulose, acrylic resin; natural fibers such as hemp, wood pulp, cotton linter; iron, aluminum, titanium Metal materials such as nickel and stainless steel; inorganic materials such as glass and carbon.

また、多孔性基材１０１としては絶縁性材料により構成されているものが好ましい。これにより、得られる固体電解質シート１００の絶縁性をより一層向上させることができる。絶縁性材料としては、例えば、ナイロン、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリウレタン、ビニロン、ポリベンズイミダゾール、ポリイミド、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルエーテルケトン、セルロース、アクリル樹脂等の樹脂材料；麻、木材パルプ、コットンリンター等の天然繊維、ガラス等が挙げられる。   The porous substrate 101 is preferably made of an insulating material. Thereby, the insulation of the solid electrolyte sheet 100 obtained can be improved further. Examples of the insulating material include nylon, polyester, polyethylene, polypropylene, polytetrafluoroethylene, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer, polyvinylidene fluoride, polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polyurethane, vinylon, polybenzimidazole, Examples include resin materials such as polyimide, polyphenylene sulfite, polyether ether ketone, cellulose, and acrylic resin; natural fibers such as hemp, wood pulp, and cotton linter, and glass.

また、多孔性基材１０１の空隙率は、５０％以上９５％以下が好ましく、７０％以上９０％以下がより好ましい。空隙率が上記下限値以上であると、空隙１０２内部に充填できる無機固体電解質材料１０５を増やすことができるため、得られる固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。
また、空隙率が上記上限値以下であると、多孔性基材１０１の機械的強度が向上するとともに無機固体電解質材料１０５の保持力を向上させることができるため、得られる固体電解質シート１００をより一層薄膜化することができる。
ここで、空隙率は、多孔性基材１０１の全体積に占める空隙の総体積の割合を意味する。すなわち、空隙率は（１−多孔性基材中の構成素材の体積／多孔性基材の体積）×１００（％）で示される。 Further, the porosity of the porous substrate 101 is preferably 50% or more and 95% or less, and more preferably 70% or more and 90% or less. Since the inorganic solid electrolyte material 105 which can be filled in the space | gap 102 can be increased as the porosity is more than the said lower limit, the lithium ion conductivity of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be further improved.
Moreover, since the mechanical strength of the porous substrate 101 can be improved and the holding power of the inorganic solid electrolyte material 105 can be improved when the porosity is not more than the above upper limit value, the obtained solid electrolyte sheet 100 is more It can be made thinner.
Here, the porosity means the ratio of the total volume of the voids in the total volume of the porous substrate 101. That is, the porosity is represented by (1−volume of constituent material in porous substrate / volume of porous substrate) × 100 (%).

また、多孔性基材１０１の通気度は、１００ｃｍ３/ｃｍ２/ｓｅｃ以上４００ｃｍ３/ｃｍ２/ｓｅｃ以下が好ましく、１５０ｃｍ３/ｃｍ２/ｓｅｃ以上３００ｃｍ３/ｃｍ２/ｓｅｃ以下がより好ましい。通気度が上記下限値以上であると、無機固体電解質材料１０５の粉末が多孔性基材１０１の内部まで流入し易く、無機固体電解質材料１０５を空隙１０２内部に高密度に充填できる。そのため、無機固体電解質材料１０５の粒子同士の接触抵抗が低減し、さらに得られる固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性を向上させることができる。また、通気度が上記上限値以下であると、多孔性基材１０１の機械的強度が向上するとともに無機固体電解質材料１０５の保持力を向上させることができるため、得られる固体電解質シート１００をより一層薄膜化することができる。
ここで、多孔性基材１０１の通気度は、ＪＩＳ Ｌ１０９６−Ａ（フラジール形法）に従って測定できる。 Further, the air permeability of the porous substrate 101 is preferably 100 cm 3 / cm 2 / sec or more and 400 cm 3 / cm 2 / sec or less, more preferably 150 cm 3 / cm 2 / sec or more and 300 cm 3 / cm 2 / sec or less. . When the air permeability is equal to or higher than the above lower limit value, the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 can easily flow into the porous substrate 101, and the inorganic solid electrolyte material 105 can be filled into the voids 102 with high density. Therefore, the contact resistance between the particles of the inorganic solid electrolyte material 105 can be reduced, and the lithium ion conductivity of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be improved. Moreover, since the mechanical strength of the porous base material 101 can be improved and the holding power of the inorganic solid electrolyte material 105 can be improved when the air permeability is not more than the above upper limit value, the obtained solid electrolyte sheet 100 is more It can be made thinner.
Here, the air permeability of the porous substrate 101 can be measured according to JIS L1096-A (Fragile method).

多孔性基材１０１の厚みは、好ましくは５μｍ以上３００μｍ以下であり、より好ましくは８μｍ以上２００μｍ以下であり、さらに好ましくは１０μｍ以上８０μｍ以下であり、特に好ましくは１２μｍ以上５０μｍ以下である。多孔性基材１０１の厚みが上記下限値以上であると、多孔性基材１０１の機械的強度を向上させることができるため、得られる固体電解質シート１００の機械的強度を向上させることができる。また、無機固体電解質材料１０５の保持力を向上させることができる。
また、多孔性基材１０１の厚みが上記上限値以下であると、得られる固体電解質シート１００のインピーダンスをより一層低下させることができる。その結果、得られる全固体型リチウムイオン電池の充放電特性をより一層向上できる。 The thickness of the porous substrate 101 is preferably 5 μm or more and 300 μm or less, more preferably 8 μm or more and 200 μm or less, further preferably 10 μm or more and 80 μm or less, and particularly preferably 12 μm or more and 50 μm or less. Since the mechanical strength of the porous base material 101 can be improved as the thickness of the porous base material 101 is not less than the above lower limit value, the mechanical strength of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be improved. Further, the holding power of the inorganic solid electrolyte material 105 can be improved.
Moreover, the impedance of the solid electrolyte sheet 100 obtained can be further reduced as the thickness of the porous substrate 101 is not more than the above upper limit. As a result, the charge / discharge characteristics of the obtained all solid-state lithium ion battery can be further improved.

＜粘着剤＞
本実施形態に係る粘着剤１０４は多孔性基材１０１の骨格部１０３表面に付着し、かつ、無機固体電解質材料１０５を付着できるものである。粘着剤１０４としては、例えば、粘着性を示す樹脂（以下、粘着性樹脂とも呼ぶ）を含んでいるものが好ましい。
粘着剤１０４に含まれる粘着性樹脂としては、例えば、（メタ）アクリル系熱可塑性樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリビニルエーテル、ゴム等が挙げられる。ここで、本明細書では、「（メタ）アクリル」とは、アクリルおよびメタクリルの総称であるものとする。 <Adhesive>
The pressure-sensitive adhesive 104 according to the present embodiment adheres to the surface of the skeleton 103 of the porous substrate 101 and can adhere the inorganic solid electrolyte material 105. As the pressure-sensitive adhesive 104, for example, a material containing a resin showing adhesiveness (hereinafter also referred to as a pressure-sensitive adhesive resin) is preferable.
Examples of the adhesive resin contained in the adhesive 104 include (meth) acrylic thermoplastic resins, silicone resins, urethane resins, polyvinyl ethers, and rubbers. Here, in this specification, “(meth) acryl” is a generic term for acrylic and methacrylic.

本実施形態において、（メタ）アクリル系熱可塑性樹脂とは、（メタ）アクリル酸エステル単位を含有する熱可塑性樹脂であり、例えば、（メタ）アクリル酸エステルの単独重合体、２種以上の（メタ）アクリル酸エステルの共重合体、（メタ）アクリル酸エステルおよびこれと共重合可能な不飽和結合を有するビニルモノマーとの共重合体等が挙げられる。   In this embodiment, the (meth) acrylic thermoplastic resin is a thermoplastic resin containing a (meth) acrylic acid ester unit. For example, a (meth) acrylic acid ester homopolymer, two or more ( Examples include a copolymer of (meth) acrylic acid ester, a copolymer of (meth) acrylic acid ester and a vinyl monomer having an unsaturated bond copolymerizable therewith.

上記（メタ）アクリル酸エステルとしては、例えば、（メタ）アクリル酸メチル、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸イソプロピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリル酸ｔｅｒｔ−ブチル、（メタ）アクリル酸シクロヘキシル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル、（メタ）アクリル酸ｎ−オクチル、（メタ）アクリル酸ステアリル、（メタ）アクリル酸イソボルニル、（メタ）アクリル酸ベンジル、（メタ）アクリル酸メトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−ブトキシエチル、（メタ）アクリル酸２−フェノキシエチル、（メタ）アクリル酸グリシジル、（メタ）アクリル酸テトラヒドロフルフリル、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ウレタンアクリレート、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシエチル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシプロピル、（メタ）アクリル酸４−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシブチル、（メタ）アクリル酸５−ヒドロキシペンチル、（メタ）アクリル酸６−ヒドロキシヘキシル、（メタ）アクリル酸３−ヒドロキシ−３−メチルブチル、（メタ）アクリル酸２−ヒドロキシ−３−フェノキシプロピル、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、２−〔（メタ）アクリロイルオキシ〕エチル−２−ヒドロキシエチルフタル酸、２−〔（メタ）アクリロイルオキシ〕エチル−２−ヒドロキシプロピルフタル酸等が挙げられる。   Examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and tert-butyl (meth) acrylate. Cyclohexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, isobornyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, (meth) Methoxyethyl acrylate, 2-butoxyethyl (meth) acrylate, 2-phenoxyethyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, hexanediol di (meth) acrylate, ethylene Glycol di (meth) acrylate, polyethylene Glycol di (meth) acrylate, propylene glycol di (meth) acrylate, polypropylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, Pentaerythritol tri (meth) acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, urethane acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, (meth ) 2-hydroxypropyl acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate, 5-hydro (meth) acrylate Cypentyl, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 3-hydroxy-3-methylbutyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate, 2- [ (Meth) acryloyloxy] ethyl-2-hydroxyethylphthalic acid, 2-[(meth) acryloyloxy] ethyl-2-hydroxypropylphthalic acid and the like.

また、上記（メタ）アクリル酸エステルと共重合可能な不飽和結合を有するビニルモノマーとしては、例えば、（メタ）アクリル酸、無水マレイン酸、マレイミド誘導体、（メタ）アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−アクリロイルモルフォリン、Ｎ−ビニルカプロラクトン、Ｎ−ビニルピペリジン、Ｎ−ビニルホルムアミド、Ｎ−ビニルアセトアミド、スチレン、インデン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｐ−クロロメチルスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｐ−ｔｅｒｔ−ブトキシスチレン、ジビニルベンゼン、ブタジエン、イソプレン、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、安息香酸ビニル、珪皮酸ビニルおよびその誘導体等が挙げられる。上記（メタ）アクリル酸エステルおよび（メタ）アクリル酸エステルと共重合可能な不飽和結合を有するビニルモノマーは、単独で用いてもよく、複数種併用してもよい。   Examples of the vinyl monomer having an unsaturated bond copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester include (meth) acrylic acid, maleic anhydride, maleimide derivatives, (meth) acrylonitrile, N-vinylpyrrolidone, N -Acryloylmorpholine, N-vinylcaprolactone, N-vinylpiperidine, N-vinylformamide, N-vinylacetamide, styrene, indene, α-methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene, p-chloromethylstyrene, Examples thereof include p-methoxystyrene, p-tert-butoxystyrene, divinylbenzene, butadiene, isoprene, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl benzoate, vinyl cinnamate, and derivatives thereof. The above (meth) acrylic acid ester and the vinyl monomer having an unsaturated bond copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester may be used alone or in combination of two or more.

（メタ）アクリル系熱可塑性樹脂に含まれる（メタ）アクリル酸エステル単位の含有量は、導電性微粒子の分散性が向上する観点から、（メタ）アクリル系熱可塑性樹脂の全体を１００質量％としたとき、好ましくは２０質量％以上１００質量％以下であり、より好ましくは５０質量％以上１００質量％以下であり、より好ましくは８０質量％以上１００質量％以下である。   From the viewpoint of improving the dispersibility of the conductive fine particles, the content of the (meth) acrylic ester unit contained in the (meth) acrylic thermoplastic resin is 100% by mass of the entire (meth) acrylic thermoplastic resin. When it is, it is 20 to 100 mass%, More preferably, it is 50 to 100 mass%, More preferably, it is 80 to 100 mass%.

上記シリコーン樹脂としては、例えば、ポリジメチルシロキサン等が挙げられる。   Examples of the silicone resin include polydimethylsiloxane.

上記ポリビニルエーテルとしては、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルエチルエーテル等が挙げられる。   Examples of the polyvinyl ether include polyvinyl methyl ether and polyvinyl ethyl ether.

上記ゴムとしては、天然ゴム、イソプレン系ゴム、スチレン−ブタジエン系ゴム、ポリイソブチレン系ゴム等が挙げられる。   Examples of the rubber include natural rubber, isoprene rubber, styrene-butadiene rubber, and polyisobutylene rubber.

本実施形態に係る粘着剤１０４に含まれる粘着性樹脂の含有量は、粘着剤１０４の全体を１００質量％としたとき、好ましくは８０質量％以上１００質量％以下であり、より好ましくは９０質量％以上１００質量％以下である。   The content of the adhesive resin contained in the adhesive 104 according to the present embodiment is preferably 80% by mass or more and 100% by mass or less, more preferably 90% by mass when the entire adhesive 104 is 100% by mass. % Or more and 100% by mass or less.

本実施形態に係る粘着剤１０４は、必要に応じて、イソシアネート化合物、酸無水物、アミン化合物、エポキシ化合物、金属キレート類、アジリジン化合物、メラミン化合物等の架橋剤；ロジン系樹脂、テルペン系樹脂、石油樹脂、クマロン−インデン系樹脂、フェノール系樹脂、キシレン樹脂、スチレン系樹脂等の粘着付与樹脂；シランカップリング剤；固体電解質材料等をさらに含有していてもよい。
本実施形態に係る粘着剤１０４に粘着付与樹脂を含有させると、初期タック、粘着力の調節が容易となる。 The pressure-sensitive adhesive 104 according to the present embodiment includes, as necessary, cross-linking agents such as isocyanate compounds, acid anhydrides, amine compounds, epoxy compounds, metal chelates, aziridine compounds, and melamine compounds; rosin resins, terpene resins, It may further contain a tackifier resin such as petroleum resin, coumarone-indene resin, phenol resin, xylene resin, styrene resin; silane coupling agent; solid electrolyte material and the like.
When tackifying resin is included in the pressure-sensitive adhesive 104 according to this embodiment, the initial tack and the adhesive force can be easily adjusted.

本実施形態に係る粘着剤１０４の製造方法は特に限定されないが、例えば、次のような方法で製造することができる。
上記粘着性樹脂、必要に応じて、上記架橋剤、上記粘着付与樹脂、上記シランカップリング剤、上記固体電解質材料を適量配合した混合物を加熱溶融させることにより得ることができる。 Although the manufacturing method of the adhesive 104 which concerns on this embodiment is not specifically limited, For example, it can manufacture by the following methods.
It can be obtained by heating and melting a mixture in which appropriate amounts of the above-mentioned adhesive resin and, if necessary, the above-mentioned crosslinking agent, the above-mentioned tackifier resin, the above-mentioned silane coupling agent, and the above-mentioned solid electrolyte material are blended.

＜無機固体電解質材料＞
無機固体電解質材料１０５としては、イオン伝導性および絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、一般的に全固体型リチウムイオン電池に用いられるものを用いることができる。例えば、硫化物固体電解質材料、酸化物固体電解質材料等を挙げることができる。これらの中でも、硫化物固体電解質材料が好ましい。これにより、無機固体電解質材料間の界面抵抗がより一層低下し、リチウムイオン伝導性により一層優れた固体電解質シート１００にすることができる。 <Inorganic solid electrolyte material>
The inorganic solid electrolyte material 105 is not particularly limited as long as it has ion conductivity and insulating properties, but those generally used for all solid-state lithium ion batteries can be used. For example, a sulfide solid electrolyte material, an oxide solid electrolyte material, and the like can be given. Among these, a sulfide solid electrolyte material is preferable. Thereby, the interfacial resistance between the inorganic solid electrolyte materials is further reduced, and the solid electrolyte sheet 100 can be made more excellent in lithium ion conductivity.

無機固体電解質材料１０５としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５材料、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−Ａｌ２Ｓ３材料、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｌｉ３ＰＯ４材料、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＧｅＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−Ｌｉ２Ｏ−Ｐ２Ｓ５−ＳｉＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２−Ｐ２Ｓ５−ＳｉＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−ＳｎＳ２−Ｐ２Ｓ５−ＳｉＳ２材料等が挙げられる。これらの中でも、リチウムイオン伝導性が優れており、製造方法が簡便である点から、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５材料が好ましい。
これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、リチウムイオン伝導性に優れ、かつ広い電圧範囲で分解等を起こさない安定性を有する点から、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５材料が好ましい。 Examples of the inorganic solid electrolyte material 105 include Li 2 S—P 2 S 5 material, Li 2 S—SiS 2 material, Li 2 S—GeS 2 material, Li 2 S—Al 2 S 3 material, and Li 2 S—. SiS 2 -Li 3 PO 4 material, Li 2 S-P 2 S 5 -GeS 2 material, Li 2 S-Li 2 O -P 2 S 5 -SiS 2 material, Li 2 S-GeS 2 -P 2 S 5 -SiS 2 material, Li 2 S-SnS 2 -P 2 S 5 -SiS 2 materials, and the like. Among these, Li 2 S—P 2 S 5 material is preferable because lithium ion conductivity is excellent and the manufacturing method is simple.
These may be used individually by 1 type and may be used in combination of 2 or more type. Among these, Li 2 S—P 2 S 5 material is preferable because it is excellent in lithium ion conductivity and has stability that does not cause decomposition in a wide voltage range.

無機固体電解質材料１０５の形状としては、例えば粒子状を挙げることができる。本実施形態の粒子状の無機固体電解質材料１０５は特に限定されないが、レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量基準粒度分布における平均粒子径ｄ５０が、好ましくは１μｍ以上２０μｍ以下であり、より好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下である。
無機固体電解質材料１０５の平均粒子径ｄ５０を上記範囲内とすることにより、良好なハンドリング性を維持すると共に、固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。 Examples of the shape of the inorganic solid electrolyte material 105 include particles. The particulate inorganic solid electrolyte material 105 of the present embodiment is not particularly limited, but the average particle size d 50 in the weight-based particle size distribution by the laser diffraction scattering type particle size distribution measurement method is preferably 1 μm or more and 20 μm or less, more preferably. Is 1 μm or more and 10 μm or less.
The average particle size d 50 of the inorganic solid electrolyte material 105 to be in the above range, while maintaining good handling properties, the lithium ion conductive solid electrolyte sheet 100 can be further improved.

［固体電解質シートの製造方法］
つぎに、本実施形態に係る固体電解質シート１００の製造方法について説明する。
図２〜図５は本発明に係る実施形態の固体電解質シート１００の製造方法の一例を模式的に示した断面図である。
本実施形態に係る固体電解質シート１００の製造方法は、下記（１）〜（３）の工程または下記（４）〜（６）の工程を有する。
はじめに（１）〜（３）の工程からなる固体電解質シート１００の製造方法について説明する。 [Method for producing solid electrolyte sheet]
Below, the manufacturing method of the solid electrolyte sheet 100 which concerns on this embodiment is demonstrated.
2-5 is sectional drawing which showed typically an example of the manufacturing method of the solid electrolyte sheet 100 of embodiment which concerns on this invention.
The method for manufacturing the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment includes the following steps (1) to (3) or the following steps (4) to (6).
First, a method for producing the solid electrolyte sheet 100 including the steps (1) to (3) will be described.

（１）シート状の多孔性基材１０１の少なくとも一方の面に、粘着剤層１０４ａを形成する工程（図２（ａ）、（ｂ））
（２）粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５を付着させることにより無機固体電解質材料層１０５ａを形成し、多孔性基材１０１、粘着剤層１０４ａ、および無機固体電解質材料層１０５ａがこの順番に積層された積層体１５０を得る工程（図２（ｃ））
（３）得られた積層体１５０を加圧することにより、粘着剤層１０４ａを構成する粘着剤１０４を多孔性基材１０１の空隙１０２を囲む骨格部１０３表面に付着させるとともに、多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料層１０５ａを構成する無機固体電解質材料１０５を充填する工程（図３（ｄ）、（ｅ）） (1) Step of forming the pressure-sensitive adhesive layer 104a on at least one surface of the sheet-like porous substrate 101 (FIGS. 2A and 2B)
(2) The inorganic solid electrolyte material layer 105a is formed by adhering the inorganic solid electrolyte material 105 on the pressure-sensitive adhesive layer 104a. The porous substrate 101, the pressure-sensitive adhesive layer 104a, and the inorganic solid electrolyte material layer 105a are in this order. Step of obtaining a laminated body 150 laminated on the substrate (FIG. 2C)
(3) By pressing the obtained laminate 150, the adhesive 104 constituting the adhesive layer 104 a is attached to the surface of the skeleton 103 surrounding the void 102 of the porous substrate 101, and the porous substrate 101. Step of filling inorganic solid electrolyte material 105 constituting inorganic solid electrolyte material layer 105a in voids 102 (FIGS. 3D and 3E)

はじめに、（１）シート状の多孔性基材１０１の少なくとも一方の面に、粘着剤層１０４ａを形成する。粘着剤層１０４ａの形成方法としては特に限定されないが、シート状の粘着剤層１０４ａを多孔性基材１０１上にラミネートする方法等が挙げられる。この方法によれば、多孔性基材１０１上に粘着剤層１０４ａを連続的に形成することができる。   First, (1) the pressure-sensitive adhesive layer 104 a is formed on at least one surface of the sheet-like porous substrate 101. The method for forming the pressure-sensitive adhesive layer 104a is not particularly limited, and examples thereof include a method of laminating the sheet-like pressure-sensitive adhesive layer 104a on the porous substrate 101. According to this method, the pressure-sensitive adhesive layer 104a can be continuously formed on the porous substrate 101.

本実施形態に係る粘着剤層１０４ａの厚みは、多孔性基材１０１の空隙率や無機固体電解質材料１０５の種類等を考慮して適宜決定されるが、通常は５μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは１０μｍ以上３５μｍ以下である。   The thickness of the pressure-sensitive adhesive layer 104a according to this embodiment is appropriately determined in consideration of the porosity of the porous substrate 101, the type of the inorganic solid electrolyte material 105, and the like, but is usually 5 μm or more and 50 μm or less, preferably Is from 10 μm to 35 μm.

シート状の粘着剤層１０４ａとしては、例えば、寺岡製作所社製の「ベースレス両面テープ」等が挙げられる。   Examples of the sheet-like pressure-sensitive adhesive layer 104a include “baseless double-sided tape” manufactured by Teraoka Seisakusho.

つぎに、（２）粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５を付着させることにより無機固体電解質材料層１０５ａを形成し、多孔性基材１０１、粘着剤層１０４ａ、および無機固体電解質材料層１０５ａがこの順番に積層された積層体１５０を得る。
粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５を付着させる方法としては特に限定されないが、空気中または不活性雰囲気中で粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５の粉体を直接供給する方法や、無機固体電解質材料１０５を分散液に分散させてスラリー状態にし、そのスラリーを粘着剤層１０４ａ上に塗布して乾燥する方法等が挙げられる。上記スラリーを塗布する方法としては、ドクターブレード塗工法、浸漬塗工法、スプレー塗工法、バーコーター塗工法等の一般的に公知の方法を使用できる。
これらの方法により、粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料層１０５ａを連続的に形成することができる。 Next, (2) the inorganic solid electrolyte material layer 105a is formed by adhering the inorganic solid electrolyte material 105 on the pressure-sensitive adhesive layer 104a, and the porous substrate 101, the pressure-sensitive adhesive layer 104a, and the inorganic solid electrolyte material layer 105a are formed. Is obtained in this order.
A method for attaching the inorganic solid electrolyte material 105 on the pressure-sensitive adhesive layer 104a is not particularly limited, but a method for directly supplying the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 onto the pressure-sensitive adhesive layer 104a in the air or in an inert atmosphere, And a method in which the inorganic solid electrolyte material 105 is dispersed in a dispersion to form a slurry, and the slurry is applied onto the pressure-sensitive adhesive layer 104a and dried. As the method for applying the slurry, generally known methods such as a doctor blade coating method, a dip coating method, a spray coating method, and a bar coater coating method can be used.
By these methods, the inorganic solid electrolyte material layer 105a can be continuously formed on the pressure-sensitive adhesive layer 104a.

空気中または不活性雰囲気中で粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５の粉体を直接供給する方法としては、粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５を粉体塗工する方法等が挙げられる。
粘着剤層１０４ａ上で無機固体電解質材料１０５を均一な厚さに揃えるために、所定の高さのガイドを粘着剤層１０４ａ上に置き、そのガイドの開口部を埋めるように無機固体電解質材料１０５の粉体を粘着剤層１０４ａ上に付着させることも可能である。
例えばスキージを用いて、ガイド上に無機固体電解質材料１０５を粉体塗工しながら、ガイドの開口部に無機固体電解質材料１０５の粉体を充填させて粘着剤層１０４ａ上に無機固体電解質材料１０５を付着させる。次いで、ガイドを取り除くことにより、粘着剤層１０４ａ上に均一な厚さの無機固体電解質材料層１０５ａが形成される。
また、あらかじめガイドの開口部に無機固体電解質材料１０５の粉体を充填させ、そのガイドを粘着剤層１０４ａ上に重ねる方法でもよい。
例えば、無機固体電解質材料１０５の粉体を充填させたガイドを粘着剤層１０４ａ上に重ね、弱い振動を与えることでガイドの開口部に充填されていた無機固体電解質材料１０５を粘着剤層１０４ａ上に落下させる。次いで、ガイドを取り除くことにより、粘着剤層１０４ａ上に均一な厚さの無機固体電解質材料層１０５ａを形成することができる。
このようなガイドとしては、金属製または合成樹脂製で大きな開口部を有する構造体であればよく、例えば入手し易いものとしては金属製または樹脂製の多孔質板、織布、不織布、メッシュ等が挙げられる。
粘着剤層１０４ａの粘着性により、無機固体電解質材料１０５が粘着剤層１０４ａ上に付着して、無機固体電解質材料層１０５ａが得られる。 As a method of directly supplying the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 onto the pressure-sensitive adhesive layer 104a in the air or in an inert atmosphere, there is a method of powder-coating the inorganic solid electrolyte material 105 on the pressure-sensitive adhesive layer 104a. Can be mentioned.
In order to make the inorganic solid electrolyte material 105 uniform on the pressure-sensitive adhesive layer 104a, a guide having a predetermined height is placed on the pressure-sensitive adhesive layer 104a, and the inorganic solid electrolyte material 105 is filled so as to fill the opening of the guide. It is also possible to adhere this powder on the adhesive layer 104a.
For example, the inorganic solid electrolyte material 105 is powder-coated on the guide using a squeegee, and the inorganic solid electrolyte material 105 is filled in the opening of the guide and the inorganic solid electrolyte material 105 is formed on the adhesive layer 104a. To attach. Next, by removing the guide, an inorganic solid electrolyte material layer 105a having a uniform thickness is formed on the pressure-sensitive adhesive layer 104a.
Alternatively, a method may be used in which the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 is filled in the opening of the guide in advance and the guide is overlaid on the adhesive layer 104a.
For example, a guide filled with the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 is stacked on the pressure-sensitive adhesive layer 104a, and the inorganic solid electrolyte material 105 filled in the opening of the guide is applied on the pressure-sensitive adhesive layer 104a by applying weak vibration. Let fall. Next, by removing the guide, the inorganic solid electrolyte material layer 105a having a uniform thickness can be formed on the pressure-sensitive adhesive layer 104a.
Such a guide may be a structure made of metal or synthetic resin and having a large opening. For example, a metal or resin porous plate, woven fabric, nonwoven fabric, mesh, etc. Is mentioned.
Due to the adhesiveness of the pressure-sensitive adhesive layer 104a, the inorganic solid electrolyte material 105 adheres onto the pressure-sensitive adhesive layer 104a, and the inorganic solid electrolyte material layer 105a is obtained.

つづいて、（３）得られた積層体１５０を加圧することにより、粘着剤層１０４ａを構成する粘着剤１０４を多孔性基材１０１の空隙１０２を囲む骨格部１０３表面に付着させるとともに、多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料層１０５ａを構成する無機固体電解質材料１０５を充填する。
積層体１５０を加圧する方法は特に限定されず、例えば、ロールプレス等を用いることができる。これにより、積層体１５０を連続的に加圧することができ、固体電解質シート１００の生産性を向上させることができる。
また、上記積層体１５０を加圧する圧力は、例えば、４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下である。 Subsequently, (3) by pressurizing the obtained laminate 150, the pressure-sensitive adhesive 104 constituting the pressure-sensitive adhesive layer 104 a is attached to the surface of the skeleton 103 surrounding the void 102 of the porous base material 101 and is porous. An inorganic solid electrolyte material 105 constituting the inorganic solid electrolyte material layer 105a is filled in the gap 102 of the substrate 101.
The method for pressurizing the laminate 150 is not particularly limited, and for example, a roll press or the like can be used. Thereby, the laminated body 150 can be pressurized continuously and the productivity of the solid electrolyte sheet 100 can be improved.
Moreover, the pressure which pressurizes the said laminated body 150 is 40 MPa or more and 500 MPa or less, for example.

この固体電解質シート１００の製造方法は、使用する装置が簡便であり、生産性に優れている。また、シート状の多孔性基材１０１、粘着剤層１０４ａおよび無機固体電解質材料層１０５ａの厚みを調整することにより、得られる固体電解質シート１００の厚みを容易に調整することができる。さらに、上記（１）〜（３）の工程は連続的におこなうことができるため、固体電解質シート１００の連続生産が可能となり、固体電解質シート１００の大面積化を実現できる。よって、この固体電解質シート１００の製造方法によれば、固体電解質シート１００の大面積化および薄膜化を容易におこなうことができ、かつ、固体電解質シート１００の生産性を向上させることができる。   The manufacturing method of the solid electrolyte sheet 100 has a simple apparatus and excellent productivity. Moreover, the thickness of the solid electrolyte sheet 100 obtained can be easily adjusted by adjusting the thickness of the sheet-like porous base material 101, the adhesive layer 104a, and the inorganic solid electrolyte material layer 105a. Furthermore, since the steps (1) to (3) can be performed continuously, the solid electrolyte sheet 100 can be continuously produced, and the area of the solid electrolyte sheet 100 can be increased. Therefore, according to the method for manufacturing the solid electrolyte sheet 100, the solid electrolyte sheet 100 can be easily increased in area and thinned, and the productivity of the solid electrolyte sheet 100 can be improved.

次に、下記の（４）〜（６）の工程からなる固体電解質シート１００の製造方法について説明する。
（４）シート状の多孔性基材１０１と、粘着剤１０４を準備する工程（図４（ａ））
（５）多孔性基材１０１の空隙１０２を囲む骨格部１０３表面に、粘着剤１０４をコーティングする工程（図４（ｂ））
（６）多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５を充填する工程（図４（ｃ）、図５（ｄ）、（ｅ）） Next, the manufacturing method of the solid electrolyte sheet 100 which consists of the process of following (4)-(6) is demonstrated.
(4) Step of preparing a sheet-like porous substrate 101 and an adhesive 104 (FIG. 4A)
(5) Step of coating the surface of the skeleton 103 surrounding the void 102 of the porous substrate 101 with the adhesive 104 (FIG. 4B)
(6) Step of filling the inorganic solid electrolyte material 105 into the voids 102 of the porous substrate 101 (FIGS. 4C, 5D, and 5E)

はじめに、（４）シート状の多孔性基材１０１と、粘着剤１０４を準備する。   First, (4) a sheet-like porous substrate 101 and an adhesive 104 are prepared.

つぎに、（５）多孔性基材１０１の空隙１０２を囲む骨格部１０３表面に、粘着剤１０４をコーティングする。粘着剤１０４をコーティングする方法としては特に限定されないが、粘着剤１０４を溶媒に溶かすあるいは分散させて液状にし、次いで、その液体を多孔性基材１０１上に塗布し、空隙１０２内に液体を浸透させて乾燥する方法等が挙げられる。上記液体を多孔性基材１０１上に塗布する方法としては、ドクターブレード塗工法、浸漬塗工法、スプレー塗工法、バーコーター塗工法等の一般的に公知の方法を使用できる。
これらの方法により、多孔性基材１０１の空隙１０２を囲む骨格部１０３表面に、粘着剤１０４を連続的にコーティングすることができる。 Next, (5) the adhesive 104 is coated on the surface of the skeleton 103 surrounding the void 102 of the porous substrate 101. The method of coating the pressure-sensitive adhesive 104 is not particularly limited, but the pressure-sensitive adhesive 104 is dissolved or dispersed in a solvent to form a liquid, and then the liquid is applied on the porous substrate 101 to penetrate the liquid into the gap 102. For example, and drying. As a method for applying the liquid onto the porous substrate 101, generally known methods such as a doctor blade coating method, a dip coating method, a spray coating method, and a bar coater coating method can be used.
By these methods, the pressure-sensitive adhesive 104 can be continuously coated on the surface of the skeleton 103 surrounding the void 102 of the porous substrate 101.

つづいて、（６）多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５を充填する。無機固体電解質材料１０５を充填する方法としては特に限定されないが、例えば、空気中または不活性雰囲気中で多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５の粉体を直接供給する方法や、無機固体電解質材料１０５を分散液に分散させてスラリー状態にし、次いで、そのスラリーを多孔性基材１０１上に塗布し、空隙１０２内にスラリーを浸透させて乾燥する方法等が挙げられる。上記スラリーを塗布する方法としては、ドクターブレード塗工法、浸漬塗工法、スプレー塗工法、バーコーター塗工法等の一般的に公知の方法を使用できる。
これらの方法により、多孔性基材１０１の空隙１０２内に、無機固体電解質材料１０５を連続的に充填することができる。 Subsequently, (6) the inorganic solid electrolyte material 105 is filled into the voids 102 of the porous substrate 101. The method of filling the inorganic solid electrolyte material 105 is not particularly limited. For example, a method of directly supplying the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 into the voids 102 of the porous substrate 101 in the air or in an inert atmosphere, The inorganic solid electrolyte material 105 is dispersed in a dispersion to form a slurry, and then the slurry is applied onto the porous substrate 101, and the slurry is infiltrated into the voids 102 and dried. As the method for applying the slurry, generally known methods such as a doctor blade coating method, a dip coating method, a spray coating method, and a bar coater coating method can be used.
By these methods, the inorganic solid electrolyte material 105 can be continuously filled in the voids 102 of the porous substrate 101.

空気中または不活性雰囲気中で多孔性基材１０１の空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５の粉体を直接供給する方法としては、多孔性基材１０１上に無機固体電解質材料１０５を粉体塗工し、スキージにより、多孔性基材１０１上の過剰な粉体を取り除きつつ、空隙１０２内に無機固体電解質材料１０５を充填する方法等が挙げられる。   As a method of directly supplying the powder of the inorganic solid electrolyte material 105 into the voids 102 of the porous substrate 101 in the air or in an inert atmosphere, the inorganic solid electrolyte material 105 is powder-coated on the porous substrate 101. A method of filling the voids 102 with the inorganic solid electrolyte material 105 while removing excess powder on the porous substrate 101 with a squeegee and the like.

つづいて、必要に応じて、加圧することにより、空隙１０２内に充填されずに多孔性基材１０１の表面に付着している無機固体電解質材料１０５を空隙１０２内に充填する。
固体電解質シート１００を加圧する方法は特に限定されず、例えば、ロールプレス等を用いることができる。これにより、連続的に加圧することができ、固体電解質シート１００の生産性を向上させることができる。
また、上記積層体１５０を加圧する圧力は、例えば、４０ＭＰａ以上５００ＭＰａ以下である。 Subsequently, by pressurizing as necessary, the void 102 is filled with the inorganic solid electrolyte material 105 adhering to the surface of the porous substrate 101 without being filled in the void 102.
The method for pressurizing the solid electrolyte sheet 100 is not particularly limited, and for example, a roll press or the like can be used. Thereby, it can pressurize continuously and the productivity of the solid electrolyte sheet 100 can be improved.
Moreover, the pressure which pressurizes the said laminated body 150 is 40 MPa or more and 500 MPa or less, for example.

この固体電解質シート１００の製造方法は、使用する装置が簡便であり、生産性に優れている。また、シート状の多孔性基材１０１の厚みや粘着剤１０４のコーティング量および無機固体電解質材料１０５の使用量を調整することにより、得られる固体電解質シート１００の厚みを容易に調整することができる。さらに、上記（５）〜（６）の工程は連続的におこなうことができるため、固体電解質シート１００の連続生産が可能となり、固体電解質シート１００の大面積化を実現できる。よって、この固体電解質シート１００の製造方法によれば、固体電解質シート１００の大面積化および薄膜化を容易におこなうことができ、かつ、固体電解質シート１００の生産性を向上させることができる。   The manufacturing method of the solid electrolyte sheet 100 has a simple apparatus and excellent productivity. Moreover, the thickness of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be easily adjusted by adjusting the thickness of the sheet-like porous substrate 101, the coating amount of the pressure-sensitive adhesive 104, and the usage amount of the inorganic solid electrolyte material 105. . Furthermore, since the steps (5) to (6) can be performed continuously, the solid electrolyte sheet 100 can be continuously produced, and the area of the solid electrolyte sheet 100 can be increased. Therefore, according to the method for manufacturing the solid electrolyte sheet 100, the solid electrolyte sheet 100 can be easily increased in area and thinned, and the productivity of the solid electrolyte sheet 100 can be improved.

本実施形態に係る固体電解質シート１００の製造方法において、多孔性基材１０１の空隙体積をＡとし、粘着剤１０４の体積をＢとしたとき、［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００で定義される残空隙率が、好ましくは１０％以上９０％以下であり、より好ましくは１５％以上９０％以下である。ここで、多孔性基材の体積をＸとし、空隙率をＹとしたとき、Ｘ×Ｙ／１００により、多孔性基材１０１の空隙体積Ａを算出することができる。また、粘着剤１０４の体積Ｂは、粘着剤１０４の密度と質量により算出することができる。あるいは、粘着剤層１０４ａの体積をそのまま粘着剤１０４の体積Ｂとすることができる。
残空隙率が上記下限値以上であると、空隙１０２内部に充填できる無機固体電解質材料１０５を増やすことができるため、得られる固体電解質シート１００のリチウムイオン伝導性をより一層向上させることができる。また、残空隙率が上記上限値以下であると、無機固体電解質材料１０５の保持力を向上させることができる。
残空隙率は、粘着剤１０４の使用量と、多孔性基材１０１の空隙率等を調整することにより、調節することができる。例えば、粘着剤１０４の使用量を一定とした場合、空隙率が大きい多孔性基材１０１を使用するほど、残空隙率は大きくなる。一方、空隙率が同じ多孔性基材１０１を使用した場合、粘着剤１０４の使用量が多いほど残空隙率は小さくなる。 In the manufacturing method of the solid electrolyte sheet 100 according to the present embodiment, when the void volume of the porous substrate 101 is A and the volume of the adhesive 104 is B, the definition is [(A−B) / A] × 100. The residual void ratio is preferably 10% or more and 90% or less, and more preferably 15% or more and 90% or less. Here, when the volume of the porous substrate is X and the porosity is Y, the void volume A of the porous substrate 101 can be calculated by X × Y / 100. Further, the volume B of the adhesive 104 can be calculated from the density and mass of the adhesive 104. Alternatively, the volume of the pressure-sensitive adhesive layer 104a can be set as the volume B of the pressure-sensitive adhesive 104 as it is.
When the remaining porosity is equal to or higher than the lower limit, the number of inorganic solid electrolyte materials 105 that can be filled in the voids 102 can be increased, and thus the lithium ion conductivity of the obtained solid electrolyte sheet 100 can be further improved. Moreover, the retention strength of the inorganic solid electrolyte material 105 can be improved as the remaining porosity is equal to or less than the upper limit.
The remaining porosity can be adjusted by adjusting the amount of the pressure-sensitive adhesive 104 used, the porosity of the porous substrate 101, and the like. For example, when the amount of the pressure-sensitive adhesive 104 used is constant, the residual porosity increases as the porous substrate 101 having a higher porosity is used. On the other hand, when the porous substrate 101 having the same porosity is used, the remaining porosity becomes smaller as the amount of the pressure-sensitive adhesive 104 used is increased.

［全固体型リチウムイオン電池］
つぎに、本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池２００について説明する。図６は、本発明に係る実施形態の全固体型リチウムイオン電池の構造の一例を模式的に示した断面図である。本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池２００はリチウムイオン二次電池であるが、リチウムイオン一次電池であってもよい。 [All-solid-state lithium-ion battery]
Next, the all solid-state lithium ion battery 200 according to the present embodiment will be described. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the structure of the all solid-state lithium ion battery according to the embodiment of the present invention. The all solid-state lithium ion battery 200 according to the present embodiment is a lithium ion secondary battery, but may be a lithium ion primary battery.

本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池２００は、正極層２０１と、固体電解質層２０５と、負極層２０３とがこの順番に積層されてなる。そして、固体電解質層２０５が、本実施形態に係る固体電解質シート１００により構成されたものである。   The all-solid-state lithium ion battery 200 according to this embodiment includes a positive electrode layer 201, a solid electrolyte layer 205, and a negative electrode layer 203 that are stacked in this order. And the solid electrolyte layer 205 is comprised by the solid electrolyte sheet 100 which concerns on this embodiment.

本実施形態に係る全固体型リチウムイオン電池２００は、一般的に公知の方法に準じて製造される。例えば、正極層２０１と、固体電解質層２０５と、負極層２０３とを重ねたものを、円筒型、コイン型、角型、フィルム型その他任意の形状に形成することにより作製される。   The all-solid-state lithium ion battery 200 according to the present embodiment is generally manufactured according to a known method. For example, the positive electrode layer 201, the solid electrolyte layer 205, and the negative electrode layer 203 are formed by forming a cylindrical shape, a coin shape, a square shape, a film shape, or any other shape.

（正極層）
本実施形態の正極層２０１は特に限定されず、全固体型リチウムイオン電池に一般的に用いられている正極を使用することができる。正極層２０１は特に限定されないが、一般的に公知の方法に準じて製造することができる。例えば、正極活物質を含む正極活物質層をアルミ箔等の集電体の表面に形成することにより得ることができる。 (Positive electrode layer)
The positive electrode layer 201 of the present embodiment is not particularly limited, and a positive electrode generally used for an all solid-state lithium ion battery can be used. The positive electrode layer 201 is not particularly limited, but can be generally manufactured according to a known method. For example, it can be obtained by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material on the surface of a current collector such as an aluminum foil.

正極層２０１の厚みや密度は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。   The thickness and density of the positive electrode layer 201 are not particularly limited because they are appropriately determined according to the intended use of the battery, and can be set according to generally known information.

正極活物質としてはリチウムイオンを可逆に放出・吸蔵でき、電子輸送が容易におこなえるように電子伝導度が高い材料であれば特に限定されず、全固体型リチウムイオン電池の正極層に使用可能な一般的に公知の正極活物質を用いることができる。例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、固溶体酸化物（Ｌｉ２ＭｎＯ３−ＬｉＭＯ２（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉなど））、リチウム−マンガン−ニッケル酸化物（ＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２）、オリビン型リチウムリン酸化物（ＬｉＦｅＰＯ４）等の複合酸化物；ポリアニリン、ポリピロール等の導電性高分子；Ｌｉ２Ｓ、ＣｕＳ、Ｌｉ-Ｃｕ-Ｓ化合物、ＴｉＳ２、ＦｅＳ、ＭｏＳ２、Ｌｉ−Ｍｏ−Ｓ化合物等の硫化物；硫黄とカーボンの混合物；等を用いることができる。これらの正極活物質は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is a material having a high electron conductivity so that lithium ions can be reversibly released and occluded and can easily transport electrons, and can be used for a positive electrode layer of an all-solid-state lithium ion battery In general, a known positive electrode active material can be used. For example, lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ), lithium nickel oxide (LiNiO 2 ), lithium manganese oxide (LiMn 2 O 4 ), solid solution oxide (Li 2 MnO 3 —LiMO 2 (M = Co, Ni, etc.)) ), Lithium-manganese-nickel oxide (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ), olivine-type lithium phosphorus oxide (LiFePO 4 ) and other complex oxides; polyaniline, polypyrrole and other highly conductive materials Molecules; sulfides such as Li 2 S, CuS, Li—Cu—S compounds, TiS 2 , FeS, MoS 2 , and Li—Mo—S compounds; a mixture of sulfur and carbon; These positive electrode active materials may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

正極活物質層は、正極活物質同士および正極活物質と集電体とを結着させる役割をもつバインダーを含んでもよい。
本実施形態のバインダーは全固体型リチウムイオン電池に使用可能な通常のバインダーであれば特に限定されないが、例えば、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレン・ブタジエン系ゴム、ポリイミド等が挙げられる。これらのバインダーは一種単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。 The positive electrode active material layer may include a binder having a role of binding the positive electrode active materials to each other and the positive electrode active material and the current collector.
The binder of the present embodiment is not particularly limited as long as it is a normal binder that can be used for an all-solid-state lithium ion battery. For example, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, carboxymethylcellulose, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, styrene Examples thereof include butadiene rubber and polyimide. These binders may be used alone or in combination of two or more.

正極活物質層は、正極層２０１の導電性を向上させる観点から、導電助剤を含んでもよい。導電助剤としては全固体型リチウムイオン電池に使用可能な通常の導電助剤であれば特に限定されないが、例えば、アセチレンブラック、ケチェンブラック等のカーボンブラック；カーボンファイバー；気相法炭素繊維；黒鉛粉末；カーボンナノチューブ等の炭素材料が挙げられる。これらの導電助剤は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、粒子径が小さく、価格が安いカーボンブラックが好ましい。 The positive electrode active material layer may contain a conductive additive from the viewpoint of improving the conductivity of the positive electrode layer 201. The conductive auxiliary agent is not particularly limited as long as it is a normal conductive auxiliary agent that can be used for an all-solid-state lithium ion battery. For example, carbon black such as acetylene black and ketjen black; carbon fiber; vapor grown carbon fiber; Graphite powder; carbon materials such as carbon nanotubes may be mentioned. These conductive aids may be used alone or in combination of two or more.
Among these, carbon black having a small particle size and a low price is preferable.

正極層２０１は固体電解質材料を含む。固体電解質材料としては特に限定されないが、例えば、本実施形態に係る無機固体電解質材料１０５と同様のものを用いることができる。   The positive electrode layer 201 includes a solid electrolyte material. Although it does not specifically limit as solid electrolyte material, For example, the thing similar to the inorganic solid electrolyte material 105 which concerns on this embodiment can be used.

正極活物質層中の各種材料の配合割合は、電池の使用用途等に応じて、適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。   The mixing ratio of various materials in the positive electrode active material layer is not particularly limited because it is appropriately determined according to the intended use of the battery, and can be generally set according to known information.

（負極層）
本実施形態の負極層２０３は特に限定されず、全固体型リチウムイオン電池に一般的に用いられているものを使用することができる。負極層２０３は特に限定されないが、一般的に公知の方法に準じて製造することができる。例えば、負極活物質を含む負極活物質層を銅等の集電体の表面に形成することにより得ることができる。 (Negative electrode layer)
The negative electrode layer 203 of the present embodiment is not particularly limited, and those generally used for all solid-state lithium ion batteries can be used. The negative electrode layer 203 is not particularly limited, but can be generally manufactured according to a known method. For example, it can be obtained by forming a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material on the surface of a current collector such as copper.

負極活物質層の厚みや密度は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。   The thickness and density of the negative electrode active material layer are not particularly limited because they are appropriately determined according to the intended use of the battery and the like, and can generally be set according to known information.

負極活物質としてはリチウムイオンを可逆に放出・吸蔵でき、電子輸送が容易におこなえるように電子伝導度が高い材料であれば特に限定されず、全固体型リチウムイオン電池の負極層に使用可能な一般的に公知の負極活物質を用いることができる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、樹脂炭、炭素繊維、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素質材料；スズ、スズ合金、シリコン、シリコン合金、ガリウム、ガリウム合金、インジウム、インジウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を主体とした合金系材料；ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー；金属リチウム；リチウムチタン複合酸化物（例えばＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）等が挙げられる。これらの負極活物質は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it has a high electron conductivity so that lithium ions can be reversibly released and occluded and electron transport can be easily performed, and can be used for the negative electrode layer of an all-solid-state lithium ion battery. Generally known negative electrode active materials can be used. For example, carbonaceous materials such as natural graphite, artificial graphite, resin charcoal, carbon fiber, activated carbon, hard carbon, soft carbon; tin, tin alloy, silicon, silicon alloy, gallium, gallium alloy, indium, indium alloy, aluminum, aluminum Examples include alloy materials mainly composed of alloys; conductive polymers such as polyacene, polyacetylene, and polypyrrole; metal lithium; lithium titanium composite oxide (for example, Li 4 Ti 5 O 12 ). These negative electrode active materials may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type.

また、負極活物質層は、本実施形態の負極活物質以外の成分として、固体電解質材料を含む。また、バインダー、導電助剤等を含んでもよい。これらの材料としては、とくに限定はされないが、例えば、上述した正極層２０１に用いる材料と同様のものを挙げることができる。   The negative electrode active material layer includes a solid electrolyte material as a component other than the negative electrode active material of the present embodiment. Further, it may contain a binder, a conductive aid and the like. These materials are not particularly limited, and examples thereof include the same materials as those used for the positive electrode layer 201 described above.

以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
以下、参考形態の例を付記する。
＜付記＞
（付記１）
シート状の多孔性基材と、
前記多孔性基材の空隙の内部に充填されている無機固体電解質材料と、
を備える固体電解質シート。
（付記２）
付記１に記載の固体電解質シートにおいて、
少なくとも前記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に付着した粘着剤をさらに備え、
前記無機固体電解質材料の少なくとも一部が前記粘着剤に付着している固体電解質シート。
（付記３）
付記１または２に記載の固体電解質シートにおいて、
当該固体電解質シートの厚みが３００μｍ以下である固体電解質シート。
（付記４）
付記１乃至３いずれか一つに記載の固体電解質シートにおいて、
前記無機固体電解質材料の充填量が、当該固体電解質シートの全体を１００質量％としたとき、１５質量％以上８５質量％以下である固体電解質シート。
（付記５）
付記１乃至４いずれか一つに記載の固体電解質シートにおいて、
当該固体電解質シート中のバインダーの含有量が、前記固体電解質シートの全体を１００質量％としたとき、０．５質量％未満である固体電解質シート。
（付記６）
付記１乃至５いずれか一つに記載の固体電解質シートにおいて、
全固体型リチウムイオン電池を構成する固体電解質層に用いられるものである固体電解質シート。
（付記７）
付記１乃至６いずれか一つに記載の固体電解質シートにおいて、
前記多孔性基材は不織布である固体電解質シート。
（付記８）
付記１乃至７いずれか一つに記載の固体電解質シートにおいて、
前記多孔性基材は絶縁性材料により構成されている固体電解質シート。
（付記９）
付記１乃至８いずれか一つに記載の固体電解質シートにおいて、
前記多孔性基材の空隙率が５０％以上９５％以下である固体電解質シート。
（付記１０）
正極層と、固体電解質層と、負極層とがこの順番に積層された全固体型リチウムイオン電池であって、
前記固体電解質層が、付記１乃至９いずれか一つに記載の固体電解質シートにより構成されたものである全固体型リチウムイオン電池。
（付記１１）
付記２に記載の固体電解質シートを製造するための製造方法であって、
シート状の多孔性基材の少なくとも一方の面に、粘着剤層を形成する工程と、
前記粘着剤層上に無機固体電解質材料を付着させることにより無機固体電解質材料層を形成し、前記多孔性基材、前記粘着剤層、および前記無機固体電解質材料層がこの順番に積層された積層体を得る工程と、
得られた前記積層体を加圧することにより、前記粘着剤層を構成する粘着剤を前記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に付着させるとともに、前記多孔性基材の前記空隙内に前記無機固体電解質材料層を構成する前記無機固体電解質材料を充填する工程と、
を含む固体電解質シートの製造方法。
（付記１２）
付記２に記載の固体電解質シートを製造するための製造方法であって、
シート状の多孔性基材と、粘着剤を準備する工程と、
前記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に、前記粘着剤をコーティングする工程と、
前記多孔性基材の前記空隙内に無機固体電解質材料を充填する工程と、
を含む固体電解質シートの製造方法。
（付記１３）
付記１１または１２に記載の固体電解質シートの製造方法であって、
前記多孔性基材の空隙体積をＡとし、前記粘着剤の体積をＢとしたとき、
［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００で定義される残空隙率が１０％以上９０％以下である固体電解質シートの製造方法。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, these are illustrations of this invention and various structures other than the above are also employable.
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications, improvements, and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
Hereinafter, examples of the reference form will be added.
<Appendix>
(Appendix 1)
A sheet-like porous substrate;
An inorganic solid electrolyte material filled in the voids of the porous substrate; and
A solid electrolyte sheet comprising:
(Appendix 2)
In the solid electrolyte sheet according to appendix 1,
Further comprising an adhesive attached to the surface of the skeleton part surrounding at least the voids of the porous substrate;
A solid electrolyte sheet in which at least a part of the inorganic solid electrolyte material is attached to the pressure-sensitive adhesive.
(Appendix 3)
In the solid electrolyte sheet according to appendix 1 or 2,
A solid electrolyte sheet having a thickness of 300 μm or less.
(Appendix 4)
In the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 3,
A solid electrolyte sheet in which the filling amount of the inorganic solid electrolyte material is 15% by mass or more and 85% by mass or less when the total amount of the solid electrolyte sheet is 100% by mass.
(Appendix 5)
In the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 4,
The solid electrolyte sheet whose content of the binder in the said solid electrolyte sheet is less than 0.5 mass% when the whole said solid electrolyte sheet is 100 mass%.
(Appendix 6)
In the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 5,
A solid electrolyte sheet used for a solid electrolyte layer constituting an all solid-state lithium ion battery.
(Appendix 7)
In the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 6,
A solid electrolyte sheet in which the porous substrate is a nonwoven fabric.
(Appendix 8)
In the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 7,
The porous substrate is a solid electrolyte sheet made of an insulating material.
(Appendix 9)
In the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 8,
A solid electrolyte sheet in which the porosity of the porous substrate is 50% or more and 95% or less.
(Appendix 10)
An all-solid-state lithium ion battery in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order,
An all-solid-state lithium ion battery in which the solid electrolyte layer is constituted by the solid electrolyte sheet according to any one of appendices 1 to 9.
(Appendix 11)
A manufacturing method for manufacturing the solid electrolyte sheet according to appendix 2,
Forming an adhesive layer on at least one surface of the sheet-like porous substrate; and
An inorganic solid electrolyte material layer is formed by attaching an inorganic solid electrolyte material on the pressure-sensitive adhesive layer, and the porous base material, the pressure-sensitive adhesive layer, and the inorganic solid electrolyte material layer are laminated in this order. Obtaining a body;
By pressurizing the obtained laminate, the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer is attached to the surface of the skeleton surrounding the voids of the porous substrate, and the voids in the porous substrate are Filling the inorganic solid electrolyte material constituting the inorganic solid electrolyte material layer;
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet containing this.
(Appendix 12)
A manufacturing method for manufacturing the solid electrolyte sheet according to appendix 2,
A step of preparing a sheet-like porous substrate and an adhesive;
Coating the pressure-sensitive adhesive on the surface of the skeleton surrounding the voids of the porous substrate;
Filling an inorganic solid electrolyte material in the voids of the porous substrate;
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet containing this.
(Appendix 13)
A method for producing a solid electrolyte sheet according to appendix 11 or 12,
When the void volume of the porous substrate is A and the volume of the adhesive is B,
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet whose remaining porosity defined by [(A-B) / A] x100 is 10% or more and 90% or less.

以下、本発明を実施例および比較例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、実施例および比較例では、「ｍＡｈ／ｇ」は正極活物質１ｇあたりの放電容量密度を示す。   Hereinafter, although an example and a comparative example explain the present invention, the present invention is not limited to these. In Examples and Comparative Examples, “mAh / g” indicates the discharge capacity density per 1 g of the positive electrode active material.

［１］測定方法
はじめに、以下の実施例、比較例における測定方法を説明する。 [1] Measuring Method First, measuring methods in the following examples and comparative examples will be described.

（１）粒度分布
レーザー回折散乱式粒度分布測定装置（マルバーン社製、マスターサイザー３０００）を用いて、レーザー回折法により、実施例および比較例で使用した正極活物質の粒度分布を測定した。測定結果から、各正極活物質について、重量基準の累積分布における５０％累積時の粒径（Ｄ５０、平均粒子径）をそれぞれ求めた。 (1) Particle size distribution The particle size distribution of the positive electrode active materials used in Examples and Comparative Examples was measured by a laser diffraction method using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device (manufactured by Malvern, Mastersizer 3000). From the measurement results, the particle diameter (D 50 , average particle diameter) at 50% accumulation in the weight-based cumulative distribution was determined for each positive electrode active material.

（２）リチウムイオン伝導度の測定
実施例および比較例で得られた固体電解質シートに対して、交流インピーダンス法によるリチウムイオン伝導度の測定をおこなった。
リチウムイオン伝導度の測定は北斗電工社製、ポテンショスタット／ガルバノスタットＳＰ−３００を用いた。試料の大きさはφ９．５ｍｍ、厚さ約０．０５ｍｍ、測定条件は、印加電圧１０ｍＶ、測定温度２７．０℃、測定周波数域０．１Ｈｚ〜７ＭＨｚ、電極はＬｉ箔とした。 (2) Measurement of lithium ion conductivity Lithium ion conductivity was measured by the AC impedance method for the solid electrolyte sheets obtained in the examples and comparative examples.
Lithium ion conductivity was measured using a potentiostat / galvanostat SP-300 manufactured by Hokuto Denko Corporation. The sample size was φ9.5 mm, the thickness was about 0.05 mm, the measurement conditions were an applied voltage of 10 mV, a measurement temperature of 27.0 ° C., a measurement frequency range of 0.1 Hz to 7 MHz, and the electrode was a Li foil.

（３）充放電試験
実施例および比較例で得られたφ１４ｍｍの固体電解質シートに正極材料（３０ｍｇ）をのせて、２５０ＭＰａ、１０分間プレス成型をおこない、正極上に固体電解質層を形成した。正極材料には集電体として導電性アルミ箔粘着テープ（寺岡製作所社製、φ１４ｍｍ）を粘着させ、正極を得た。
また、上記方法で得られた正極、固体電解質層、負極であるインジウム箔（φ＝１４ｍｍ、ｔ＝０．５ｍｍ）をこの順で積層させて全固体型リチウムイオン電池を作製した。次いで、得られた全固体型リチウムイオン電池について、電流密度６５μＡ／ｃｍ２の条件で充電終止電位３．０Ｖまで充電した後、電流密度６５μＡ／ｃｍ２の条件で、放電終止電位０．４Ｖまで放電させる条件で充放電を１０回行った。
ここで、１回目の放電容量を１００％としたときの１０回目の放電容量を放電容量変化率［％］とした。正極材料に対する放電容量密度と放電容量変化率について得られた結果を表１に示す。 (3) Charge / Discharge Test A positive electrode material (30 mg) was placed on the solid electrolyte sheet of φ14 mm obtained in Examples and Comparative Examples, and press molding was performed at 250 MPa for 10 minutes to form a solid electrolyte layer on the positive electrode. A conductive aluminum foil adhesive tape (manufactured by Teraoka Seisakusho, φ14 mm) was adhered to the positive electrode material as a current collector to obtain a positive electrode.
Moreover, the positive electrode obtained by the said method, the solid electrolyte layer, and the indium foil (phi = 14mm, t = 0.5mm) which are negative electrodes were laminated | stacked in this order, and the all-solid-state type lithium ion battery was produced. Next, the all solid state lithium ion battery obtained was charged to a charge termination voltage 3.0V at a current density of 65μA / cm 2, at a current density of 65μA / cm 2, until the discharge cutoff potential 0.4V Charging / discharging was performed 10 times under the discharge conditions.
Here, the discharge capacity change rate [%] was the 10th discharge capacity when the first discharge capacity was 100%. Table 1 shows the results obtained for the discharge capacity density and discharge capacity change rate for the positive electrode material.

［２］材料
つぎに、以下の実施例、比較例において使用した材料について説明する。 [2] Materials Next, materials used in the following examples and comparative examples will be described.

（１）正極活物質（Ｌｉ１４ＭｏＳ９）
アルゴン雰囲気下で、内容積４００ｍＬのＡｌ２Ｏ３製ボールミルポットに、ＭｏＳ２（和光純薬工業社製、６６５ｍｇ、４．２ｍｍｏｌ）と、Ｌｉ２Ｓ（Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ製、１３３５ｍｇ、１９．１ｍｍｏｌ）を秤量して加え、さらにφ１０ｍｍのＺｒＯ２ボール５００ｇを入れ、Ａｌ２Ｏ３製ボールミルポットを密閉した。
次いで、Ａｌ２Ｏ３製ボールミルポットを、ボールミル回転台に乗せ１２０ｒｐｍで、４日間処理を行った。
得られたＬｉ−Ｍｏ−Ｓ化合物は乳鉢により粉砕し、目開き４３μｍの篩により分級して、平均粒子径ｄ５０が５μｍのＬｉ１４ＭｏＳ９を得た。 (1) Positive electrode active material (Li 14 MoS 9 )
Under an argon atmosphere, an Al 2 O 3 ball mill pot with an internal volume of 400 mL was charged with MoS 2 (Wako Pure Chemical Industries, 665 mg, 4.2 mmol) and Li 2 S (Alfa Aesar, 1335 mg, 19.1 mmol). Was added, and 500 g of ZrO 2 balls having a diameter of 10 mm were added, and the Al 2 O 3 ball mill pot was sealed.
Next, the Al 2 O 3 ball mill pot was placed on a ball mill turntable and treated at 120 rpm for 4 days.
The obtained Li—Mo—S compound was pulverized with a mortar and classified with a sieve having an opening of 43 μm to obtain Li 14 MoS 9 having an average particle diameter d 50 of 5 μm.

（２）無機固体電解質材料（Ｌｉ１１Ｐ３Ｓ１２）の製造
原料には、Ｌｉ２Ｓ（Ａｌｆａ Ａｅｓａｒ製、純度９９．９％)、Ｐ２Ｓ５(関東化学製試薬)を使用した。Ｌｉ３Ｎは、以下の手順で作製した。
まず、窒素雰囲気のグローブボックス中で、Ｌｉ箔（本城金属社製純度９９．８％、厚さ０．５ｍｍ）にステンレス製の網（１５０メッシュ）を圧着した。Ｌｉ箔は網の開口部から黒紫色に変化し始め、そのまま、常温で２４時間放置することでＬｉ箔すべてが黒紫色のＬｉ３Ｎに変化した。Ｌｉ３Ｎは、メノウ乳鉢で粉砕後、ステンレス製篩で篩い分けし、２５μｍ以下の粉末を回収し無機固体電解質材料の原料とした。
つづいて、アルゴングローブボックス中で各原料をＬｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５：Ｌｉ３Ｎ＝６７．５：２２．５：１０．０（モル％）になるように精秤し、これら粉末を２０分間メノウ乳鉢で混合した。次いで、混合粉末２ｇを秤量し、φ１０ｍｍのＺｒＯ２製ボール５００ｇとともに、Ａｌ２Ｏ３製ボールミルポット（内容積４００ｍL）に入れ、１２０ｒｐｍで２００時間混合粉砕した。混合粉砕後の粉末はカーボンボートに入れアルゴン気流中で３３０℃、２時間加熱処理し、Ｌｉ１１Ｐ３Ｓ１２を得た。 (2) Production of inorganic solid electrolyte material (Li 11 P 3 S 12 ) Li 2 S (manufactured by Alfa Aesar, purity 99.9%) and P 2 S 5 (reagent manufactured by Kanto Chemical) were used as raw materials. Li 3 N was produced by the following procedure.
First, in a glove box in a nitrogen atmosphere, a stainless steel net (150 mesh) was pressure-bonded to Li foil (purity 99.8%, thickness 0.5 mm, manufactured by Honjo Metal Co., Ltd.). The Li foil started to change to black purple from the opening of the mesh, and all the Li foil changed to black purple Li 3 N by leaving it at room temperature for 24 hours. Li 3 N was pulverized with an agate mortar and then sieved with a stainless steel sieve, and a powder of 25 μm or less was recovered and used as a raw material for the inorganic solid electrolyte material.
Subsequently, each raw material was precisely weighed in an argon glove box so that Li 2 S: P 2 S 5 : Li 3 N = 67.5: 22.5: 10.0 (mol%). Mix in agate mortar for 20 minutes. Next, 2 g of the mixed powder was weighed and put into an Al 2 O 3 ball mill pot (internal volume 400 mL) together with 500 g of φ10 mm ZrO 2 balls, and mixed and ground at 120 rpm for 200 hours. The powder after mixing and pulverization was placed in a carbon boat and heat-treated in an argon stream at 330 ° C. for 2 hours to obtain Li 11 P 3 S 12 .

（３）多孔性基材
多孔性基材としては、以下のものを用いた。
・多孔性基材１：不織布（ＰＥＴ製、旭化成社製、シルキーファイン（登録商標）、ＷＳ７Ｒ０２−０５、厚み２２μｍ、密度０．２３ｇ／ｃｍ３、空隙率８３％、通気度＞３００ｃｍ３/ｃｍ２/ｓｅｃ）
・多孔性基材２：不織布（天然繊維／ＰＥＴ／アクリル樹脂塗工型、旭化成社製、シルキーファイン（登録商標）、ＷＳＫＧ１２−１０、厚み４６μｍ、密度０．２２ｇ／ｃｍ３、空隙率８５％、通気度＞３００ｃｍ３/ｃｍ２/ｓｅｃ） (3) Porous substrate The following were used as the porous substrate.
Porous base material 1: Non-woven fabric (PET, Asahi Kasei Co., Ltd., Silky Fine (registered trademark), WS7R02-05, thickness 22 μm, density 0.23 g / cm 3 , porosity 83%, air permeability> 300 cm 3 / cm 2 / sec)
Porous base material 2: Non-woven fabric (natural fiber / PET / acrylic resin coating type, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd., Silky Fine (registered trademark), WSKG12-10, thickness 46 μm, density 0.22 g / cm 3 , porosity 85% , Air permeability> 300cm 3 / cm 2 / sec)

（４）粘着剤
粘着剤としては、以下のものを用いた。
・粘着剤シート：（寺岡製作所社製、ベースレス両面テープ７０２９ ０．０１５、アクリル系粘着剤、厚み１５μｍ）
・粘着剤スプレー：（３Ｍ社製、スプレーのり５５、アクリルゴム） (4) Adhesive The following were used as the adhesive.
-Adhesive sheet: (Teraoka Seisakusho, baseless double-sided tape 7029 0.015, acrylic adhesive, thickness 15 μm)
・ Adhesive spray: (3M, spray glue 55, acrylic rubber)

＜実施例１＞
正極活物質であるＬｉ１４ＭｏＳ９を０．３０８ｇと、導電助剤であるアセチレンブラックを０．３０８ｇと、無機固体電解質材料であるＬｉ１１Ｐ３Ｓ１２を０．３８５ｇとを、乳鉢を用いて５分間混合した。
得られた混合物をＡｌ２Ｏ３製ボールミルポット（内容積４００ｍＬ）に加え、さらにφ１０ｍｍのＺｒＯ２ボール５００ｇを入れ、Ａｌ２Ｏ３製ボールミルポットを密閉した。Ａｌ２Ｏ３製ボールミルポット内はアルゴン雰囲気とした。
次いで、Ａｌ２Ｏ３製ボールミルポットを、ボールミル回転台に乗せ１２０ｒｐｍで、２４時間処理を行い、正極材料を得た。
多孔性基材１を１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、多孔性基材１の一方の面に粘着剤シート（１００ｍｍ×１００ｍｍ）を貼り付けた。また、ＰＴＦＥ製メッシュ（フロン工業社製、Ｆ３２６１−０５、厚さ０．７ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１８メッシュ相当）の開口部に無機固体電解質材料であるＬｉ１１Ｐ３Ｓ１２を充填した。得られた無機固体電解質材料を充填したＰＴＦＥ製メッシュを、粘着剤シート上に重ねた後、弱い振動を与えることでＰＴＦＥ製メッシュに充填されていた無機固体電解質材料を粘着シート上に落下させ、無機固体電解質材料層を形成した。
次いで、ＰＴＦＥ製メッシュを外し、多孔性基材１、粘着剤シートおよび無機固体電解質材料層からなる積層体を得た。次いで、得られた積層体を３２０ＭＰaの圧力でプレスした。粘着剤シートを構成する粘着剤は多孔性基材１の骨格部表面に付着し、無機固体電解質材料は残った空隙を充填するように上面から下面に貫通した。このとき、無機固体電解質材料の一部は、多孔性基材１の骨格部表面に付着した粘着剤に付着していた。得られた固体電解質シートには、固体電解質材料の欠落や表面の割れは発生しなかった。また、固体電解質シートの厚みは２７μｍであった。
得られた１００ｍｍ×１００ｍｍの固体電解質シートからφ９．５ｍｍの固体電解質シートを切り抜き、イオン電導度の測定をおこなった。得られた結果を表１に示す。
得られた１００ｍｍ×１００ｍｍの固体電解質シートからφ１４ｍｍの固体電解質シートを切り抜き、正極および負極を積層し充放電試験をおこなった。得られた結果を表１に示す。 <Example 1>
Using a mortar, 0.308 g of Li 14 MoS 9 as a positive electrode active material, 0.308 g of acetylene black as a conductive additive, and 0.385 g of Li 11 P 3 S 12 as an inorganic solid electrolyte material were used. And mixed for 5 minutes.
The obtained mixture was added to an Al 2 O 3 ball mill pot (internal volume 400 mL), and 500 g of φ10 mm ZrO 2 balls were added, and the Al 2 O 3 ball mill pot was sealed. The inside of the Al 2 O 3 ball mill pot was an argon atmosphere.
Next, the Al 2 O 3 ball mill pot was placed on a ball mill turntable and treated at 120 rpm for 24 hours to obtain a positive electrode material.
The porous substrate 1 was cut into 100 mm × 100 mm, and an adhesive sheet (100 mm × 100 mm) was attached to one surface of the porous substrate 1. Moreover, Li 11 P 3 S 12 that is an inorganic solid electrolyte material was filled in an opening of a PTFE mesh (Flon Industrial Co., Ltd., F3261-05, thickness 0.7 mm, 100 mm × 100 mm, 18 mesh equivalent). After the PTFE mesh filled with the obtained inorganic solid electrolyte material is overlaid on the adhesive sheet, the inorganic solid electrolyte material filled in the PTFE mesh is dropped on the adhesive sheet by applying weak vibration, An inorganic solid electrolyte material layer was formed.
Next, the PTFE mesh was removed to obtain a laminate composed of the porous substrate 1, the pressure-sensitive adhesive sheet, and the inorganic solid electrolyte material layer. Next, the obtained laminate was pressed at a pressure of 320 MPa. The pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive sheet adhered to the surface of the skeleton part of the porous substrate 1, and the inorganic solid electrolyte material penetrated from the upper surface to the lower surface so as to fill the remaining voids. At this time, a part of the inorganic solid electrolyte material was attached to the pressure-sensitive adhesive attached to the surface of the skeleton part of the porous substrate 1. In the obtained solid electrolyte sheet, the lack of the solid electrolyte material and the crack of the surface did not occur. The thickness of the solid electrolyte sheet was 27 μm.
From the obtained 100 mm × 100 mm solid electrolyte sheet, a φ9.5 mm solid electrolyte sheet was cut out, and the ionic conductivity was measured. The obtained results are shown in Table 1.
A φ14 mm solid electrolyte sheet was cut out from the obtained 100 mm × 100 mm solid electrolyte sheet, a positive electrode and a negative electrode were laminated, and a charge / discharge test was performed. The obtained results are shown in Table 1.

＜実施例２＞
多孔性基材１を１００ｍｍ×１００ｍｍに切断し、多孔性基材１の両面に粘着剤スプレーを噴霧し、多孔性基材１の骨格部表面に粘着剤をコーティングした。ここで、使用した粘着剤スプレーの量は０．０８１９ｃｍ３であった。また、ＰＴＦＥ製メッシュ（フロン工業社製、Ｆ３２６１−０５、厚さ０．７ｍｍ、１００ｍｍ×１００ｍｍ、１８メッシュ相当）の開口部に無機固体電解質材料であるＬｉ１１Ｐ３Ｓ１２を充填した。得られた無機固体電解質材料を充填したＰＴＦＥ製メッシュを、粘着剤がコーティングされた多孔性基材１上に重ね、弱い振動を与えることでＰＴＦＥ製メッシュに充填されていた固体電解質材料を粘着剤がコーティングされた多孔性基材１上に落下させた。
次いで、ＰＴＦＥ製メッシュを外して、３２０ＭＰaの圧力でプレスした。粘着剤は多孔性基材１の骨格部表面に付着し、固体電解質材料は残った空隙を充填するように上面から下面に貫通した。このとき、無機固体電解質材料の一部は、多孔性基材１の骨格部表面に付着した粘着剤に付着していた。得られた固体電解質シートには、固体電解質材料の欠落や表面の割れは発生しなかった。また、固体電解質シートの厚みは２２μｍであった。
得られた１００ｍｍ×１００ｍｍの固体電解質シートからφ９．５ｍｍの固体電解質シートを切り抜き、イオン電導度の測定をおこなった。得られた結果を表１に示す。
得られた１００ｍｍ×１００ｍｍの固体電解質シートからφ１４ｍｍの固体電解質シートを切り抜き、充放電試験をおこなった。得られた結果を表１に示す。なお、正極材料は実施例１と同様のものを使用した。 <Example 2>
The porous substrate 1 was cut into 100 mm × 100 mm, and an adhesive spray was sprayed on both surfaces of the porous substrate 1 to coat the surface of the porous substrate 1 with the adhesive. Here, the amount of the pressure-sensitive adhesive spray used was 0.0819 cm 3 . Moreover, Li 11 P 3 S 12 that is an inorganic solid electrolyte material was filled in an opening of a PTFE mesh (Flon Industrial Co., Ltd., F3261-05, thickness 0.7 mm, 100 mm × 100 mm, 18 mesh equivalent). The obtained PTFE mesh filled with the inorganic solid electrolyte material is stacked on the porous substrate 1 coated with the adhesive, and the solid electrolyte material filled in the PTFE mesh is applied to the adhesive by applying weak vibration. Was dropped onto the porous substrate 1 coated with the.
Next, the PTFE mesh was removed and pressed at a pressure of 320 MPa. The pressure-sensitive adhesive adhered to the surface of the skeleton part of the porous substrate 1, and the solid electrolyte material penetrated from the upper surface to the lower surface so as to fill the remaining voids. At this time, a part of the inorganic solid electrolyte material was attached to the pressure-sensitive adhesive attached to the surface of the skeleton part of the porous substrate 1. In the obtained solid electrolyte sheet, the lack of the solid electrolyte material and the crack of the surface did not occur. The thickness of the solid electrolyte sheet was 22 μm.
From the obtained 100 mm × 100 mm solid electrolyte sheet, a φ9.5 mm solid electrolyte sheet was cut out, and the ionic conductivity was measured. The obtained results are shown in Table 1.
A φ14 mm solid electrolyte sheet was cut out from the obtained 100 mm × 100 mm solid electrolyte sheet, and a charge / discharge test was performed. The obtained results are shown in Table 1. The positive electrode material used was the same as in Example 1.

＜実施例３＞
多孔性基材として多孔性基材１の代わりに多孔性基材２を使用した以外は実施例１と同様に固体電解質シートを作製し、イオン電導度の測定および充放電試験をそれぞれおこなった。得られた結果を表１に示す。 <Example 3>
A solid electrolyte sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the porous substrate 2 was used instead of the porous substrate 1 as the porous substrate, and the ionic conductivity measurement and the charge / discharge test were performed, respectively. The obtained results are shown in Table 1.

＜実施例４＞
多孔性基材として多孔性基材１の代わりに多孔性基材２を使用した以外は実施例２と同様に固体電解質シートを作製し、イオン電導度の測定および充放電試験をそれぞれおこなった。得られた結果を表１に示す。 <Example 4>
A solid electrolyte sheet was prepared in the same manner as in Example 2 except that the porous substrate 2 was used instead of the porous substrate 1 as the porous substrate, and the ionic conductivity measurement and the charge / discharge test were performed, respectively. The obtained results are shown in Table 1.

＜実施例５＞
粘着剤を用いない以外は実施例１と同様に固体電解質シートを作製し、イオン電導度の測定および充放電試験をそれぞれおこなった。得られた結果を表１に示す。 <Example 5>
A solid electrolyte sheet was prepared in the same manner as in Example 1 except that the adhesive was not used, and the measurement of ionic conductivity and the charge / discharge test were performed. The obtained results are shown in Table 1.

＜実施例６＞
バインダー（ＰＴＦＥディスパージョン、旭硝子フロロポリマーズ社製、ＣＤ１２３）を、無機固体電解質材料１００質量％に対して、０．５質量％になるように配合した以外は実施例５と同様に固体電解質シートを作製し、イオン電導度の測定および充放電試験をそれぞれおこなった。得られた結果を表１に示す。 <Example 6>
A solid electrolyte sheet was prepared in the same manner as in Example 5 except that a binder (PTFE dispersion, manufactured by Asahi Glass Fluoropolymers, Inc., CD123) was blended so as to be 0.5% by mass with respect to 100% by mass of the inorganic solid electrolyte material. The ionic conductivity was measured and the charge / discharge test was performed. The obtained results are shown in Table 1.

＜比較例１＞
多孔性基材１および粘着剤を用いない以外は実施例１と同様に固体電解質シートを作製し、イオン電導度の測定および充放電試験をそれぞれおこなった。得られた結果を表１に示す。 <Comparative Example 1>
A solid electrolyte sheet was produced in the same manner as in Example 1 except that the porous substrate 1 and the pressure-sensitive adhesive were not used, and the ionic conductivity measurement and the charge / discharge test were performed, respectively. The obtained results are shown in Table 1.

実施例１〜６で得られた固体電解質シートは大面積化および薄膜化が可能で、かつ、イオン伝導性に優れていた。一方、比較例１で得られた固体電解質シートはイオン伝導性に優れていたものの、大面積化および薄膜化が困難であった。
また、実施例１〜４で得られた固体電解質シートは無機固体電解質材料の欠落や表面の割れがなく、実施例５〜６で得られた固体電解質シートに比べてイオン伝導性が高かった。
さらに、実施例１〜４で得られた固体電解質シートを用いた全固体型リチウムイオン電池は放電容量および放電容量変化率が高く、充放電特性に優れていた。
一方、粘着剤およびバインダーを用いていない実施例５および比較例１の固体電解質シートは無機固体電解質材料の欠落やシート表面の割れが発生した。また、このような固体電解質シートを用いた全固体型リチウムイオン電池は実施例１〜４で得られたものよりも放電容量および放電容量変化率が低く、充放電特性に劣っていた。
また、実施例６の固体電解質シートは、バインダーを添加したため無機固体電解質材料の欠落や表面の割れはなかった。しかし、この固体電解質シートは、イオン伝導度が実施例１〜５で得られた固体電解質シートに比べて低かった。このような固体電解質シートを用いた全固体型リチウムイオン電池は実施例１〜５で得られたものよりも放電容量および放電容量変化率が低く、充放電特性に劣っていた。 The solid electrolyte sheets obtained in Examples 1 to 6 were able to have a large area and a thin film, and were excellent in ion conductivity. On the other hand, although the solid electrolyte sheet obtained in Comparative Example 1 was excellent in ionic conductivity, it was difficult to increase the area and reduce the thickness.
In addition, the solid electrolyte sheets obtained in Examples 1 to 4 had no missing inorganic solid electrolyte material or cracks on the surface, and had higher ion conductivity than the solid electrolyte sheets obtained in Examples 5 to 6.
Furthermore, the all solid-state lithium ion batteries using the solid electrolyte sheets obtained in Examples 1 to 4 had high discharge capacity and change rate of discharge capacity, and were excellent in charge / discharge characteristics.
On the other hand, in the solid electrolyte sheets of Example 5 and Comparative Example 1 in which no adhesive and binder were used, the lack of the inorganic solid electrolyte material and the cracking of the sheet surface occurred. Moreover, the all-solid-state type lithium ion battery using such a solid electrolyte sheet had a lower discharge capacity and discharge capacity change rate than those obtained in Examples 1 to 4, and was inferior in charge / discharge characteristics.
In addition, since the solid electrolyte sheet of Example 6 was added with a binder, there was no loss of the inorganic solid electrolyte material or cracking of the surface. However, this solid electrolyte sheet had a lower ionic conductivity than the solid electrolyte sheets obtained in Examples 1 to 5. The all solid-state lithium ion battery using such a solid electrolyte sheet had a lower discharge capacity and discharge capacity change rate than those obtained in Examples 1 to 5, and was inferior in charge / discharge characteristics.

Figure 0006498335
Figure 0006498335

１００ 固体電解質シート
１０１ 多孔性基材
１０２ 空隙
１０３ 骨格部
１０４ 粘着剤
１０４ａ 粘着剤層
１０５ 無機固体電解質材料
１０５ａ 無機固体電解質材料層
１５０ 積層体
２００ 全固体型リチウムイオン電池
２０１ 正極層
２０３ 負極層
２０５ 固体電解質層 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Solid electrolyte sheet 101 Porous base material 102 Cavity 103 Frame | skeleton part 104 Adhesive 104a Adhesive layer 105 Inorganic solid electrolyte material 105a Inorganic solid electrolyte material layer 150 Laminated body 200 All-solid-state lithium ion battery 201 Positive electrode layer 203 Negative electrode layer 205 Solid Electrolyte layer

Claims (15)

シート状の多孔性基材と、
前記多孔性基材の空隙の内部に充填されている無機固体電解質材料と、
を備える固体電解質シートであって、
前記多孔性基材は不織布であり、
当該固体電解質シート中の、前記無機固体電解質材料同士を結着させるためのバインダーの含有量が、前記固体電解質シートの全体を１００質量％としたとき、０．５質量％以下である固体電解質シート。 A sheet-like porous substrate;
An inorganic solid electrolyte material filled in the voids of the porous substrate; and
A solid electrolyte sheet comprising :
The porous substrate is a nonwoven fabric,
The solid electrolyte sheet in which the content of the binder for binding the inorganic solid electrolyte materials in the solid electrolyte sheet is 0.5% by mass or less when the entire solid electrolyte sheet is 100% by mass. . 請求項１に記載の固体電解質シートにおいて、
少なくとも前記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に付着した粘着剤をさらに備え、
前記無機固体電解質材料の少なくとも一部が前記粘着剤に付着している固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to claim 1,
Further comprising an adhesive attached to the surface of the skeleton part surrounding at least the voids of the porous substrate;
A solid electrolyte sheet in which at least a part of the inorganic solid electrolyte material is attached to the pressure-sensitive adhesive. 請求項１または２に記載の固体電解質シートにおいて、
当該固体電解質シートの厚みが３００μｍ以下である固体電解質シート。 The solid electrolyte sheet according to claim 1 or 2,
A solid electrolyte sheet having a thickness of 300 μm or less. 請求項１乃至３いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、
前記無機固体電解質材料の充填量が、当該固体電解質シートの全体を１００質量％としたとき、１５質量％以上８５質量％以下である固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 3,
A solid electrolyte sheet in which the filling amount of the inorganic solid electrolyte material is 15% by mass or more and 85% by mass or less when the total amount of the solid electrolyte sheet is 100% by mass. 請求項１乃至４いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、
当該固体電解質シート中のバインダーの含有量が、前記固体電解質シートの全体を１００質量％としたとき、０．５質量％未満である固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 4,
The solid electrolyte sheet whose content of the binder in the said solid electrolyte sheet is less than 0.5 mass% when the whole said solid electrolyte sheet is 100 mass%. 請求項１乃至５いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、
全固体型リチウムイオン電池を構成する固体電解質層に用いられるものである固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 5,
A solid electrolyte sheet used for a solid electrolyte layer constituting an all solid-state lithium ion battery. 請求項１乃至６いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、
２７．０℃、印加電圧１０ｍＶ、測定周波数域０．１Ｈｚ〜７ＭＨｚの測定条件における交流インピーダンス法による、前記固体電解質シートのリチウムイオン伝導度が０．２×１０ −４ Ｓ・ｃｍ −１ 以上である固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 6,
When the lithium ion conductivity of the solid electrolyte sheet is 0.2 × 10 −4 S · cm −1 or more by an AC impedance method under measurement conditions of 27.0 ° C., applied voltage 10 mV, and measurement frequency range 0.1 Hz to 7 MHz A solid electrolyte sheet. 請求項１乃至７いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、
前記多孔性基材は絶縁性材料により構成されている固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 7,
The porous substrate is a solid electrolyte sheet made of an insulating material. 請求項１乃至８いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、
前記多孔性基材の空隙率が５０％以上９５％以下である固体電解質シート。 In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 8,
A solid electrolyte sheet in which the porosity of the porous substrate is 50% or more and 95% or less. 請求項１乃至９いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、  In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 9,
前記無機固体電解質材料が硫化物固体電解質材料および酸化物固体電解質材料から選択される少なくとも一種を含む固体電解質シート。  A solid electrolyte sheet, wherein the inorganic solid electrolyte material includes at least one selected from sulfide solid electrolyte materials and oxide solid electrolyte materials. 請求項１乃至１０いずれか一項に記載の固体電解質シートにおいて、  In the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 10,
レーザー回折散乱式粒度分布測定法による重量基準粒度分布における、前記無機固体電解質材料の平均粒子径ｄ  Average particle diameter d of the inorganic solid electrolyte material in a weight-based particle size distribution measured by a laser diffraction / scattering particle size distribution measurement method ５０50 が１μｍ以上２０μｍ以下である固体電解質シート。Is a solid electrolyte sheet having a thickness of 1 μm or more and 20 μm or less. 正極層と、固体電解質層と、負極層とがこの順番に積層された全固体型リチウムイオン電池であって、
前記固体電解質層が、請求項１乃至１１いずれか一項に記載の固体電解質シートにより構成されたものである全固体型リチウムイオン電池。 An all-solid-state lithium ion battery in which a positive electrode layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode layer are laminated in this order,
The all-solid-state lithium ion battery in which the said solid electrolyte layer is comprised with the solid electrolyte sheet as described in any one of Claims 1 thru | or 11 . 請求項２に記載の固体電解質シートを製造するための製造方法であって、
シート状の多孔性基材の少なくとも一方の面に、粘着剤層を形成する工程と、
前記粘着剤層上に無機固体電解質材料を付着させることにより無機固体電解質材料層を形成し、前記多孔性基材、前記粘着剤層、および前記無機固体電解質材料層がこの順番に積層された積層体を得る工程と、
得られた前記積層体を加圧することにより、前記粘着剤層を構成する粘着剤を前記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に付着させるとともに、前記多孔性基材の前記空隙内に前記無機固体電解質材料層を構成する前記無機固体電解質材料を充填する工程と、
を含む固体電解質シートの製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the solid electrolyte sheet according to claim 2,
Forming an adhesive layer on at least one surface of the sheet-like porous substrate; and
An inorganic solid electrolyte material layer is formed by attaching an inorganic solid electrolyte material on the pressure-sensitive adhesive layer, and the porous base material, the pressure-sensitive adhesive layer, and the inorganic solid electrolyte material layer are laminated in this order. Obtaining a body;
By pressurizing the obtained laminate, the pressure-sensitive adhesive constituting the pressure-sensitive adhesive layer is attached to the surface of the skeleton surrounding the voids of the porous substrate, and the voids in the porous substrate are Filling the inorganic solid electrolyte material constituting the inorganic solid electrolyte material layer;
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet containing this. 請求項２に記載の固体電解質シートを製造するための製造方法であって、
シート状の多孔性基材と、粘着剤を準備する工程と、
前記多孔性基材の空隙を囲む骨格部表面に、前記粘着剤をコーティングする工程と、
前記多孔性基材の前記空隙内に無機固体電解質材料を充填する工程と、
を含む固体電解質シートの製造方法。 A manufacturing method for manufacturing the solid electrolyte sheet according to claim 2,
A step of preparing a sheet-like porous substrate and an adhesive;
Coating the pressure-sensitive adhesive on the surface of the skeleton surrounding the voids of the porous substrate;
Filling an inorganic solid electrolyte material in the voids of the porous substrate;
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet containing this. 請求項１３または１４に記載の固体電解質シートの製造方法であって、
前記多孔性基材の空隙体積をＡとし、前記粘着剤の体積をＢとしたとき、
［（Ａ−Ｂ）／Ａ］×１００で定義される残空隙率が１０％以上９０％以下である固体電解質シートの製造方法。 A method for producing a solid electrolyte sheet according to claim 13 or 14 ,
When the void volume of the porous substrate is A and the volume of the adhesive is B,
The manufacturing method of the solid electrolyte sheet whose remaining porosity defined by [(A-B) / A] x100 is 10% or more and 90% or less.
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