JP6729236B2 - 積層型全固体電池の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、積層型全固体電池の製造方法に関する。

自動車業界において、環境に対する問題意識の高まりから、電気自動車、ハイブリッド自動車等の開発が行われており、高電圧の二次電池に対する要求が強くなってきている。一方、携帯用電子機器の分野では、その普及・発展に伴って、小型、軽量であって、且つ長時間の連続稼働が可能な高容量の二次電池が求められている。

高電圧・高容量の電池を得るためには、例えば、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体層から成る単位電池の多数を積層して積層型の電池とする技術が知られている。

このような積層型電池においては、積層された各単位電池の集電タブを、正極タブ、負極タブごとに集束することにより、集電タブの占有スペースを縮小し、電池全体の体積エネルギー密度を高める工夫がなされている。

しかしながらここで、例えば正極集電体層の集電タブを集束するために折り曲げたときに、負極集電体層又は負極活物質層と接触して短絡を生じることがある。この短絡は、一方の電極の集電体層の面積が他方の電極の集電体層の面積よりも大きく形成されているときに顕著である。

図１に、上記の短絡を視覚的に理解するための概略図を示した。図１（ａ）は、積層型全固定電池を該電池の積層方向から見た上面図であり、図１（ｂ）及び（ｃ）は、それぞれ、図１（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

以下、各層が積層されている方向、つまり、図１（ａ）における紙面に垂直な方向、図１（ｂ）及び（ｃ）における紙面の上下方向を電池の積層方向と定義し、この方向からの観察を平面視とし、該平面視方向と直行する方向からの観察を側面視として参照する場合がある。

図１（ｂ）には、第１の集電体層１１、第１の活物質層１３、固体電解質層３０、第２の活物質層２３、及び第２の集電体層２１（積層型全固体電池の側方に延出する第２の集電タブ２１ａを有する）をこの順に有する単位電池１、並びに該単位電池１の積層体である全固体電池１００の積層構造が示されている。図１（ｂ）の全固体電池１００は、単位電池１が、表裏を入れ替えながら積層され、隣接する２つの単位電池１の間で第１の集電体層１１又は第２の集電体層２１を共有している。

上記図１（ｂ）における第１の集電体層１１は、図１（ａ）に示すように積層型全固体電池の側方に延出する第１の集電タブ１１ａを有するが、該第１の集電タブ１１ａは図示されていない（図１（ｃ）においても同様）。

図１の積層型全固体電池１００は、積層方向に垂直な方向から見た平面視（図１（ａ））において、第１の集電体層１１の面積の方が、第２の集電体層２１の面積よりも大きい。ただし図１（ａ）において、第１の集電タブ１１ａ及び第２の集電タブ２１ａ以外の領域では、第１の集電体層１１上に第１の活物質層１３を介して形成された固体電解質層３０と、第２の集電体層２１上に形成された第２の活物質層２３と、が見えている。

図１（ｂ）は、集束のために第２の集電タブ２１ａを折り曲げた状態を示す。

この積層型全固体電池において、収束のために折り曲げられた第２の集電タブ２１ａが、面積がより大きい第１の集電体層１１、及びこの上に形成された第１の活物質層１３のうちの少なくとも一部と接触して短絡を起こす危険がある（図１（ｂ））。第１の集電体層１１及び第１の活物質層１３は、固体電解質層３０によって被覆され、短絡の回避が図られているが、固体電解質層３０の一部が欠落した場合には、その欠落箇所において短絡の危険を生じ得る。

しかしながら上記の短絡は、例えば、図１（ｃ）に示すように絶縁部１２０を形成することによって防ぐことができる。

この点、特許文献１には、正極集電リード（正極集電タブ）及び負極集電リード（負極集電タブ）の少なくとも一方における折り曲げ部の内側に絶縁層を形成する技術が開示されている（請求項５）。特許文献１には、上記絶縁層を、例えば、絶縁性樹脂の塗工、絶縁性樹脂から成るテープの貼付等によって形成できると説明されている。

特開２０１２−１６４４７０号公報

上記特許文献１において絶縁層を形成すべき箇所は比較的狭い領域であり、電池の内部抵抗をできるだけ低くするとの観点からは、当該領域を越えて絶縁層を形成しないことが好ましい。

上記の絶縁層の形成を、集電タブに絶縁性樹脂又はこれを含有する塗工液を塗ること（塗工法）によって行う場合、該絶縁層を狭い領域に正確に形成するためには、例えば、間欠塗工等の技術の適用を要し、大型の塗工装置が必要となり、製造工程の複雑化を招く。

一方、絶縁層の形成をテープの貼付による場合には、狭い領域に正確なテープ貼付を高速で行うことが困難であるため、製造に要する時間が長くなるとの問題を招く。

そこで本発明は、一方の集電体層の集電タブと、他方の集電体層又は活物質層との間の短絡を防止するための絶縁部を、簡易な方法によって必要な部分のみに形成することのできる、積層型全固体電池の製造方法を提供することを目的とする。

本発明は、以下のとおりに要約される。

積層型全固体電池の製造方法であって、
固体電解質層、第１の活物質層、前記積層型全固体電池の側方に延出する第１の集電タブを有する第１の集電体層、第１の活物質層、及び固体電解質層がこの順で積層された第１の積層体を準備すること、
前記第１の積層体の端部に絶縁体塗工液を塗布して絶縁部を形成すること、
前記絶縁部を形成した第１の積層体と、第２の活物質層と、前記積層型全固体電池の側方に延出する第２の集電タブを有する第２の集電体層と、を積層して、第２の集電タブを有する第２の集電体層、第２の活物質層、固体電解質層、第１の活物質層、第１の集電タブを有する第１の集電体層、第１の活物質層、固体電解質層、及び第２の活物質層がこの順で積層された第２の積層体を複数有する電池構造体を準備すること、及び
前記電池構造体における複数の第２の集電体からそれぞれ延出する複数の第２の集電タブを接合すること
を含み、
前記第１の積層体における前記絶縁部を形成する端部が、前記全固体電池における積層方向から見たときに、前記第２の集電タブに相当する位置に存在し、
前記絶縁体塗工液の塗布を、
前記絶縁体塗工液が収納された容器本体中に、近接して対向配置された２枚の板状部材を有し、前記２枚の板状部材に挟まれた部分の塗工液の液面が、毛細管現象によって容器本体中の他の部分の絶縁体塗工液の液面よりも高くなるように構成された塗工装置を用いて、
前記液面が高くなった絶縁体塗工液部分に、前記第１の積層体の絶縁部を形成する端部を浸漬することによって行う、
前記積層型全固体電池の製造方法。

本発明によれば、一方の電極の集電タブと他方の電極との短絡を防止するための絶縁部を、簡易な方法によって必要な部分のみに形成することのできる積層型全固体電池の製造方法が提供される。

図１は、従来技術を説明するための概略図である。 図２は、第１の積層体に絶縁部が形成された状態を示す概念図である。 図３は、第１の積層体が有する絶縁部の長さｌ及び幅ｗ、並びに第２の集電タブの長さｍの測定方向を示す説明図である。 図４は、本発明における第１の積層体の一例を説明するための概念図である。 図５は、本発明における塗工装置の一例を説明するための概念図である。 図６は、本発明における塗工装置の別の一例を説明するための概念図である。 図７は、第１の積層体を塗工液に浸漬した状態を示す概念図である。 図８は、積層体クランプ機構及び昇降機構を備える塗工装置の一例を示す概念図である。 図９は、第２の積層体の層構成を説明するための概略断面図である。

以下、本発明の積層型全固体電池の製造方法について、その好ましい実施形態（以下、「本実施形態」という。）を例として詳説する。

＜積層型全固体電池の製造方法＞
本実施形態における積層型全固体電池の製造方法は、
積層型全固体電池の製造方法であって、
固体電解質層、第１の活物質層、前記積層型全固体電池の側方に伸びる第１の集電タブを有する第１の集電体層、第１の活物質層、及び固体電解質層がこの順で積層された第１の積層体を準備すること（第１の積層体準備工程）、
前記第１の積層体の端部に絶縁体塗工液を塗布して絶縁部を形成すること（絶縁部形成工程）、
前記絶縁部を形成した第１の積層体と、第２の活物質層と、前記積層型全固体電池の側方に延出する第２の集電タブを有する第２の集電体層と、を積層して、第２の集電タブを有する第２の集電体層、第２の活物質層、固体電解質層、第１の活物質層、第１の集電タブを有する第１の集電体層、第１の活物質層、固体電解質層、及び第２の活物質層がこの順で積層された第２の積層体を複数有する電池構造体を準備すること（電池構造体準備工程）、及び
前記電池構造体における複数の第２の集電体からそれぞれ延出する複数の第２の集電タブを接合すること（集電タブ接合工程）
を含み、
前記第１の積層体における前記絶縁部を形成する端部が、前記全固体電池における積層方向から見たときに、前記第２の集電タブに相当する位置に存在し、
前記絶縁体塗工液の塗布を、
前記絶縁体塗工液が収納された容器本体中に、近接して対向配置された２枚の板状部材を有し、前記２枚の板状部材に挟まれた部分の塗工液の液面が、毛細管現象によって容器本体中の絶縁体塗工液の液面よりも高くなるように構成された塗工装置を用いて、
前記液面が高くなった塗工液部分に、前記第１の積層体の絶縁部を形成する端部を浸漬することによって行う
ことを特徴とする。

本実施形態の方法によって製造される積層型全固体電池は、複数の単位電地の積層体であってよい。単位電池は、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、及び正極集電体層が、この順で積層された積層体である。積層型全固体電池において、隣接する単位電池は、負極集電体層若しくは正極集電体層又はこれらの双方を共有する構成であってよい。積層型全固体電池は、例えば、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層の積層順で、正極集電体層を共有して表裏が逆転する２種類の単位電池を有していてもよい。該積層型全固体電池は、ラミネート、缶等の外装体内に収納されていてもよい。

上記の第１の集電体層及び第２の集電体層は、それぞれ、集電タブを有する。この集電タブは、集電体層と好ましくは一体の材料から形成されており、該集電体層から面方向（積層型全固体電池の側方）に伸び、該電池から発する電流を外部へ取り出すための端子として働く。

上記第１の集電体層が有する第１の集電タブと、第２の集電体層が有する第２の集電タブとは、積層型全固体電池における積層方向から見た平面視において、互いに重なり合わない位置及び大きさで存在することが好ましい。

本実施形態の積層型全固体電池の製造方法において、絶縁部が形成される第１の積層体は、固体電解質層、第１の活物質層、第１の集電体層、第１の活物質層、及び固体電解質層を、この順に有する。該第１の積層体における第１の活物質層は、正極活物質層であっても負極活物質層であってもよい。積層型全固体電池においては、負極活物質層の方のサイズが大きいことが多いため、第１の積層体に含まれる第１の活物質層を負極活物質層として、該負極活物質層を有する第１の積層体に絶縁部を形成することが、実際の実施態様に適う点で好ましい。同様に、正極活物質層の方が大きい場合には、第１の積層体に含まれる第１の活物質層を正極活物質層として、該正極活物質層を有する第１の積層体に絶縁部を形成することが好ましい。第１の活物質層と第２の活物質層とが同じ大きさなら、両方に絶縁部を成形してよい。

図２に第１の積層体における絶縁部の形状を示す。図２（ａ）は積層方向から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）を紙面の右側から見たときの側面図である。

図２の第１の積層体１０は、図２（ａ）の右下の領域に絶縁部１２０を有する。この絶縁部１２０の形成位置は、全固体電池となったときの積層方向から見たときに第２の集電体層が有する第２の集電タブに相当する位置である。

図２（ｂ）を見ると、絶縁部１２０は、「コ」の字状を形成している。図２（ｂ）においては、絶縁部１２０の形成された部分の積層方向の合計厚さが、絶縁部１２０を形成されていない領域の積層方向の厚さよりも厚くなっている。これを避けるために、第１の集電体層のうちの絶縁部を形成する部分に、第１の活物質層を形成しない態様も、好ましい。この場合の側面図を図２（ｃ）に示した。

図３（ａ）に第１の積層体１０が有する絶縁部１２０の長さｌ及び幅ｗの測定方向を示した。図３（ｂ）に、第２の集電体層２１から伸びる第２の集電タブ２１ａの長さｍの測定方向を示した。

第１の積層体１０が有する絶縁部１２０の長さｌは、第２の集電タブ２１ａの長さｍを基準として、例えば、ｍ＋１ｍｍ以上ｍ＋２ｍｍ以下とすることができる。絶縁部の幅ｗは、例えば０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下とすることができる。絶縁部の塗布厚さは、例えば０．０５ｍｍ以上０．１ｍｍ以下とすることができる。

以下、本実施形態の積層型全固体電池の製造方法について工程ごとに詳説する。

［第１の積層体準備工程］
本実施形態の積層型全固体電池の製造方法における第１の積層体準備工程では、第１の積層体を準備する。

図４に、第１の積層体の構成を示した。図４（ａ）は該積層体を積層方向から見た平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図４に示した第１の積層体１０は、固体電解質層３０、第１の活物質層１３、第１の集電体層１１、第１の活物質層１３、及び固体電解質層３０をこの順に有する積層体である(図４（ｂ））。

図４の第１の積層体１０における第１の集電体層１１は、該積層体１０の平面視において、該第１の集電体層１１から面方向に伸びる第１の集電タブ１１ａを有する。ただし図４（ａ）においては、平面視における最外層である固体電解質層３０と、突出した第１の集電タブ１１ａのみが見えている。

図４の第１の積層体１０の第１の集電タブ１１ａは、図４（ａ）の平面図において、下方の左側によった位置に形成されている。該図の右側下方の領域は空いている。この空いた領域には第２の集電体層が有する第２の集電タブが位置することとなり、この位置に、短絡を回避するための絶縁部を形成するのである。

第１の積層体は、例えば、下記の方法のいずれかによって形成することができる：
（１）第１の集電体層の上に第１の活物質を含有するスラリー（第１の活物質スラリー）を塗工した後に、これを乾燥又は仮焼成して第１の活物質層を得て、次に、該第１の活物質層の上に固体電解質（及び好ましくはバインダー）を含有するスラリー（固体電解質スラリー）を塗工し、これを乾燥又は焼成することにより固体電解質層を得る、ウェット・オン・ドライ方式の製造方法；
（２）第１の集電体層の上に第１の活物質スラリーを塗工して活物質スラリー層を形成し、この上に固体電解質スラリーを塗工して固体電解質スラリー層を形成し、これらを乾燥又は焼成することにより第１の活物質層及び固体電解質層を得る、ウェット・オン・ウェット方式の製造方法；並びに
（３）第１の集電体層の上に、個別に乾燥又は焼成した第１の活物質層及び固体電解質層を積層した後に、この積層体をプレスする、積層プレス方式の製造方法。

［絶縁部形成工程］
次いで、上記第１の積層体の端部に絶縁体塗工液を塗布して絶縁部を形成する。

本工程における絶縁体塗工液の塗布は、
絶縁体塗工液が収納された容器本体中に、近接して対向配置された２枚の板状部材を有し、前記２枚の板状部材に挟まれた部分の塗工液の液面が、毛細管現象によって容器本体中の他の部分の絶縁体塗工液の液面よりも高くなるように構成された塗工装置を用いて、
前記液面が高くなった絶縁体塗工液部分に、前記第１の積層体の絶縁部を形成する端部を浸漬することによって、行うことができる。

（塗工装置）
絶縁部形成工程で用いられる塗工装置は、絶縁体塗工液が収納された容器本体中に、近接して対向配置された２枚の板状部材を有し、前記２枚の板状部材に挟まれた部分の絶縁体塗工液の液面が、毛細管現象によって容器本体中の他の部分の絶縁体塗工液の液面よりも高くなるように構成される。

容器本体は、上記２枚の板状部材、及び絶縁体塗工液を収納することができ、第１の積層体の所定の箇所に、浸漬法によって塗工液を塗布することができる大きさ及び形状を有することが好ましい。

上記塗工装置において、２枚の板状部材に挟まれた部分の絶縁体塗工液は、容器本体中の塗工液の液面よりも高くするのは毛細管現象による。従って、塗工装置におけるこれら２枚の板状部材の間の距離は、毛細管現象が発現し得る距離に設定される。

この距離は、使用する絶縁体塗工液の表面張力、絶縁体塗工液の密度、塗工装置材料に対する濡れ性等に応じて適宜に設定されるべきである。例えば、０．１ｍｍ以上３ｍｍ以下の距離を例示することができる。

塗工装置において、容器本体中に収納された絶縁体塗工液の液面の高さと、２枚の板状部材に挟まれた部分の絶縁体塗工液の液面の高さと、の差は、例えば、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下に設定することが適切である。第１の積層体に形成される絶縁部の幅ｗは、２枚の板状部材に挟まれた部分の絶縁体塗工液の高さと、第１の積層体の相対距離と、更に第１の積層体が挿入されたことによって生ずる第１の積層体と２枚の板状部材との間の表面張力によって決まる。

２枚の板状部材は、毛細管現象による絶縁体塗工液面の上昇を起こし得る限り、その余の構成は任意である。２枚の独立した板から構成されていてもよいし、底部が他の部材によって連結された、例えば「コ」の字状に一体化された部材であってもよい。

板状部材の最上部の高さは、毛細管現象によって上昇した絶縁体塗工液を挟持することができる限り制限されない。板状部材の最上部の高さは、容器本体の最上部と同じであってもよいし、これよりも高くても低くてもよい。板状部材の幅（奥行）は、容器本体に収納できる程度には小さく、且つ、形成すべき絶縁部の長さと同じであるかこれよりも大きいことが好ましい。板状部材の厚さは任意である。

塗工装置の容器本体及び板状部材の材料は、絶縁体塗工液に耐え得る限り任意である。例えば、金属、樹脂等であることができる。

図５に、本実施形態における塗工装置の一例を示した。図５（ａ）は該塗工装置の正面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図５の塗工装置５０は、箱状の容器本体５１中に、２枚の板状部材５２が近接して対向配置した状態で挿入されている。これらの板状部材５２は、それぞれ独立した別個の２部材から構成されている。これら板状部材５２は、容器本体５１中に挿入配置された状態で容器本体５１の底部と接触している。板状部材５２と容器本体５１とは、接着されていてもいなくてもよい。

このような図５の塗工装置５０に絶縁体塗工液６０を注入すると、２枚の板状部材５２間の絶縁体塗工液の液面６１が、毛細管現象によって他の部分の液面よりも高くなる（図５（ｂ））。

図６に、本実施形態における塗工装置の別の一例を示した。図６（ａ）は該塗工装置の正面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。

図６の塗工装置５０における２枚の板状部材５２は、近接して対向配置した状態で底部が他の部材によって連結され、「コ」の字状に一体化した部材として構成されている（図６（ｂ））。この「コ」の字状の部材が、容器本体５１の底部に至らない状態で該容器本体５１中に挿入されている。この「コ」の字状の部材は、適当な支持部材によって容器本体５１に固定されていてもよいし、固定されていなくてもよい。

図６の塗工装置５０に絶縁体塗工液６０を注入すると、「コ」の字状部材における２枚の板状部材５２間の絶縁体塗工液の液面６１が、毛細管現象によって他の部分の液面よりも高くなる（図６（ｂ））。

（絶縁体塗工液）
絶縁部形成工程で用いられる絶縁体塗工液は、これを第１の積層体の端部に塗布することにより、該端部に絶縁部を形成する機能を有する。従ってこの絶縁体塗工液は、塗布された後に絶縁部となる材料を含有することができる。

本工程で形成される絶縁部の材料としては、例えば、ＵＶ硬化樹脂、エポキシ樹脂等の絶縁性樹脂を挙げることができる。本工程で使用される絶縁体塗工液は、絶縁性樹脂、及び該樹脂を溶解する溶媒を含有することが好ましい。絶縁体塗工液における樹脂濃度は、例えばＵＶ硬化樹脂の場合には７０質量％〜１００質量％、エポキシ樹脂の場合には３０質量％〜７０質量％とすることが、絶縁体塗工液の表面張力等が調節されて毛細管現象による液面の上昇が適切な程度となる観点から好ましい。

（絶縁体塗工液への浸漬）
絶縁部形成工程において、上記の絶縁体塗工液を第１の積層体の端部に塗布するには、上述したような塗工装置を用いて、上記液面が高くなった絶縁体塗工液の部分に、前記第１の積層体の絶縁部を形成する端部を浸漬することによって、行うことができる。

本工程においては、上記の方法により、上記第１の積層体のうちの、全固体電池における各層の積層方向から見たときに第２の集電タブに相当する位置に絶縁部を形成する。

絶縁部は、第１の積層体の所定箇所を塗工装置中の絶縁体塗工液に浸漬し、必要に応じて乾燥工程を行うことにより、形成することができる。

第１の積層体の絶縁体塗工液への浸漬の態様の一例を図７に示した。図７（ａ）は浸漬時の状態の正面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＡ−Ａ線断面を紙面右方向から見た図である。図７において、第１の積層体１０は、全固体電池となったときの積層方向から見たときに第２の集電体層の集電タブに相当する位置が、２枚の板状部材５２に挟まれる状態にある。

図７の浸漬状態において、第１の積層体１０は、第１の集電タブ１１ａ以外の部分が容器本体５１の最上部に近接する位置まで下降している。容器本体５１の最上部を、第１の積層体１０の下降を所定位置で停止するストッパーとして適用してもよい。この状態で、第１の積層体１０の多くの部分は絶縁体塗工液６０と接触しない（図７（ａ））。しかしながら、２枚の板状部材５２に挟まれた部分は、毛細管現象によって液面６１が上昇した部分で絶縁体塗工液と接触しているから、この部分に絶縁体塗工液が塗布される（図７（ｂ））。

この塗布により、２枚の板状部材５２に挟まれた液面６１の部分の絶縁体塗工液は、第１の積層体１０に塗布された分だけ減少する。しかし、減少分は容器本体５１から直ちに補充され、毛細管現象によって液面の上昇が起こるから、再び本工程に供することができる。塗布液補充機構により、一定時間ごとに塗工液を補充することとしてもよい。

以上の方法により、第１の積層体の所定の位置に絶縁部を形成することができる。

（塗工装置の任意的構成要素）
本工程において使用される塗工装置は、上記のような容器本体及び板状部材の他に、塗工時に積層体を保持するための積層体クランプ機構、該積層体クランプ機構を上下して積層体の所定箇所を絶縁体塗工液中に浸漬するための昇降機構、塗工液乾燥機構、塗工液補充機構等を、更に備えていてもよい。

図８に、積層体クランプ機構７０及び昇降機構７１を備える塗工装置５０の一例を示した。図８の塗工装置５０は、該塗工装置５０の積層体クランプ機構７０に第１の積層体１０を装着したときの側面図である。

［電池構造体準備工程］
次いで、上記のように絶縁部を形成した第１の積層体と、第２の活物質層と、前記積層型全固体電池の側方に延出する第２の集電タブを有する第２の集電体層と、を積層して、第２の積層体を複数有する電池構造体を準備する。

本工程における第２の積層体の層構成を、図９に示した。図９は、本実施形態における積層型全固体電池１００における第２の積層体２０の層構成を、上述の第１の積層体１０の層構成とともに示した概略断面図である。

図９の積層型全固体電池１００における第２の積層体２０は、第２の集電タブ２１ａを有する第２の集電体層２１、第２の活物質層２３、固体電解質層３０、第１の活物質層１３、第１の集電タブ１１ａ（図示せず）を有する第１の集電体層１１、第１の活物質層１３、固体電解質層３０、及び第２の活物質層２３が、この順で積層された積層体である。図９から明らかなように、この第２の積層体２０は、第１の積層体１０を包含する。

本工程で準備される電池構造体は、上記のような積層構造の第２の積層体を複数有する。電池構造体は、第２の積層体を複数準備したうえでこれらを積層する方法によって形成してもよいし、第１の積層体と、第２の活物質層と、第２の集電体層と、を順次に積層した結果として、第２の積層体を複数有する電池構造体を得てもよい。

上記のように電池構造体を得た後、該電池構造体を加熱しながら加圧してもよい。電池
構造体を加圧するときの圧力は例えば１０ＭＰａとすることができ、加熱温度は例えば１
００℃〜１４０℃とすることができる。

［集電タブ接合工程］
最後に、上記電池構造体における複数の第２の集電体からそれぞれ伸びる複数の第２の集電タブを接合することにより、積層型全固体電池を得ることができる。

第２の集電タブの接合は、該集電タブを収束したうえで、例えば、レーザー溶接、ＭＩＧ溶接、ＴＩＧ溶接、電子ビーム溶接、超音波接合等の適宜の接合方法によって行うことができる。複数の第２の集電タブをまとめるとき、そのうちの少なくも一部必要に応じて折り曲げてもよい。

以上の方法により、本実施形態における積層型全固体電池を得ることができる。

＜各層の構成成分＞
以下、本実施形態の方法によって製造される積層型固体電池の各層の具体的な構成成分につき、順に説明する。

［集電体層］
正極集電体層を構成する材料としては、例えば、ステンレス（ＳＵＳ），Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｚｎ等を；
負極集電体層を構成する材料としては、例えば、ＳＵＳ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｎ等を；
それぞれ使用することができる。

［活物質層］
第１の活物質層及び第２の活物質層は、それぞれ、正極活物質層及び負極活物質層であることができる。第１の活物質層が正極活物質層であるとき第２の活物質層は負極活物質層であり、第１の活物質層が負極活物質層であるとき第２の活物質層は正極活物質層である。正極活物質層及び負極活物質層は、それぞれ、各極用の活物質を含み、好ましくは更に、固体電解質、バインダー、及び導電材を含有する。

（正極活物質層）
本実施形態における単位電池における正極活物質層には、例えば、コバルト酸リチウムに代表される公知の正極活物質を適宜用いることができる。固体電解質としては、硫化物系固体電解質を好適に使用することができる。バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）に代表されるフッ素原子含有樹脂等を使用することができる。導電材としては、カーボンナノファイバー（例えば昭和電工（株）製のＶＧＣＦ等）、アセチレンブラック等の公知の導電材を挙げることができる。

（負極活物質層）
負極活物質層には、例えば、グラファイトに代表される公知の負極活物質を適宜用いることができる。負極活物質層における固体電解質及びバインダーとしては、それぞれ、正極活物質層に使用できるものとして上述した材料を適宜用いることができる。負極活物質層における導電材としては、アセチレンブラック等の公知の導電材を挙げることができる。

［固体電解質］
本実施形態における固体電解質層は、固体電解質を含み、好ましくは更にバインダーを含有する。固体電解質層における固体電解質としては、正極活物質層に使用できるものとして上述した材料を用いることができる。バインダーとしてはブタジエンゴム（ＢＲ）が好適である。

１ 単位電池
１０ 第１の積層体
１１ 第１の集電体層
１１ａ 第１の集電タブ
１３ 第１の活物質層
２０ 第２の積層体
２１ 第２の集電体層
２１ａ 第２の集電タブ
２３ 第２の活物質層
３０ 固体電解質層
５０ 塗工装置
５１ 容器本体
５２ 板状部材
６０ 絶縁体塗工液
６１ 上昇した絶縁体塗工液の液面
７０ 積層体クランプ機構
７１ 昇降機構
１００ 積層型全固体電池
１２０ 絶縁部
ｗ 絶縁部の幅
ｌ 絶縁部の長さ
ｍ 第２積層体の集電タブの長さ

Claims (2)

1. 積層型全固体電池の製造方法であって、
   固体電解質層、第１の活物質層、前記積層型全固体電池の側方に伸びる第１の集電タブを有する第１の集電体層、第１の活物質層、及び固体電解質層がこの順で積層された第１の積層体を準備すること、
   前記第１の積層体の端部に絶縁体塗工液を塗布して絶縁部を形成すること、
   前記絶縁部を形成した前記第１の積層体と、第２の活物質層と、前記積層型全固体電池の側方に延出する第２の集電タブを有する第２の集電体層と、を積層して、前記第２の集電タブを有する前記第２の集電体層、前記第２の活物質層、前記固体電解質層、前記第１の活物質層、前記第１の集電タブを有する前記第１の集電体層、前記第１の活物質層、前記固体電解質層、及び前記第２の活物質層がこの順で積層された第２の積層体を複数有する電池構造体を準備すること、及び
   前記電池構造体における複数の前記第２の集電体層からそれぞれ延出する複数の前記第２の集電タブを接合すること
   を含み、
   前記第１の積層体における前記絶縁部を形成する端部が、前記積層型全固体電池における積層方向から見たときに、前記第２の集電タブに相当する位置に存在し、
   前記絶縁体塗工液の塗布を、
   前記絶縁体塗工液が収納された容器本体中に、近接して対向配置された２枚の板状部材を有し、前記２枚の板状部材に挟まれた部分の絶縁体塗工液の液面が、毛細管現象によって容器本体中の他の部分の前記絶縁体塗工液の液面よりも高くなるように構成された塗工装置を用いて、
   前記液面が高くなった前記絶縁体塗工液の部分に、前記第１の積層体の絶縁部を形成する端部を、
   
   浸漬することによって行う、
   前記積層型全固体電池の製造方法。
2. 前記電池構造体における複数の前記第２の集電体層からそれぞれ延出する複数の前記第２の集電タブを集束して接合することを含んでおり、かつ
   前記積層方向から見たときに、前記第２の集電体層及び前記第２の活物質層が、前記第１の集電体層及び前記第１の活物質層の外周の内側に配置されている、
   請求項１に記載の積層型全固体電池の製造方法。

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