JP6916151B2 - 全固体電池の製造方法 - Google Patents
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Description
(a)正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる単位電池を2以上含む電池積層体を準備すること、ここで、前記正極集電体層、前記正極活物質層、前記固体電解質層、前記負極活物質層、及び前記負極集電体層のうちの少なくとも1層が、前記電池積層体の側面において、他の層よりも外方に延出している延出部を有し、かつ前記延出部間に隙間が形成されている;
(b)減圧を用いるキャピラリーアンダーフィル法によって、前記隙間に第1の樹脂を充填し、そして前記第1の樹脂を硬化させて、第1の樹脂層を形成すること;並びに
(c)射出成形法、トランスファー成形法、又はディッピング成形法によって、前記第1の樹脂層の側面及び前記電池積層体の側面を第2の樹脂で覆い、そして前記第2の樹脂を硬化させて、第2の樹脂層を形成すること。
本開示の全固体電池の製造方法は、下記工程を含む:
(a)正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる単位電池を2以上含む電池積層体を準備すること、ここで、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うちの少なくとも1層が、電池積層体の側面において、他の層よりも外方に延出している延出部を有し、かつ延出部間に隙間が形成されている;
(b)減圧を用いるキャピラリーアンダーフィル法によって、隙間に第1の樹脂を充填し、そして、第1の樹脂を硬化させて、第1の樹脂層を形成すること;並びに
(c)射出成形法、トランスファー成形法、又はディッピング成形法によって、第1の樹脂層の側面及び電池積層体の側面を第2の樹脂で覆い、そして第2の樹脂を硬化させて、第2の樹脂層を形成すること。
工程(a)では、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる単位電池を2以上含む電池積層体を準備する。ここで、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うちの少なくとも1層が、電池積層体の側面において、他の層よりも外方に延出している延出部を有し、かつ延出部間に隙間が形成されている。
工程(b)では、減圧を用いるキャピラリーアンダーフィル法によって、隙間に第1の樹脂を充填し、そして、第1の樹脂を硬化させて、第1の樹脂層を形成する。
工程(c)では、射出成形法、トランスファー成形法、又はディッピング成形法によって、第1の樹脂層の側面及び電池積層体の側面を第2の樹脂で覆い、そして第2の樹脂を硬化させて、第2の樹脂層を形成する。
射出成形法を用いる場合、例えば、金型中に、第1の樹脂層を有する電池積層体をセットし、そして液状の第2の樹脂を金型内に射出して、第1の樹脂層の側面及び電池積層体の側面を第2の樹脂で覆う。その後、第2の樹脂を硬化させることによって、第2の樹脂層を形成することができる。
トランスファー成形法を用いる場合、例えば、金型中に、第1の樹脂層を有する電池積層体をセットし、そして液状の第2の樹脂をプランジャー(トランスファー室)から金型内に注入して、第1の樹脂層の側面及び電池積層体の側面を第2の樹脂で覆う。その後第2の樹脂を硬化させることによって、第2の樹脂層を形成することができる。
ディッピング成形法を用いる場合、例えば、金型に液状の第2の樹脂を注入した後に、第1の樹脂層を有する電池積層体を金型中の第2の樹脂液中に浸漬させ、そして電池積層体を引き上げて、第1の樹脂層の側面及び電池積層体の側面を第2の樹脂で覆う。その後、第2の樹脂を硬化させることによって、第2の樹脂層を形成することができる。
上述した方法によって製造される本開示の全固体電池は、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる単位電池を2以上含む電池積層体を有し、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うちの少なくとも1層が、電池積層体の側面において、他の層よりも外方に延出している延出部を有し、かつ延出部間に隙間が形成されており、隙間に充填されている第1の樹脂層、並びに第1の樹脂層及び電池積層体の側面を覆っている第2の樹脂層を有する。
本開示において、電池積層体は、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる単位電池を2以上含む。すなわち、本開示において、電池積層体に含まれる単位電池の個数は、2以上であればよく、目的・用途に合わせて、随意に単位電池の個数を設定することができる。
正極集電体層に用いられる導電性材料は、特に限定されず、全固体電池に使用できるものを適宜採用されうる。例えば、正極集電体層に用いられる導電性材料は、SUS、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、チタン、又はカーボン等であってよいが、これらに限定されない。
正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含み、好ましくは後述する固体電解質をさらに含む。そのほか、使用用途や使用目的等に合わせて、例えば、導電助剤又はバインダー等の全固体電池の正極活物質層に用いられる添加剤を含むことができる。
固体電解質層は、少なくとも固体電解質を含む。固体電解質として、特に限定されず、全固体電池の固体電解質として利用可能な材料を用いることができる。例えば、固体電解質は、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、又はポリマー電解質等であってよいが、これらに限定されない。
ポリマー電解質としては、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド(PPO)、及びこれらの共重合体等が挙げられるが、これらに限定されない。
負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含み、好ましくは上述した固体電解質をさらに含む。そのほか、使用用途や使用目的等に合わせて、例えば、導電助剤又はバインダー等の全固体電池の負極活物質層に用いられる添加剤を含むことができる。
負極集電体層に用いられる導電性材料は、特に限定されず、全固体電池に使用できるものを適宜採用されうる。例えば、負極集電体層に用いられる導電性材料は、SUS、アルミニウム、銅、ニッケル、鉄、チタン、又はカーボン等であってよいが、これらに限定されない。
本開示の全固体電池は、第1の樹脂層及び第2の樹脂層を有する。
本開示において、全固体電池の種類としては、全固体リチウムイオン電池、全固体ナトリウムイオン電池、全固体マグネシウムイオン電池及び全固体カルシウムイオン電池等を挙げることができる。中でも、全固体リチウムイオン電池及び全固体ナトリウムイオン電池が好ましく、特に、全固体リチウムイオン電池が好ましい。
1e、1f、1g、1h、1j、1k、1l 正極集電体層
2a、2b、2c、2d 正極活物質層
2e、2f、2g、2h、2j、2k、2l 正極活物質層
3a、3b、3c、3d、 固体電解質層
3e、3f、3g、3h、3j、3k、3l 固体電解質層
4a、4b、4c、4d 負極活物質層
4e、4f、4g、4h、4j、4k、4l 負極活物質層
5a、5b、5c、5d 負極集電体層
5e、5f、5g、5h、5j、5k、5l 負極集電体層
6a、6b、6c、6d、6e、6f、6g、6h、6j、6k、6l 単位電池
10、20 電池積層体
11、21 第1の樹脂層
12、22 第2の樹脂層
30b 固体電解質層3bの延出部
30c 固体電解質層3cの延出部
100 全固体電池
Claims (1)
- 下記の工程を含む全固体電池の製造方法:
(a)正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層を、この順で積層してなる単位電池を2以上含む電池積層体を準備すること、ここで、前記正極集電体層、前記正極活物質層、前記固体電解質層、前記負極活物質層、及び前記負極集電体層のうちの少なくとも1層が、前記電池積層体の側面において、他の層よりも外方に延出している延出部を有し、かつ前記延出部間に隙間が形成されている;
(b)減圧を用いるキャピラリーアンダーフィル法によって、前記隙間に第1の樹脂を充填し、そして、前記第1の樹脂を硬化させて、第1の樹脂層を形成すること;並びに
(c)射出成形法、トランスファー成形法、又はディッピング成形法によって、前記第1の樹脂層の側面及び前記電池積層体の側面を第2の樹脂で覆い、そして前記第2の樹脂を硬化させて、第2の樹脂層を形成すること。
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JP2018120832A JP6916151B2 (ja) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 全固体電池の製造方法 |
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JP2018120832A Active JP6916151B2 (ja) | 2018-06-26 | 2018-06-26 | 全固体電池の製造方法 |
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