JP6950005B2 - 固体電池および固体電池の製造方法 - Google Patents
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Description
以下、本発明の固体電池の一実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る固体電池の断面を示す説明図である。図1に示すように固体電池1は、電池本体10と、負極集電体50と、正極集電体60とを備える。なお、本明細書において、固体電池とは電池を全固体化したものをいう。
次に、本発明の一実施形態に係る固体電池1の製造方法について、図面を参照しながら説明する。図8は、本発明の一実施形態に係る固体電池の製造方法を示す説明図である。図9は、本発明の一実施形態に係る固体電池の製造方法における、切断工程の一例を示す説明図である。図8に示すように、固体電池1の製造方法は、固体電解質材塗布工程と、圧接接合工程と、切断工程とを含む。
本実施形態に係る固体電解質材塗布工程は、アルミニウム層31を形成するためのアルミニウム板上に固体電解質材を塗布して、固体電解質層40を形成する工程である。固体電解質材を塗布する方法としては、例えば、ダイコート法、スプレーコート法、転写シート法、ディップコート法、スクリーン印刷法等を挙げることができる。
本実施形態に係る圧接接合工程は、アルミニウム層31を形成するためのアルミニウム板の固体電解質層40が形成された一面上に、正極電極層20を配置するとともに、アルミニウム板の固体電解質層40が形成されていない他面上に、リチウム層32を形成するためのリチウム板を配置して得られる積層体を圧接接合することにより、固体電池1を得る工程である。
切断工程は、圧接接合された電池本体を、所定長さに切断する工程である。図9に示すように、本実施形態においては、切断工程は、圧接接合された電池本体10を、圧縮しながら所定長さに切断する工程である。
厚みが100μmのアルミニウム箔と、厚みが100μmのリチウム箔とを重ね合わせて、実施例1の負極電極層とした。
アルミニウム−リチウム合金粉末をプレス成型して比較例1の負極電極層とした。
負極電極層における、リチウムとアルミニウムとの合計を100mol%とした場合に、リチウムがそれぞれ38mol%(実施例2)、44mol%(実施例3)、50mol%(実施例4)60mol%(実施例5)、80mol%(実施例6)となるようにアルミニウム板と、リチウム板とを重ね合わせて、実施例2〜実施例6の負極電極層とした。
予めアルミニウム板の上に固体電解質層を塗工した電極に対し、正極層を塗工した電極を重ね、一軸プレスにて4.5ton/cm2の加圧力にて加圧成形した。その後、リチウム板を負極電極層の下部に配置し、1ton/cm2の加圧力にて加圧成形し、固体電池を作製した。負極電極層としては、厚みが100μmのアルミニウム板と、厚みが100μmのリチウム板とを用いた。
ハードカーボン(負極活物質)と固体電解質とを55:45wt%の比率で混合した合材電極を、一軸プレスにて3ton/cm2の加圧力にて成形した。成形後の負極電極層に固体電解質層を塗工した。その後、正極層を塗工した電極を重ね、一軸プレスにて4.5ton/cm2の加圧力にて加圧成形し、固体電池を作製した。
20 正極電極層
30 負極電極層
31 アルミニウム層
32 リチウム層
33 アルミニウム−リチウム合金層
40 固体電解質層
Claims (3)
- 正極電極層と、アルミニウム層およびリチウム層を備える負極電極層と、前記正極電極層と前記負極電極層との間に配置される固体電解質層と、を備える固体電池の製造方法であって、
前記アルミニウム層を形成するためのアルミニウム板上に固体電解質材を塗布して、前記固体電解質層を形成する、固体電解質材塗布工程と、
前記アルミニウム板の前記固体電解質層が形成された一面上に、前記正極電極層を配置するとともに、前記アルミニウム板の前記固体電解質層が形成されていない他面上に、前記リチウム層を形成するためのリチウム板を配置して得られる積層体を、圧接接合することにより固体電池を得る、圧接接合工程と、
を備える固体電池の製造方法。 - 前記圧接接合された固体電池を、圧縮しながら所定長さに切断する、切断工程を更に備える請求項1に記載の固体電池の製造方法。
- 前記圧接接合工程は、ロールプレス法によって行われる請求項1または2に記載の固体電池の製造方法。
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