JP7123101B2 - 複合電極の製造方法および固体バッテリの製造方法 - Google Patents
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Description
該方法は、
複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含む電極スラリーを準備するステップと、
電極スラリーを基板に塗布するステップと、
電極スラリーを乾燥して、電極コーティングを形成するステップと、
電極コーティングを圧縮して、圧縮された電極コーティングを形成するステップと、
液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けるステップと、
熱処理を実施して、ガラス前駆体を、複数の孔を含む固体多孔性電気絶縁材料に転換するステップとを含む。
第2基板の上に、複数の活性カソード材料粒子、電気伝導性添加物および第2ガラス前駆体を少なくとも含む圧縮されたカソードコーティングを形成するステップと、
第3ガラス前駆体を、アノードコーティングおよびカソードコーティングの少なくとも一方の上に設けるステップと、
第3ガラス前駆体を70℃~150℃の範囲の温度で乾燥し、これにより予め定めた厚さを有するガラス層を形成するステップと、
その後、圧縮されたカソードコーティング、圧縮されたカソードコーティングおよびガラス層を150℃~500℃の範囲の温度に加熱し、これにより第1ガラス前駆体、第2ガラス前駆体およびガラス層を、複数の孔を含む固体多孔性材料に転換するステップと、
液体電解質材料を用いて、複数の孔を少なくとも部分的に充填するステップと、
液体電解質材料を乾燥し、これにより複数の孔の内面に固体電解質材料を形成し、これにより複合カソード、複合電解質層および複合アノードを形成するステップとを含む。
Claims (9)
- 複合電極を製造する方法であって、
複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含む電極スラリーを準備するステップと、
電極スラリーを基板に塗布するステップと、
電極スラリーを乾燥して、電極コーティングを形成するステップと、
電極コーティングを圧縮して、圧縮された電極コーティングを形成するステップと、
液体または粘性のガラス前駆体を、複数の活性電極材料粒子の間にある空間に設けるステップと、
熱処理を実施して、ガラス前駆体を、複数の孔を含む固体多孔性電気絶縁材料に転換するステップと、
該複数の孔の内面を固体電解質材料で覆うステップと、を含み、
複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物によって形成された網状組織内に存在する開口または空間は、固体電解質材料で覆われた複数の孔の内面を有する電気絶縁材料で充填され、これにより複合電極にイオン表面拡散の連続的経路を提供する、方法。 - 複合電極を製造する方法であって、
液体または粘性のガラス前駆体、複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含む電極スラリーを準備するステップと、
電極スラリーを基板に塗布するステップと、
電極スラリーを乾燥して、電極コーティングを形成するステップと、
電極コーティングを圧縮して、圧縮された電極コーティングを形成するステップと、
熱処理を実施して、ガラス前駆体を、複数の孔を含む固体多孔性電気絶縁材料に転換するステップと、
該複数の孔の内面を固体電解質材料で覆うステップと、を含み、
複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物によって形成された網状組織内に存在する開口または空間は、固体電解質材料で覆われた複数の孔の内面を有する電気絶縁材料で充填され、これにより複合電極にイオン表面拡散の連続的経路を提供する、方法。 - 液体または粘性のガラス前駆体を、複数の活性電極材料粒子の間にある空間に設けるステップは、液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けることを含む請求項1記載の方法。
- 液体または粘性のガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに設けるステップは、
ガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに塗布することと、
ガラス前駆体を、圧縮された電極コーティングに浸透させ、これにより複数の活性電極材料粒子の間の空間を充填することと、を含む請求項3記載の方法。 - 該複数の孔の内面を固体電解質材料で覆うステップは、
液体電解質材料を用いて、多孔性電気絶縁材料の複数の孔を少なくとも部分的に充填することと、
乾燥工程を実施して、これにより複数の孔の内面を覆う固体電解質材料を形成することとを含む請求項1~4のいずれかに記載の方法。 - 該複数の孔の内面を固体電解質材料で覆うステップは、熱処理を実施する前に、ガラス前駆体を液体電解質材料と混合することをさらに含む請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 固体バッテリを製造する方法であって、
a)第1基板の上に、複数の活性アノード材料粒子、電気伝導性添加物および第1液体または粘性のガラス前駆体を含む圧縮されたアノードコーティングを形成するステップであって、
・複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含むアノードスラリーを準備することと、
・アノードスラリーを第1基板に塗布することと、
・アノードスラリーを乾燥して、アノードコーティングを形成することと、
・アノードコーティングを圧縮して、圧縮されたアノードコーティングを形成することと、
・第1液体または粘性のガラス前駆体を、複数の活性電極材料粒子の間にある空間に設けることと、を含むステップと、
b)第2基板の上に、複数の活性カソード材料粒子、電気伝導性添加物および第2液体または粘性のガラス前駆体を含む圧縮されたカソードコーティングを形成するステップであって、
・複数の活性電極材料粒子および電気伝導性添加物を含むカソードスラリーを準備することと、
・カソードスラリーを第2基板に塗布することと、
・カソードスラリーを乾燥して、カソードコーティングを形成することと、
・カソードコーティングを圧縮して、圧縮されたカソードコーティングを形成することと、
・第2液体または粘性のガラス前駆体を、複数の活性電極材料粒子の間にある空間に設けることと、を含むステップと、
c)第3ガラス前駆体を、圧縮されたアノードコーティングおよび圧縮されたカソードコーティングの少なくとも一方の上に設けるステップと、
d)第3ガラス前駆体を70℃~150℃の範囲の温度で乾燥し、これにより予め定めた厚さを有するガラス層を形成するステップと、
e)その後、圧縮されたアノードコーティング、圧縮されたカソードコーティングおよびガラス層を150℃~500℃の範囲の温度に加熱することを含む熱処理を実施して、これにより第1ガラス前駆体、第2ガラス前駆体およびガラス層を、複数の孔を含む固体多孔性電気絶縁材料に転換するステップと、
f)液体電解質材料を用いて、複数の孔を少なくとも部分的に充填し、該液体電解質材料を乾燥することを含む乾燥ステップを実施することによって該複数の孔の内面を固体電解質材料で覆い、これにより複合カソード、複合電解質層および複合アノードを形成するステップと、を含み、
複数の活性アノード材料粒子および電気伝導性添加物によって形成された網状組織内に存在する開口または空間は、固体電解質材料で覆われた複数の孔の内面を有する電気絶縁材料で充填され、複数の活性カソード材料粒子および電気伝導性添加物によって形成された網状組織内に存在する開口または空間は、固体電解質材料で覆われた複数の孔の内面を有する電気絶縁材料で充填され、これにより複合電極にイオン表面拡散の連続的経路を提供する、方法。 - 複合アノードを含む第1基板を、複合カソードを含む第2基板に積層し、これにより複合アノード、複合電解質層および複合カソードのスタックを形成することを含む請求項7記載の方法。
- 第3ガラス前駆体は、圧縮されたカソードコーティングの上に設けられ、
圧縮されたアノードコーティングは、第3ガラス前駆体を乾燥させたガラス層の上に設けられる、請求項7記載の方法。
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