JP7127235B2 - Solid electrolyte sheet and manufacturing method thereof, all-solid battery, and manufacturing method of all-solid battery - Google Patents

Solid electrolyte sheet and manufacturing method thereof, all-solid battery, and manufacturing method of all-solid battery Download PDF

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Description

本発明は、固体電解質シート及びその製造方法、全固体電池、並びに全固体電池の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a solid electrolyte sheet and its manufacturing method, an all-solid battery, and a manufacturing method of an all-solid battery.

近年、情報通信機器等が急速に普及し、また、電気自動車用あるいはハイブリッド自動車用の開発が積極的に進められる中、その電源として利用されるリチウム電池、ナトリウム電池等の蓄電池の開発が重要視されている。例えば、リチウムイオン電池では、少なくとも正極、セパレータ、負極の三層を有し、これらが電解質に覆われた構造に形成されていることが知られている。電解質としては、可燃性物質である有機溶媒が一般的に用いられるが、最近では、より安全性の高い電池を開発すべく、全固体電池が注目されている。全固体電池は、可燃性の有機電解液が不燃性の無機固体電解質等に置き換えられたものであり、安全性が従来よりも向上している。また、このような全固体電池では、電池の性能面に関してもより一層の向上が期待され、例えば、電池の高エネルギー密度化が期待される。 In recent years, the rapid spread of information and telecommunications equipment, and the development of electric and hybrid vehicles is being actively promoted. It is For example, it is known that a lithium ion battery has at least three layers of a positive electrode, a separator, and a negative electrode, and is formed in a structure in which these layers are covered with an electrolyte. Organic solvents, which are combustible substances, are generally used as electrolytes, but recently, all-solid-state batteries have attracted attention in order to develop safer batteries. An all-solid-state battery replaces a combustible organic electrolyte with a non-combustible inorganic solid electrolyte or the like, and has improved safety compared to conventional batteries. In addition, in such an all-solid-state battery, it is expected that the performance of the battery will be further improved. For example, it is expected that the energy density of the battery will be increased.

上記のような全固体電池では、例えば、高いイオン伝導性を有する材料をプレス成型等することで固体電解質の層が形成されることが知られている(例えば、特許文献1等を参照)。また、Li等の元素を含む固体電解質ガラス粒子を成型してシート状に形成させ、これを固体電解質に適用させることも提案されている(例えば、特許文献2等を参照)。 In the all-solid-state battery as described above, for example, it is known that a solid electrolyte layer is formed by press-molding a material having high ion conductivity (see, for example, Patent Document 1, etc.). It has also been proposed to mold solid electrolyte glass particles containing an element such as Li into a sheet and apply this to a solid electrolyte (see, for example, Patent Document 2).

特開2014-41723号公報JP 2014-41723 A 特開2010-250982号公報JP 2010-250982 A

しかしながら、上述した技術のように、粉末の材料のみで形成される固体電解質では、粉末どうしの接触で導通をとるようにしているため、接触面積が小さくなり、電解液を用いたリチウム電池に比べて出力特性が劣りやすいという問題があった。また、粉末の材料を用いると、単一材料で形成される層からなる薄膜シートの形成も難しく、製造工程が複雑になりやすいという問題があった。 However, as in the above-mentioned technology, the solid electrolyte formed only of powder materials is designed to conduct by contacting powders, so the contact area is small, compared to lithium batteries using electrolyte solution. However, there is a problem that the output characteristics tend to be inferior. In addition, when a powder material is used, it is difficult to form a thin film sheet consisting of a layer formed of a single material, and there is a problem that the manufacturing process tends to be complicated.

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、全固体電池に優れたエネルギー密度及び出力特性を付与することができ、しかも、全固体電池を連続プロセスにより大量に生産することを可能とする固体電解質シート及びその製造方法を提供することを目的とする。また、上記固体電解質シートを備える全固体電池及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and can provide an all-solid-state battery with excellent energy density and output characteristics, and enables the mass production of all-solid-state batteries by a continuous process. An object of the present invention is to provide a solid electrolyte sheet and a manufacturing method thereof. Another object of the present invention is to provide an all-solid-state battery including the solid electrolyte sheet and a method for manufacturing the same.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、固体電解質シートにおいて、固体電解質を支持体に形成された貫通孔に充填させることにより、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention found that the above object can be achieved by filling the through-holes formed in the support with a solid electrolyte in the solid electrolyte sheet. was completed.

即ち、本発明は、下記の固体電解質シート及びその製造方法、全固体電池、並びに全固体電池の製造方法に関する。
項1.固体電解質と、支持体とを備え、
前記支持体は複数の貫通孔を有しており、
前記固体電解質は前記貫通孔に充填されている、固体電解質シート。
項2.前記固体電解質が、少なくともリチウム元素を含む、上記項1に記載の固体電解質シート。
項3.前記固体電解質は、さらに、硫黄元素及びリン元素の少なくとも一方を含む固体電解質である、上記項1又は2に記載の固体電解質シート。
項4.前記固体電解質はガラス固体電解質を含む、上記項1~3のいずれか1項に記載の固体電解質シート。
項5.前記支持体は、有機材料で形成されている、上記項1~4のいずれか1項に記載の固体電解質シート。
項6.前記支持体の開口率が50~99%となるように前記貫通孔が形成されている、上記項1~5のいずれか1項に記載の固体電解質シート。
項7.上記項1~6のいずれか1項に記載の固体電解質シートの製造方法であって、
支持体上に形成された複数の貫通孔に固体電解質を充填する工程と、
前記貫通孔に前記固体電解質が充填された支持体をプレスする工程と、
を備える、固体電解質シートの製造方法。
項8.有機材料のエッチング処理によって前記支持体を形成させる工程をさらに有する、上記項7に記載の固体電解質シートの製造方法。
項9.上記項1~6のいずれか1項に記載の固体電解質シートを備える、全固体電池。
項10.上記項1~6のいずれか1項に記載の固体電解質シートを含んで形成される積層体を加圧する工程を備える、全固体電池の製造方法。
項11.上記の積層体を1000MPa以下の圧力で加圧する、上記項10に記載の全固体電池の製造方法。
項12.800℃以下の雰囲気温度で処理する工程をさらに備える、上記項10又は11に記載の全固体電池の製造方法。
That is, the present invention relates to the following solid electrolyte sheet and method for producing the same, all-solid battery, and method for producing an all-solid battery.
Section 1. comprising a solid electrolyte and a support,
The support has a plurality of through holes,
A solid electrolyte sheet, wherein the through holes are filled with the solid electrolyte.
Section 2. Item 2. The solid electrolyte sheet according to Item 1, wherein the solid electrolyte contains at least lithium element.
Item 3. 3. The solid electrolyte sheet according to Item 1 or 2, wherein the solid electrolyte further contains at least one of elemental sulfur and elemental phosphorus.
Section 4. 4. The solid electrolyte sheet according to any one of items 1 to 3 above, wherein the solid electrolyte includes a glass solid electrolyte.
Item 5. 5. The solid electrolyte sheet according to any one of items 1 to 4, wherein the support is made of an organic material.
Item 6. 6. The solid electrolyte sheet according to any one of items 1 to 5, wherein the through-holes are formed so that the opening ratio of the support is 50 to 99%.
Item 7. A method for producing a solid electrolyte sheet according to any one of items 1 to 6 above,
a step of filling a plurality of through-holes formed on the support with a solid electrolyte;
pressing a support in which the through-holes are filled with the solid electrolyte;
A method for producing a solid electrolyte sheet.
Item 8. 8. The method for producing a solid electrolyte sheet according to Item 7, further comprising the step of forming the support by etching an organic material.
Item 9. An all-solid battery comprising the solid electrolyte sheet according to any one of items 1 to 6 above.
Item 10. A method for producing an all-solid-state battery, comprising a step of pressing a laminate formed including the solid electrolyte sheet according to any one of Items 1 to 6 above.
Item 11. 11. The method for producing an all-solid-state battery according to Item 10, wherein the laminate is pressurized at a pressure of 1000 MPa or less.
Item 12. The method for producing an all-solid-state battery according to Item 10 or 11, further comprising a step of treating at an ambient temperature of 800° C. or lower.

本発明に係る固体電解質シートは、リチウム電池等の全固体電池に組み込むことで、当該電池のエネルギー密度及び出力特性を向上させることができる。しかも、上記固体電解質シートを用いることで、全固体電池を連続プロセスにより大量に生産することも可能である。 By incorporating the solid electrolyte sheet according to the present invention into an all-solid battery such as a lithium battery, the energy density and output characteristics of the battery can be improved. Moreover, by using the solid electrolyte sheet, it is possible to mass-produce all-solid-state batteries through a continuous process.

本発明に係る固体電解質シートの製造方法は、上記固体電解質シートを製造するのに適している。上記製造方法で得られた固体電解質シートは、リチウム電池等の全固体電池に組み込むことで、当該電池のエネルギー密度及び出力特性を向上させることができる。 The method for producing a solid electrolyte sheet according to the present invention is suitable for producing the above solid electrolyte sheet. The solid electrolyte sheet obtained by the above production method can improve the energy density and output characteristics of the battery by incorporating it into an all-solid battery such as a lithium battery.

本発明に係る全固体電池は、上記の固体電解質シートを備えるので、エネルギー密度及び出力特性に優れる。 Since the all-solid-state battery according to the present invention includes the above-described solid electrolyte sheet, it is excellent in energy density and output characteristics.

本発明に係る全固体電池の製造方法は、上記全固体電池の製造に適した方法であり、特に、上記固体電解質シートを用いることで、全固体電池を連続プロセスにより大量に生産することが可能である。 The method for manufacturing an all-solid-state battery according to the present invention is a method suitable for manufacturing the above-described all-solid-state battery. In particular, by using the above-described solid electrolyte sheet, it is possible to mass-produce all-solid-state batteries by a continuous process. is.

本発明の固体電解質シートの実施形態の一例を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows an example of embodiment of the solid electrolyte sheet of this invention. 本発明の固体電解質シートの製造方法の実施形態の一例を示し、製造フローの模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 shows an example of an embodiment of a method for producing a solid electrolyte sheet of the present invention and is a schematic diagram of a production flow. 実施例で製造した固体電解質シートの表面の一部を拡大した走査イオン顕微鏡(SIM)画像である。It is a scanning ion microscope (SIM) image in which a part of the surface of the solid electrolyte sheet produced in Example is enlarged. 充放電特性の結果を示すグラフである。4 is a graph showing the results of charge/discharge characteristics.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

図1は、本発明の実施形態の一例を示しており、(A)は、固体電解質シートの実施形態の一例を示す模式図である。 FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention, and (A) is a schematic diagram showing an example of an embodiment of a solid electrolyte sheet.

本実施形態の固体電解質シートAは、固体電解質1と、支持体2とを備え、支持体2は複数の貫通孔3,3,・・・を有しており、固体電解質1は貫通孔3に充填されている。 The solid electrolyte sheet A of this embodiment includes a solid electrolyte 1 and a support 2. The support 2 has a plurality of through holes 3, 3, . is filled to

固体電解質1の種類は特に限定的ではなく、例えば、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、固体電解質はガラス固体電解質を含んでいてもよい。ガラス固体電解質としては、常温(例えば25℃)で固体であって、イオン伝導性を有するガラス固体電解質が例示される。ガラス固体電解質は、結晶相を含まない、すなわち、X線回折測定によるピークが観測されない固体電解質である。 The type of solid electrolyte 1 is not particularly limited, and for example, a material that can be used as a solid electrolyte for an all-solid battery can be used. For example, the solid electrolyte may include a glass solid electrolyte. Examples of glass solid electrolytes include glass solid electrolytes that are solid at room temperature (for example, 25° C.) and have ion conductivity. A glass solid electrolyte is a solid electrolyte that does not contain a crystalline phase, ie, no peaks are observed by X-ray diffraction measurement.

ガラス固体電解質としては、少なくともリチウム(Li)元素を含む物質が例示される。特に、ガラス固体電解質としては、リチウム(Li)元素に加えて、硫黄(S)元素及びリン(P)元素の少なくとも一方を構成元素として含むことが好ましい。 Examples of glass solid electrolytes include substances containing at least lithium (Li) element. In particular, the glass solid electrolyte preferably contains at least one of sulfur (S) element and phosphorus (P) element as constituent elements in addition to lithium (Li) element.

ガラス固体電解質の具体例として、LiS-SiS、LiS-GeS、LiS-P、LiS-B、LiS-SiS-LiPO、LiS-SiS-LiSO、LiS-P-LiI、LiS-P-P-LiI、LiS-B-LiI、LiS-P-LiO-LiI、LiS-SiS-B-LiI等が挙げられる。 Specific examples of glass solid electrolytes include Li 2 S—SiS 2 , Li 2 S—GeS 2 , Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 S—B 2 S 3 , Li 2 S—SiS 2 —Li 3 PO 4 , Li 2 S—SiS 2 —Li 2 SO 4 , Li 2 SP 2 S 5 —LiI, Li 2 SP 2S 5 —P 2 O 5 —LiI, Li 2 S B 2 S 3 — LiI, Li 2 SP 2 S 5 --Li 2 O--LiI, Li 2 S--SiS 2 --B 2 S 3 --LiI and the like.

なお、ガラス固体電解質は、他の元素を含んでいてもよい。 Note that the glass solid electrolyte may contain other elements.

上記例示列挙したガラス固体電解質は、公知の製造方法によって製造される。例えば、硫化リチウム(LiS)、五硫化二リン(P)、単体のリン、単体の硫黄等を原材料として用いて製造され得る。具体的には、上記原材料の1種又は2種以上の混合物を溶融反応した後に急冷する方法、あるいは、いわゆるメカニカルミリング法によって処理する方法、等によりガラス固体電解質が製造される。このように得られたガラス固体電解質の熱処理をすれば、結晶性の固体電解質、いわゆるガラスセラミックス固体電解質を得ることもできる。 The glass solid electrolytes exemplified above are manufactured by known manufacturing methods. For example, it can be produced using lithium sulfide (Li 2 S), diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ), elemental phosphorus, elemental sulfur, etc. as raw materials. Specifically, the glass solid electrolyte is produced by a method of melt-reacting one or a mixture of two or more of the above raw materials and then quenching, or a method of processing by a so-called mechanical milling method. By heat-treating the glass solid electrolyte thus obtained, a crystalline solid electrolyte, a so-called glass-ceramic solid electrolyte, can be obtained.

ガラス固体電解質を、硫化リチウムと、五硫化二リンとを用いてから製造する場合、両者のモル比(硫化リチウム:五硫化二リン)を60:40~85:15とすることができ、好ましくは、70:30~80:20である。 When the glass solid electrolyte is produced by using lithium sulfide and diphosphorus pentasulfide, the molar ratio of the two (lithium sulfide: diphosphorus pentasulfide) can be 60:40 to 85:15, which is preferable. is 70:30 to 80:20.

固体電解質1は、ガラス固体電解質以外であってもよく、その他の例として、リチウム塩を含むポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリフッ化ビニリデン、またはポリアクリロニトリル等の半固体のポリマー電解質も例示される。固体電解質1は、ポリエチレンオキサイド系の高分子、ポリオルガノシロキサン鎖およびポリオキシアルキレン鎖から選ばれる少なくとも1種以上を含む高分子等の高分子固体電解質に電解液を保持させた、いわゆるゲルタイプの電解質であってもよい。その他、固体電解質1は、硫化物結晶性固体電解質を含むこともでき、例えば、Li3.25Ge0.250.75、Li10GeP12、LiPSClなどが挙げられるが、硫化物結晶性固体電解質がこれらの元素組成に限定されるわけではない。 The solid electrolyte 1 may be other than a glass solid electrolyte, and other examples include semi-solid polymer electrolytes such as polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyvinylidene fluoride, or polyacrylonitrile containing lithium salts. The solid electrolyte 1 is a so-called gel-type solid electrolyte in which an electrolytic solution is retained in a polymer solid electrolyte such as a polymer containing at least one selected from a polyethylene oxide polymer, a polyorganosiloxane chain and a polyoxyalkylene chain. It may be an electrolyte. In addition, the solid electrolyte 1 can also include a sulfide crystalline solid electrolyte , such as Li3.25Ge0.25P0.75S4 , Li10GeP2S12 , Li6PS5Cl , etc. However, the sulfide crystalline solid electrolyte is not limited to these elemental compositions.

固体電解質1の形態は特に制限されず、例えば、粉末状とすることができる。また、固体電解質1の形状も特に制限されず、真球状、楕円球状、針状、フレーク状等が例示される。 The form of the solid electrolyte 1 is not particularly limited, and can be powdered, for example. Also, the shape of the solid electrolyte 1 is not particularly limited, and examples thereof include a spherical shape, an oval spherical shape, a needle shape, a flake shape, and the like.

固体電解質1の粒径は、特に制限されず、例えば、0.01μm以上、50μm以下とすることができ、この範囲であれば、ハンドリングが困難になりにくく、また、全固体電池を構成する活物質との接触面積も十分確保できるので、イオン伝導性の低下を抑制できる。特に、上記範囲に微粒子化されていることで、過剰な微粒子化に伴う再凝集、嵩密度の低下や界面抵抗の増加を抑制でき、膜を形成する際、凹凸の少ない均一かつ薄膜の固体電解質層を得ることが容易となる。その上、電池を形成した際に、電極層中の活物質との大きな接触面積が確保でき、電池としての内部抵抗の増加を抑制しやすく、充放電レートも向上させることができる。より好ましい固体電解質1の粒径は、0.1μm以上、10μm以下である。なお、上記粒径はレーザー回折式粒度分布測定方法等によって求めることができる。 The particle size of the solid electrolyte 1 is not particularly limited, and can be, for example, 0.01 μm or more and 50 μm or less. Since a sufficient contact area with the substance can be secured, a decrease in ionic conductivity can be suppressed. In particular, by being finely divided into the above range, it is possible to suppress reaggregation, reduction in bulk density, and increase in interfacial resistance due to excessive fineness, and when forming a film, a uniform and thin solid electrolyte with less unevenness. Easy to get layers. Moreover, when the battery is formed, a large contact area with the active material in the electrode layer can be ensured, an increase in the internal resistance of the battery can be easily suppressed, and the charge/discharge rate can be improved. A more preferable particle size of the solid electrolyte 1 is 0.1 μm or more and 10 μm or less. The particle size can be obtained by a laser diffraction particle size distribution measuring method or the like.

支持体2は、例えば、シート状、フィルム状、薄膜状に形成された部材である。 The support 2 is, for example, a member formed in the shape of a sheet, film, or thin film.

このような支持体2を構成する材料は特に限定はされないが、全固体電池に優れた機械特性、電気特性及び耐久性を付与するという観点から、機械的強度、耐熱性及び化学的安定性を備えていることが好ましい。 The material constituting such a support 2 is not particularly limited, but from the viewpoint of imparting excellent mechanical properties, electrical properties and durability to the all-solid-state battery, mechanical strength, heat resistance and chemical stability are required. It is preferable to have

支持体2を構成する材料としては、ポリイミド、ポリエーテル・エーテル・ケトン(PEEK)、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド(PEI)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン―パーフルオロアルキルビニルエーテル重合体(PFA)、ナイロン(ポリアミド)、ポリエチレン(PE)、ポリアセタール、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリプロピレン(PP)、アクリル、トリアセテート(TAC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリスチレン、セロハン等が例示される。広い温度範囲に渡って優れた機械的・電気的・化学的特性をもつという点で、支持体2を構成する材料は、ポリイミドであることが好ましい。なお、支持体2は、1種の材料で構成されていてもよく、あるいは、2種以上の材料で構成されていてもよい。 Materials constituting the support 2 include polyimide, polyether ether ketone (PEEK), polyamideimide, polyetherimide (PEI), polytetrafluoroethylene (PTFE), and tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether polymer. (PFA), nylon (polyamide), polyethylene (PE), polyacetal, polyester, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polypropylene (PP), acrylic, triacetate (TAC), polyphenylene sulfide (PPS), polyethylene naphthalate (PEN), polystyrene, cellophane, and the like. Polyimide is preferably used as the material for the support 2 because it has excellent mechanical, electrical and chemical properties over a wide temperature range. The support 2 may be composed of one kind of material, or may be composed of two or more kinds of materials.

また、支持体2を構成する材料としては、イオン伝導性を有する有機材料、ガラス、あるいはセラミックス等の材料であってもよい。 Also, the material constituting the support 2 may be an organic material having ion conductivity, glass, ceramics, or the like.

支持体2は、エッチング可能な材料で形成されていることが好ましい。この場合、後述するように、貫通孔3をエッチングにより形成することができるので、支持体2を容易に得ることができ、しかも、形成させる貫通孔3の個数、形状を制御しやすいという利点もある。 The support 2 is preferably made of an etchable material. In this case, since the through-holes 3 can be formed by etching, as will be described later, the support 2 can be easily obtained, and there is also the advantage that the number and shape of the through-holes 3 to be formed can be easily controlled. be.

支持体2の厚みは、限定されず、例えば、1~500μmとすることができる。より好ましい支持体2の厚みは、5~50μmであり、この範囲であれば、全固体電池の軽量化及び薄型化が阻害されにくくなると共に、出力特性の低下も起こりにくくすることができる。 The thickness of the support 2 is not limited, and can be, for example, 1 to 500 μm. More preferably, the thickness of the support 2 is 5 to 50 μm. Within this range, reduction in weight and thickness of the all-solid-state battery is less likely to be hindered, and deterioration in output characteristics is less likely to occur.

支持体2の平面視における形状は特に限定されず、通常は矩形状とすることができるがこれに限定されるわけではない。支持体2の大きさも特に限定されず、全固体電池の大きさに応じて適宜、設定することができる。 The shape of the support 2 in a plan view is not particularly limited, and can usually be a rectangular shape, but is not limited to this. The size of the support 2 is also not particularly limited, and can be appropriately set according to the size of the all-solid-state battery.

支持体2には、複数の貫通孔3,3,・・・が形成されている。これらの貫通孔3は、支持体2の厚み方向を貫通して形成された孔である。 A plurality of through holes 3 , 3 , . . . are formed in the support 2 . These through holes 3 are holes formed through the support 2 in the thickness direction.

貫通孔3の開口面の大きさは特に限定的ではなく、固体電解質1を充填できる程度の大きさを有していればよい。例えば、貫通孔3の開口面の面積が0.01μm~1mmの範囲であれば、固体電解質1の充填性に優れる。より具体的に、貫通孔3の開口面が正方形であれば一辺の長さを10~1000μmの範囲とすることができ、例えば、貫通孔3の開口面が円形や楕円形に形成されている場合は、その直径(長径)を10~1000μmの範囲とすることができる。この範囲であれば、貫通孔3内に十分な量の固体電解質1を充填することができる。 The size of the opening surface of the through-hole 3 is not particularly limited as long as it is large enough to be filled with the solid electrolyte 1 . For example, if the opening surface area of the through hole 3 is in the range of 0.01 μm 2 to 1 mm 2 , the solid electrolyte 1 can be easily filled. More specifically, if the opening surface of the through-hole 3 is square, the length of one side can be in the range of 10 to 1000 μm. In that case, the diameter (major axis) can be in the range of 10 to 1000 μm. Within this range, the through holes 3 can be filled with a sufficient amount of the solid electrolyte 1 .

支持体2の開口率は、50~99%とすることができる。この範囲であれば、貫通孔3内に充填される固体電解質1が脱落するのを防止しやすくなり、また、固体電解質シートAのイオン導電率の低下を抑制することもできる。より好ましい支持体2の開口率は、80~99%とすることができる。 The aperture ratio of the support 2 can be 50 to 99%. Within this range, it becomes easier to prevent the solid electrolyte 1 filled in the through-holes 3 from coming off, and a decrease in the ionic conductivity of the solid electrolyte sheet A can be suppressed. A more preferable aperture ratio of the support 2 can be 80 to 99%.

ここでいう支持体2の開口率は、次式によって算出することができる。
支持体2の開口率(%)=(A/B)×100
ここで、Aは、貫通孔3の開口面積の総和、Bは、支持体2の投影面積(すなわち、支持体2の見かけ面積)である。
The aperture ratio of the support 2 referred to here can be calculated by the following equation.
Aperture ratio (%) of support 2 = (A/B) x 100
Here, A is the total opening area of the through holes 3, and B is the projected area of the support 2 (that is, the apparent area of the support 2).

よって、支持体2の開口率とは、支持体2の面上に占める貫通孔3の割合ということができる。 Therefore, the aperture ratio of the support 2 can be said to be the ratio of the through holes 3 occupying the surface of the support 2 .

支持体2に形成される貫通孔3の個数も、上記開口率の目標値に応じて適宜設定されるものであり、個数が限定されるものではない。 The number of through-holes 3 formed in the support 2 is also appropriately set according to the target value of the aperture ratio, and the number is not limited.

貫通孔3は、支持体2の全面にわたって均一に形成、例えば、規則的に配列されて形成されていてもよいし、あるいは、不規則に配列されて形成されていてもよい。また、複数の貫通孔3はすべて同一形状及び同一の大きさに形成されていてもよいし、あるいは、一部または全部の貫通孔3が異なる形状又は大きさに形成されていてもよい。 The through-holes 3 may be formed uniformly over the entire surface of the support 2, for example, may be arranged regularly, or may be arranged irregularly. Also, all of the plurality of through holes 3 may be formed with the same shape and size, or some or all of the through holes 3 may be formed with different shapes or sizes.

本実施形態の固体電解質シートAでは、上述した固体電解質1が貫通孔3に充填された状態で存在している。すなわち、固体電解質1は、貫通孔3に埋め込まれた状態で存在している。 In the solid electrolyte sheet A of the present embodiment, the solid electrolyte 1 described above exists in a state in which the through holes 3 are filled. That is, the solid electrolyte 1 exists in a state of being embedded in the through holes 3 .

固体電解質1は、すべての貫通孔3に充填されていることが好ましく、これにより、全固体電池に高い出力特性を付与することができるようになる。また、この場合、イオン導電性の低下も防ぎやすい。 It is preferable that the solid electrolyte 1 is filled in all the through-holes 3, so that high output characteristics can be imparted to the all-solid-state battery. Moreover, in this case, it is easy to prevent a decrease in ionic conductivity.

固体電解質1は、貫通孔3に密に充填されていることが好ましく、この場合、貫通孔3から固体電解質1が脱落するのを防止しやすくなり、全固体電池の出力特性の低下を防止しやすくなる。ただし、固体電解質1が貫通孔3から脱落しない程度であれば、固体電解質1が貫通孔3に必ずしも密に充填されている必要はない。 The solid electrolyte 1 is preferably densely filled in the through-holes 3. In this case, it becomes easier to prevent the solid electrolyte 1 from dropping out of the through-holes 3, thereby preventing deterioration of the output characteristics of the all-solid-state battery. easier. However, as long as the solid electrolyte 1 does not drop out of the through hole 3, the through hole 3 is not necessarily densely filled with the solid electrolyte 1.

例えば、固体電解質シートAにおいて、支持体2と固体電解質1との比率を体積比で1:0.5~1:500の範囲にすることができる。この範囲であれば、貫通孔3から固体電解質1が脱落するのを防止しやすくなり、全固体電池の出力特性の低下を防止しやすくなる。好ましくは、支持体2と固体電解質1との体積比が1:1~1:300の範囲である。 For example, in the solid electrolyte sheet A, the volume ratio of the support 2 to the solid electrolyte 1 can be in the range of 1:0.5 to 1:500. Within this range, it becomes easier to prevent the solid electrolyte 1 from dropping out of the through-hole 3, and it becomes easier to prevent the deterioration of the output characteristics of the all-solid-state battery. Preferably, the volume ratio of the support 2 to the solid electrolyte 1 is in the range of 1:1 to 1:300.

固体電解質1は、その粉末どうしが互いに融着した状態で充填されていることが好ましい。このような融着した状態で固体電解質1が存在することで、イオン導電率に優れる固体電解質シートAに形成されやすくなり、また、固体電解質1の貫通孔3からの脱落も防止しやすい。 The solid electrolyte 1 is preferably filled in a state in which the powders thereof are fused together. The presence of the solid electrolyte 1 in such a fused state facilitates the formation of a solid electrolyte sheet A having excellent ionic conductivity, and also facilitates the prevention of the solid electrolyte 1 from falling out of the through-holes 3.

上記のように形成される固体電解質シートAにあっては、さらにバインダーを含んでいてもよい。ただし、固体電解質1は、貫通孔3に充填されていることにより、支持体2で保持されて存在しているので、本実施形態の固体電解質シートAでは、必ずしもバインダーが必要ではない。すなわち、本実施形態の固体電解質シートAでは、バインダーレスとすることができる。固体電解質粉末が優れた濡れ性を有していれば、さらにバインダーレスとしやすい。 The solid electrolyte sheet A formed as described above may further contain a binder. However, since the solid electrolyte 1 is held by the support 2 by being filled in the through-holes 3, the solid electrolyte sheet A of the present embodiment does not necessarily require a binder. That is, the solid electrolyte sheet A of the present embodiment can be made binderless. If the solid electrolyte powder has excellent wettability, it is easier to achieve binderless.

バインダーが含まれる場合は、そのバインダーとしては、特に限定的ではなく、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリイミド(PI)、ポリアミドイミド(PAI)、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、天然ブチルゴム(NBR)、ポリビニルアルコール、セルロース系材料、ポリビニルピロリドン、スチレンブタジエンゴム(SBR)等の高分子材料が例示される。これら例示列挙した高分子材料は、単独で、あるいは2種以上を混合して用いることができる。 When a binder is included, the binder is not particularly limited, and polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), polyimide (PI), polyamideimide (PAI), polyethylene, polypropylene, ethylene propylene Polymer materials such as diene rubber (EPDM), natural butyl rubber (NBR), polyvinyl alcohol, cellulosic materials, polyvinylpyrrolidone, and styrene-butadiene rubber (SBR) are exemplified. These exemplified polymeric materials can be used alone or in combination of two or more.

バインダーの配合量は、例えば、固体電解質100質量部あたり、0.1~10質量部とすることができ、この範囲であれば、固体電解質1を貫通孔3に密に充填しやすくなり、脱落が防止されやすく、また、固体電解質シートAの柔軟性も維持しやすい。 The amount of the binder compounded can be, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the solid electrolyte. Within this range, the through holes 3 can be easily filled with the solid electrolyte 1 densely, and the solid electrolyte 1 can be easily dropped. is easily prevented, and the flexibility of the solid electrolyte sheet A is easily maintained.

上記固体電解質シートAは、固体電解質1が支持体2の貫通孔3に充填されて形成されている。そのため、このような固体電解質シートAを全固体電池に組み込むことで、従来に比べて全固体電池を薄型化することができ、しかも、全固体電池の大面積化や積層化も容易となる。 The solid electrolyte sheet A is formed by filling the through holes 3 of the support 2 with the solid electrolyte 1 . Therefore, by incorporating such a solid electrolyte sheet A into an all-solid-state battery, the all-solid-state battery can be made thinner than the conventional one, and the size of the all-solid-state battery can be increased and laminated easily.

特に、固体電解質1が支持体2の貫通孔3に充填されていることで、固体電解質1の脱落が起こりにくい。例えば、ガラス不織布ペーパーのような無機繊維等を支持体として使用すると、無機繊維が不均一でばらつきの大きな網目状構造となる傾向があるため、開口率が低く、イオン伝導パスも長くなるので、イオン伝導性や電池の出力特性等が低下するおそれがある。一方、本実施形態のような支持体2では、貫通孔3の開口率が高く、しかも、固体電解質1を貫通孔3に密に充填しやすくなって脱落が防止されやすいので、優れたイオン伝導性や出力特性を付与することができる。 In particular, since the through-holes 3 of the support 2 are filled with the solid electrolyte 1, the solid electrolyte 1 is less likely to come off. For example, when inorganic fibers such as non-woven glass paper are used as a support, the inorganic fibers tend to form a non-uniform and highly variable network structure, resulting in a low aperture ratio and a long ion conduction path. There is a possibility that the ionic conductivity and the output characteristics of the battery may deteriorate. On the other hand, in the support 2 of the present embodiment, the aperture ratio of the through-holes 3 is high, and the solid electrolyte 1 can be easily filled into the through-holes 3 densely, thereby easily preventing the solid electrolyte 1 from coming off. properties and output characteristics.

さらに、貫通孔3は、優れた寸法精度で、かつ、大きな開口率で支持体2に形成されているので、固体電解質1と支持体2の存在分布が高度に制御されている。そして、本実施形態の固体電解質シートでは、固体電解質1自体が連続自立構造をもつため、支持体2が導入されることによる、イオン伝導性の低下が起こりにくく、イオン伝導パスもシート厚みに対し最短にでき、結果として優れた出力特性が発揮される。 Furthermore, since the through-holes 3 are formed in the support 2 with excellent dimensional accuracy and a large opening ratio, the existence distribution of the solid electrolyte 1 and the support 2 is highly controlled. In addition, in the solid electrolyte sheet of the present embodiment, since the solid electrolyte 1 itself has a continuous self-supporting structure, the introduction of the support 2 is less likely to reduce the ionic conductivity, and the ionic conduction path is less than the thickness of the sheet. It can be made as short as possible, and as a result, excellent output characteristics are exhibited.

また、上記固体電解質シートAは、全固体電池において、電子絶縁シートとしての性能も有するので、セパレータとしての役割も果たす。これによって、短絡電流が生じにくく、かつ、内部抵抗を低くすることができる。しかも、このような全固体電池は、安全性にも優れる。 Further, the solid electrolyte sheet A has performance as an electronic insulating sheet in an all-solid battery, and thus also serves as a separator. As a result, a short-circuit current is less likely to occur, and the internal resistance can be lowered. Moreover, such an all-solid-state battery is also excellent in safety.

上記固体電解質シートAは、リチウム電池等の全固体電池に組み込むことで、当該電池のエネルギー密度及び出力特性を向上させることができる。また、固体電解質シートAが上記のように構成されていることで、大面積化やバイポーラ構造による積層化も容易に行うことができ、種々の全固体電池に適用することが可能となる。しかも、上記固体電解質シートを用いることで、全固体電池を連続プロセスにより大量に生産することも可能である。 By incorporating the solid electrolyte sheet A into an all-solid-state battery such as a lithium battery, the energy density and output characteristics of the battery can be improved. In addition, since the solid electrolyte sheet A is configured as described above, it can be easily laminated with a large area and a bipolar structure, and can be applied to various all-solid-state batteries. Moreover, by using the solid electrolyte sheet, it is possible to mass-produce all-solid-state batteries through a continuous process.

上記固体電解質シートAは、全固体電池(例えば、全固体二次電池)の固体電解質層に適用される。全固体電池は、例えば、正極、負極、および固体電解質シートAを含有して形成される。この場合、固体電解質シートAは正極と負極との間に介在するように配置される。全固体電池は、上記固体電解質シートAを有している限りは、公知の構成とすることができる。 The solid electrolyte sheet A is applied to the solid electrolyte layer of an all-solid battery (for example, an all-solid secondary battery). An all-solid battery is formed by including a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte sheet A, for example. In this case, the solid electrolyte sheet A is arranged so as to be interposed between the positive electrode and the negative electrode. The all-solid-state battery can have a known structure as long as it has the solid electrolyte sheet A.

全固体電池に使用される正極、負極の種類は特に限定されない。例えば、全固体電池では、公知の正極、負極で構成されていてもよいが、これらに限定されるものではない。 The types of positive and negative electrodes used in the all-solid-state battery are not particularly limited. For example, an all-solid-state battery may be composed of a known positive electrode and negative electrode, but is not limited to these.

正極は、正極活物質含有層と、正極集電体とを有しており、例えば、公知の正極を使用できるが、これらに限定されるものではない。例えば、全固体電池がリチウムイオン二次電池であれば、正極は、リチウムを吸蔵及び放出可能な材料で構成されていることが好ましい。正極集電体として、例えば、アルミニウム等を例示することができる。正極活物質及び導電剤も、特に限定されない。 The positive electrode has a positive electrode active material-containing layer and a positive electrode current collector, and for example, a known positive electrode can be used, but it is not limited to these. For example, if the all-solid-state battery is a lithium-ion secondary battery, the positive electrode is preferably made of a material capable of intercalating and deintercalating lithium. Examples of positive electrode current collectors include aluminum and the like. The positive electrode active material and conductive agent are also not particularly limited.

負極は、負極集電体と、負極活物質含有層とを有して形成され、例えば、公知の負極を使用できるが、これらに限定されるものではない。例えば、全固体電池がリチウムイオン二次電池であれば、負極活物質として、金属リチウム、金属インジウムまたはリチウムを吸蔵、放出できる物質を使用できる。 The negative electrode is formed by having a negative electrode current collector and a negative electrode active material-containing layer, and for example, a known negative electrode can be used, but the present invention is not limited to these. For example, if the all-solid-state battery is a lithium-ion secondary battery, metal lithium, metal indium, or a material capable of intercalating and deintercalating lithium can be used as the negative electrode active material.

上記のような全固体電池は、固体電解質シートAを備えることで、エネルギー密度及び出力特性に優れるものである。また、上記の全固体電池は、固体電解質シートAを備えて形成されていることで、従来よりも薄型化及び軽量化が実現可能となる。また、上記全固体電池では、支持体2が介在しているにもかかわらず、支持体2の貫通孔3には固体電解質1が充填されていることから、イオン伝導性の低下が起こりにくいものである。 The all-solid-state battery as described above is provided with the solid electrolyte sheet A and is excellent in energy density and output characteristics. In addition, since the all-solid-state battery described above is formed with the solid electrolyte sheet A, it can be made thinner and lighter than before. In addition, in the all-solid-state battery described above, although the support 2 is interposed, the through holes 3 of the support 2 are filled with the solid electrolyte 1, so that the ionic conductivity is less likely to decrease. is.

全固体電池の種類は特に限定されず、全固体電池を構成する材料の選定によって、例えば、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池等に形成することができる。 The type of all-solid-state battery is not particularly limited, and it can be formed into, for example, a lithium-ion secondary battery, a sodium-ion secondary battery, or the like, by selecting materials that constitute the all-solid-state battery.

上記全固体電池は、例えば、移動体通信機器、携帯用電子機器、電気自転車、電動二輪車、電気自動車、家庭用小型電力貯蔵装置等の蓄電池として使用することができる。 The all-solid-state battery can be used, for example, as a storage battery for mobile communication devices, portable electronic devices, electric bicycles, electric two-wheeled vehicles, electric vehicles, small household power storage devices, and the like.

次に、固体電解質シート及び全固体電池を製造する方法について説明する。固体電解質シートを製造する方法は、特に限定されないが、ここでは、その一例を示す。 Next, a method for manufacturing a solid electrolyte sheet and an all-solid battery will be described. Although the method for manufacturing the solid electrolyte sheet is not particularly limited, one example thereof is shown here.

図2は、固体電解質シートAの製造フローを模式的に示している。 FIG. 2 schematically shows the manufacturing flow of the solid electrolyte sheet A. As shown in FIG.

本実施形態の固体電解質シートの製造方法は、支持体2上に形成された複数の貫通孔3に固体電解質1を充填する工程(以下、「充填工程」と略記する)と、貫通孔3に固体電解質1が充填された支持体2をプレスする工程(以下、「プレス工程」と略記する)とを備える。 The method for producing a solid electrolyte sheet according to the present embodiment comprises a step of filling a plurality of through holes 3 formed on a support 2 with a solid electrolyte 1 (hereinafter abbreviated as a "filling step"), and filling the through holes 3 with and a step of pressing the support 2 filled with the solid electrolyte 1 (hereinafter abbreviated as “pressing step”).

充填工程では、固体電解質1を支持体2上に塗布させ、支持体2に複数形成されている貫通孔3に固体電解質1を充填させる。なお、ここで使用する支持体2は上述した支持体2と同様であり、また、ここで使用する固体電解質1は上述した固体電解質1と同様である。また、支持体2に形成される貫通孔3の態様も上述したとおりである。 In the filling step, the solid electrolyte 1 is applied onto the support 2 , and the through holes 3 formed in the support 2 are filled with the solid electrolyte 1 . The support 2 used here is the same as the support 2 described above, and the solid electrolyte 1 used here is the same as the solid electrolyte 1 described above. Moreover, the form of the through-holes 3 formed in the support 2 is also as described above.

支持体2への固体電解質1の塗布は、例えば、支持体2上に固体電解質1の乾燥粉末をコートする方法、あらかじめ固体電解質1の分散液を調製して、これを支持体2上に塗布させる方法によって行うことができる。塗布の方法は特に限定されず、例えば、ドクターブレード、バーコーター、アプリケーターによる塗布、スプレー塗装、静電塗装、刷毛塗りによる塗布、静電印刷法や静電噴霧析出法、エアロゾルデポジション法による塗布等、公知の手段を採用することができる。 The solid electrolyte 1 is applied to the support 2 by, for example, coating a dry powder of the solid electrolyte 1 on the support 2, preparing a dispersion of the solid electrolyte 1 in advance, and applying this onto the support 2. It can be done by a method that causes The method of application is not particularly limited, and examples thereof include application by a doctor blade, bar coater, applicator, spray coating, electrostatic coating, brush coating, electrostatic printing, electrostatic spray deposition, and aerosol deposition. etc., known means can be employed.

固体電解質1を支持体2へ塗布すると、少なくとも支持体2に形成されている貫通孔3に固体電解質1が充填される(埋め込まれる)。この場合、支持体2の貫通孔3以外の箇所に固体電解質1が覆っていてもよい。この場合、例えば、開口面の大きさより小さな粒径を有する固体電解質1を使用すれば、充填効率が良好となり、また、支持体2の厚みが薄いほど、充填効率が良好となる。 When the solid electrolyte 1 is applied to the support 2 , at least the through holes 3 formed in the support 2 are filled (embedded) with the solid electrolyte 1 . In this case, the solid electrolyte 1 may cover portions of the support 2 other than the through holes 3 . In this case, for example, if the solid electrolyte 1 having a particle size smaller than the size of the opening surface is used, the filling efficiency is improved, and the thinner the support 2 is, the better the filling efficiency is.

また、あらかじめ固体電解質1の分散液を調製しておき、この分散液に支持体2を浸漬させることによっても、貫通孔3に固体電解質1を充填させることができる。 Alternatively, the through holes 3 can be filled with the solid electrolyte 1 by preparing a dispersion of the solid electrolyte 1 in advance and immersing the support 2 in this dispersion.

充填工程において、固体電解質1の分散液を使用して固体電解質1を支持体2に塗布する場合、分散液中に含まれる固体電解質1の固形分濃度は、例えば、20~80質量%とすることができる。また、この場合の分散媒としては、脱水トルエンや脱水ヘプタン等が例示される。分散液を調製する方法も特に限定されず、分散媒、固体電解質及び必要に応じて添加されるバインダー等を所定量配合して調製すればよい。 In the filling step, when the dispersion of the solid electrolyte 1 is used to apply the solid electrolyte 1 to the support 2, the solid content concentration of the solid electrolyte 1 contained in the dispersion is, for example, 20 to 80% by mass. be able to. Examples of the dispersion medium in this case include dehydrated toluene and dehydrated heptane. The method of preparing the dispersion is not particularly limited, either, and it may be prepared by blending predetermined amounts of a dispersion medium, a solid electrolyte, a binder added as necessary, and the like.

上記の塗布の後は、必要に応じて分散媒を乾燥させるための処理を行ってもよい。乾燥手段は限定されず、公知の方法を採用することができる。 After the above application, a treatment for drying the dispersion medium may be performed as necessary. A drying means is not limited, and a known method can be adopted.

充填工程においては、複数の貫通孔3のすべてに固体電解質1が充填されていることが好ましく、この場合、得られた固体電解質シートAは全固体電池に優れた出力特性を付与することができる。 In the filling step, it is preferable that all of the plurality of through-holes 3 are filled with the solid electrolyte 1. In this case, the obtained solid electrolyte sheet A can impart excellent output characteristics to the all-solid-state battery. .

ここで、上記支持体を形成する方法について説明する。 A method for forming the support will now be described.

支持体2に貫通孔3を形成させる方法は特に限定されない。まず、支持体2を構成するためのシート部材又はフィルム部材等を準備し、この部材をエッチング処理することによって貫通孔3を形成させることができる。このような部材は、絶縁性の有機材料で形成されていることが好ましい。この場合、エッチング処理によって貫通孔3を容易に設けることができ、しかも、貫通孔3の大きさ、形成箇所及び開口率等の制御が容易になる。絶縁性の有機材料としては、ポリイミド(PI)、ポリカーボネート(PC)、ポリフェニレンサルファイド(PPS)、ナイロン(ポリアミド)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、テトラフルオロエチレン―パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(TFE-PFA)等が例示される。 A method for forming the through holes 3 in the support 2 is not particularly limited. First, a sheet member, a film member, or the like for forming the support 2 is prepared, and the through holes 3 can be formed by etching this member. Such a member is preferably made of an insulating organic material. In this case, the through-holes 3 can be easily formed by etching, and the size of the through-holes 3, the locations where they are formed, the aperture ratio, and the like can be easily controlled. Examples of insulating organic materials include polyimide (PI), polycarbonate (PC), polyphenylene sulfide (PPS), nylon (polyamide), polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (TFE -PFA) and the like are exemplified.

特に好ましい貫通孔3の形成方法は、リソグラフィを利用して、選択的にエッチング処理を行うことである。このように、支持体2をリソグラフィに基づく選択的エッチングによって形成した場合は、様々な貫通構造や開口率に設計することができ、寸法精度の高い連続貫通多孔シートとして得ることができる。シート厚みも5μm以上であっても製作可能である。エッチング処理の条件は特に限定されず、ウェットエッチングやドライエッチング等、公知の方法を採用すればよい。貫通孔の大きさや開口率については、例えば、フォトマスクに描写したパターン構造によって制御することが可能である。 A particularly preferred method for forming the through holes 3 is to selectively perform etching using lithography. Thus, when the support 2 is formed by selective etching based on lithography, it can be designed to have various penetrating structures and aperture ratios, and can be obtained as a continuously penetrating perforated sheet with high dimensional accuracy. It is possible to manufacture a sheet having a thickness of 5 μm or more. Conditions for the etching treatment are not particularly limited, and known methods such as wet etching and dry etching may be employed. The size and aperture ratio of the through-holes can be controlled, for example, by the pattern structure drawn on the photomask.

上記のような貫通孔3が形成された支持体2は、本実施形態の固体電解質シートAの製造方法に含まれていてもよい。つまり、本実施形態の固体電解質シートAの製造方法では、有機材料のエッチング処理によって支持体2を形成させる工程をさらに有していてもよい。これにより、エッチング処理によって形成された貫通孔3を有する支持体2を得ることができる。このような支持体2を形成させる工程は、上述の充填工程の中に含まれていてもよいし、あるいは、充填工程よりも前であってもよい。 The support 2 having the through holes 3 as described above may be included in the method for manufacturing the solid electrolyte sheet A of the present embodiment. That is, the method for manufacturing the solid electrolyte sheet A of the present embodiment may further include a step of forming the support 2 by etching the organic material. As a result, the support 2 having the through holes 3 formed by etching can be obtained. The step of forming such a support 2 may be included in the filling step described above, or may precede the filling step.

プレス工程では、充填工程で得られた、貫通孔3に固体電解質1が充填された支持体2をプレスさせる。プレスは、公知の装置、例えば、加熱プレス機、加熱ロールプレス機等を使用することができる。 In the pressing step, the support 2 in which the solid electrolyte 1 is filled in the through holes 3 obtained in the filling step is pressed. A known device such as a heating press, a heating roll press, or the like can be used for pressing.

プレス工程における圧力は、例えば、0.1~500MPaとすることができ、この範囲であれば、充填された固体電解質1が脱落しにくくなり、また、支持体2の損傷も抑制でき、さらに固体電解質シートAの強度や導電率(伝導性)を向上させやすい。より好ましい圧力は、10~400MPa、特に好ましい圧力は、30~360MPaである。 The pressure in the pressing step can be, for example, 0.1 to 500 MPa. Within this range, the filled solid electrolyte 1 is less likely to fall off, damage to the support 2 can be suppressed, and the solid electrolyte It is easy to improve the strength and electrical conductivity (conductivity) of the electrolyte sheet A. A more preferred pressure is 10 to 400 MPa, and a particularly preferred pressure is 30 to 360 MPa.

プレス工程における加熱の温度は、例えば、10~400℃とすることができ、この範囲であれば、充填された固体電解質1が脱落しにくくなり、また、支持体2の損傷も抑制でき、さらに固体電解質シートAの強度や導電率(伝導性)を向上させやすい。より好ましい温度は、25~360℃、特に好ましい温度は、25~300℃である。 The heating temperature in the pressing step can be, for example, 10 to 400° C. Within this range, the filled solid electrolyte 1 is less likely to fall off, and damage to the support 2 can be suppressed. It is easy to improve the strength and electrical conductivity (conductivity) of the solid electrolyte sheet A. A more preferred temperature is 25 to 360°C, and a particularly preferred temperature is 25 to 300°C.

プレス工程では、上記の加圧と加熱と同時に付与してもよいし、あるいは、加圧及び加熱を独立させて行ってもよい。例えば、加圧を行った後に加熱を行ってもよいし、あるいはその逆でもよい。 In the pressing step, the pressure and heat may be applied simultaneously, or the pressure and heat may be applied independently. For example, pressurization may be followed by heating, or vice versa.

プレス工程におけるプレスの時間は特に限定されないが、例えば、0.0001分~5時間とすることができる。この範囲であれば、製造工程が長くなり過ぎず、また、充填された固体電解質1の脱落も抑制しやすくなる。 The pressing time in the pressing step is not particularly limited, but can be, for example, 0.0001 minute to 5 hours. Within this range, the manufacturing process does not become too long, and falling off of the filled solid electrolyte 1 can be easily suppressed.

また、上記のプレス工程が加熱ロールプレス機によって行われる場合、ロールの回転速度は0.1~10.0m/分、ロールによる加圧荷重は1~80kNとすることができる。 Further, when the above-described pressing step is performed by a heated roll press, the rotation speed of the rolls can be 0.1 to 10.0 m/min, and the pressure load applied by the rolls can be 1 to 80 kN.

上記プレス工程を経ることによって、上述した固体電解質シートAが製造される。 Through the pressing process, the solid electrolyte sheet A described above is manufactured.

上記製造方法によれば、簡易なプロセスで構成されているため、固体電解質シートAを安定的に製造することができる。 According to the manufacturing method described above, the solid electrolyte sheet A can be stably manufactured because it is constituted by a simple process.

特に上記製造方法では、支持体2を使用しているので、電池製造のプロセスウィンドウが広い。例えば、支持体2の強度が高く使用温度範囲も広くできるので、製造工程における圧力や温度範囲をより広く設定できるという利点がある。また、大面積化及び薄層化も可能であるのでプロセスとして有利であり、連続プロセスが可能となることから、電池製造プロセスへ転用しやすい。 In particular, the production method uses the support 2, so that the process window for battery production is wide. For example, since the strength of the support 2 is high and the operating temperature range can be widened, there is an advantage that the pressure and temperature range in the manufacturing process can be set wider. In addition, since it is possible to increase the area and reduce the thickness, it is advantageous as a process, and since a continuous process is possible, it is easy to divert to a battery manufacturing process.

さらに、支持体2は、例えば、有機材料の選択的エッチングにより形成されることから、高度に制御された貫通多孔構造となるので、薄くて丈夫な固体電解質シートAが製造され得る。特に、得られた固体電解質シートは、平滑で強度も高いので、正極、負極を用いたシート状電池の製造が容易で、いわゆるロールトゥロール方式などの連続プロセスも実現可能である。 Furthermore, since the support 2 is formed by selective etching of an organic material, for example, it has a highly controlled through-pore structure, so that a thin and strong solid electrolyte sheet A can be manufactured. In particular, since the obtained solid electrolyte sheet is smooth and has high strength, it is easy to manufacture a sheet-like battery using a positive electrode and a negative electrode, and a continuous process such as a so-called roll-to-roll method can be realized.

次に、上記固体電解質シートA、又は、上記のような製造方法で製造された固体電解質シートAを用いた全固体電池の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing an all-solid battery using the solid electrolyte sheet A or the solid electrolyte sheet A manufactured by the manufacturing method described above will be described.

本実施形態の全固体電池の製造方法は、上記固体電解質シートAを含んで形成される積層体を加圧する工程を備える。 The method for manufacturing an all-solid-state battery according to the present embodiment includes a step of pressing a laminate formed including the solid electrolyte sheet A described above.

上記積層体は、例えば、正極活物質層、固体電解質シートA及び負極活物質層がこの順に積層されて形成される。正極活物質層及び負極活物質層の固体電解質シートAと逆側の面にはそれぞれ集電体が形成されてもよい。このような積層体を構成する正極活物質層、負極活物質層及び集電体は、例えば、公知の材料で構成することができる。 The laminate is formed by laminating, for example, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte sheet A, and a negative electrode active material layer in this order. Current collectors may be formed on the surfaces of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer opposite to the solid electrolyte sheet A, respectively. The positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the current collector that constitute such a laminate can be made of known materials, for example.

積層体は、正極活物質層、固体電解質シートA及び負極活物質層が少なくともこの順に積層されてなる。このような積層体を加圧することで、全固体電池を形成させることができる。あるいは、シート状に形成された正極活物質層、固体電解質シートA及び負極活物質層のそれぞれを独立にロール等で送りながら、これらの各層を合流させて積層体を形成させ、この積層体をロールによる加圧によって積層体を製造する方法、いわゆるロールトゥロール方式を採用してもよい。このようなロールトゥロール方式では、積層体を連続的に形成することができるので、全固体電池も連続生産できる利点がある。 The laminate is formed by laminating at least a positive electrode active material layer, a solid electrolyte sheet A, and a negative electrode active material layer in this order. By pressurizing such a laminate, an all-solid battery can be formed. Alternatively, the positive electrode active material layer, the solid electrolyte sheet A, and the negative electrode active material layer, which are formed in a sheet shape, are fed independently by rolls or the like, and these layers are joined to form a laminate, and the laminate is formed. A so-called roll-to-roll method, which is a method of manufacturing a laminate by pressing with rolls, may be employed. In such a roll-to-roll method, since the laminate can be continuously formed, there is an advantage that all-solid-state batteries can also be continuously produced.

上記積層体を加圧するときの圧力は、例えば、1000MPa以下とすることができる。この範囲であれば、固体電解質シートAの性能が低下しにくく、良好な特性の全固体電池が得られる。上記圧力は、好ましくは、0.1~1000 MPa、より好ましくは10~500MPaである。 The pressure when pressing the laminate can be, for example, 1000 MPa or less. Within this range, the performance of the solid electrolyte sheet A is unlikely to deteriorate, and an all-solid battery with good characteristics can be obtained. The pressure is preferably 0.1-1000 MPa, more preferably 10-500 MPa.

本実施形態の全固体電池の製造方法は、800℃以下の雰囲気温度で処理する工程をさらに備えることもできる。この場合、層間の密着性が向上し、緻密な界面が得られることで、接触面積が増え内部抵抗や出力特性が改善される。このような工程は、上記の積層体を加圧する工程の前後のいずれに行ってもよいし、あるいは、上記の積層体を加圧する工程と同時に行ってもよい。好ましい雰囲気温度は、25~500℃、より好ましくは25~360℃である。 The method for manufacturing an all-solid-state battery of the present embodiment can further include a step of processing at an ambient temperature of 800° C. or less. In this case, the adhesion between the layers is improved and a dense interface is obtained, thereby increasing the contact area and improving the internal resistance and output characteristics. Such a step may be performed before or after the step of pressing the laminate, or may be performed simultaneously with the step of pressing the laminate. A preferable ambient temperature is 25 to 500°C, more preferably 25 to 360°C.

上記の全固体電池の製造方法によれば、容易に全固体電池を製造することができる。特に、固体電解質を形成するための層として、固体電解質シートAを使用しているため、連続プロセスにより全固体電池を大量に製造することができ、製造効率に優れた方法である。 According to the method for manufacturing an all-solid-state battery described above, an all-solid-state battery can be easily manufactured. In particular, since the solid electrolyte sheet A is used as a layer for forming the solid electrolyte, a large amount of all-solid-state batteries can be manufactured by a continuous process, and the method is excellent in manufacturing efficiency.

上記の製造方法によって、例えば、使用する材料の選定によって、リチウムイオン二次電池、ナトリウムイオン二次電池等の全固体電池を製造することができる。 All-solid-state batteries such as lithium-ion secondary batteries and sodium-ion secondary batteries can be produced by the above production method, for example, by selecting materials to be used.

以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の態様に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the embodiments of these examples.

(実施例1)
出発原料として、LiSとPを準備し、これらを75対25のモル比に調製した混合物1.5gと直径4mmΦのジルコニア製ボール90gとを、45mLのジルコニア製ポットに入れ、遊星型ボールミル装置を用い、アルゴン雰囲気下、回転数510rpmとし、24時間メカニカルミリング処理することで、平均粒径10μm程度の硫化物ガラス粉末を得た。得られた粉末について、粉末X線回折測定によりガラス化が確認され、ガラス固体電解質(硫化物固体電解質)が製造されていることを確認した。
(Example 1)
Li 2 S and P 2 S 5 were prepared as starting materials, and 1.5 g of a mixture prepared with a molar ratio of 75:25 and 90 g of zirconia balls having a diameter of 4 mm were placed in a 45 mL zirconia pot, A sulfide glass powder having an average particle size of about 10 μm was obtained by performing mechanical milling for 24 hours in an argon atmosphere using a planetary ball mill apparatus at a rotation speed of 510 rpm. Vitrification of the obtained powder was confirmed by powder X-ray diffraction measurement, and it was confirmed that a glass solid electrolyte (sulfide solid electrolyte) was produced.

次いで、遊星型ボールミルポットに、上記ガラス固体電解質、脱水ヘプタン、脱水ブチルエーテルを入れ、直径2mmΦのジルコニア製ボールを投入し、250rpmで20時間撹拌し、電解質スラリーを得た。該スラリーを乾燥し、平均粒径が約1~5μmの固体電解質粉末を得た。得られた固体電解質粉末の室温(25℃)におけるイオン導電率は、2.0×10-4S・cm-1であった。 Next, the glass solid electrolyte, dehydrated heptane, and dehydrated butyl ether were placed in a planetary ball mill pot, zirconia balls with a diameter of 2 mmΦ were added, and the mixture was stirred at 250 rpm for 20 hours to obtain an electrolyte slurry. The slurry was dried to obtain a solid electrolyte powder having an average particle size of about 1-5 μm. The ionic conductivity of the obtained solid electrolyte powder at room temperature (25° C.) was 2.0×10 −4 S·cm −1 .

一方、ガラス基板上にポリイミドシート(ポリイミドフィルムカプトン(登録商標)、東レ・デュポン株式会社製)を固定し、その表面にクロム蒸着、続いてフォトレジスト(OFPR-800LB、東京応化工業株式会社製)を塗布した。その後、一辺800μm角の孔を有する開口率88%のパターンが描写されたマスクを用いフォトリソグラフィを行った。ウェットエッチングによりクロムを除去し、さらにドライエッチングでポリイミド部の除去を行った。その後、再びウェットエッチングにより不要なクロムを除去することで、800μm角の貫通孔を有するポリイミド支持体を得た。該支持体の開口率は88%であった。 On the other hand, a polyimide sheet (polyimide film Kapton (registered trademark), manufactured by Toray DuPont Co., Ltd.) is fixed on a glass substrate, chromium is vapor-deposited on the surface, and then a photoresist (OFPR-800LB, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). was applied. After that, photolithography was performed using a mask having a pattern with an aperture ratio of 88% and having holes of 800 μm square on each side. The chromium was removed by wet etching, and the polyimide portion was removed by dry etching. Thereafter, unnecessary chromium was removed again by wet etching to obtain a polyimide support having through-holes of 800 μm square. The aperture ratio of the support was 88%.

上記支持体の両面に、上述のように得られた固体電解質粉末を静電印刷したアルミニウム箔を貼り合せた後、加熱ロールプレス機(タクミ技研製 SA―602―S)を用い、100℃、20kN、ロール回転速度0.4m/分の条件で加熱、加圧処理した。その後、アルミニウム箔を剥がすことで、厚さ50μmの固体電解質シートを得た。次に、固体電解質シートをΦ10mmに打ち抜き、円形シート形状に整えた。得られた固体電解質シートの室温(25℃)でのイオン導電率を交流インピーダンス法(AC振幅10mV、周波数10MHz~100Hz)により測定したところ、1.6×10-4S・cm-1であった。また、このシートは、ピンセットではさんでも、パンチ等で打ち抜いても周囲の欠けや、貫通孔からの粉末の脱落等がなく、ハンドリング性が良く、移動させることができる強度をもつ、自立シートであった。 After bonding the aluminum foil electrostatically printed with the solid electrolyte powder obtained as described above on both sides of the support, using a heating roll press (SA-602-S manufactured by Takumi Giken Co., Ltd.), 100 ° C. Heating and pressure treatment were performed under conditions of 20 kN and a roll rotation speed of 0.4 m/min. After that, the aluminum foil was peeled off to obtain a solid electrolyte sheet with a thickness of 50 μm. Next, the solid electrolyte sheet was punched out to have a diameter of 10 mm, and was arranged into a circular sheet shape. The ionic conductivity of the obtained solid electrolyte sheet at room temperature (25° C.) was measured by the AC impedance method (AC amplitude 10 mV, frequency 10 MHz to 100 Hz) and was 1.6×10 −4 S·cm −1 . rice field. In addition, this sheet is a self-supporting sheet with good handleability and strength that allows it to be moved without chipping of the periphery or falling off of powder from the through-holes even if it is sandwiched with tweezers or punched with a punch. there were.

(実施例2)
貫通孔を200μm角になるように製造したこと以外は実施例1と同様の方法によりポリイミド支持体を得た。該支持体の開口率は80%であった。
(Example 2)
A polyimide support was obtained in the same manner as in Example 1, except that the through-holes were formed to be 200 μm square. The aperture ratio of the support was 80%.

一方、実施例1と同様の方法で得た固体電解質粉末を静電印刷したアルミニウム箔を準備し、この印刷面に上記ポリイミド支持体を配置し、その上へ固体電解質を静電印刷し、次いで、アルミニウム箔を載せた後、加熱ロールプレス機を用い、100℃、20kN、ロール回転速度0.4m/分の条件で加熱、加圧処理した。その後、アルミニウム箔を剥がすことで、厚さ37μmの固体電解質シートを得た。次に、固体電解質シートをΦ10mmに打ち抜き、円形シート形状に整えた。 On the other hand, prepare an aluminum foil electrostatically printed with a solid electrolyte powder obtained in the same manner as in Example 1, place the polyimide support on the printed surface, electrostatically print the solid electrolyte thereon, and then , After placing the aluminum foil, a heating roll press was used to heat and pressurize under the conditions of 100° C., 20 kN, and a roll rotation speed of 0.4 m/min. After that, the aluminum foil was peeled off to obtain a solid electrolyte sheet with a thickness of 37 μm. Next, the solid electrolyte sheet was punched out to have a diameter of 10 mm, and was arranged into a circular sheet shape.

(実施例3)
実施例1と同様の方法で得た固体電解質粉末を脱水ヘプタンに分散させ、固形分濃度30wt%の固体電解質スラリーを作製した。次に、作製したスラリーを、実施例2で作製した200μm角の貫通孔を有するポリイミド支持体(開口率80%)上に、バーコーターを用いて塗工し、約120℃で加熱乾燥した。その後、加熱ロールプレス機を用い、100℃、30kN、ロール回転速度0.4m/分の条件で加熱、加圧処理をすることで、厚さ93μmの固体電解質シートを得た。
(Example 3)
A solid electrolyte powder obtained in the same manner as in Example 1 was dispersed in dehydrated heptane to prepare a solid electrolyte slurry having a solid concentration of 30 wt %. Next, the prepared slurry was applied using a bar coater onto the polyimide support (opening ratio 80%) having 200 μm square through-holes prepared in Example 2, and dried by heating at about 120°C. After that, a heating roll press was used to heat and pressurize under conditions of 100° C., 30 kN, and a roll rotation speed of 0.4 m/min to obtain a solid electrolyte sheet with a thickness of 93 μm.

(実施例4)
開口率を80%になるように製造した以外は実施例1と同様の方法によりポリイミド支持体を得た。
(Example 4)
A polyimide support was obtained in the same manner as in Example 1, except that the opening ratio was 80%.

実施例1と同様の方法で得た固体電解質粉末を上記ポリイミド支持体両面上に載せ、金型プレスにて、360MPaで5分間加圧することで、厚さ138μmの固体電解質シートを得た。 A solid electrolyte powder obtained in the same manner as in Example 1 was placed on both sides of the polyimide support and pressed with a mold press at 360 MPa for 5 minutes to obtain a solid electrolyte sheet with a thickness of 138 μm.

(比較例1)
実施例1と同様の方法で調製した固体電解質粉末をプレス機で加圧してペレットを形成した。このペレットを確認したところ、亀裂が生じており、また、ペレットをピンセットで持ち上げると破損が生じた。破損したものの厚さを計測すると、122μmであった。なお、ペレットの厚みを295μmにしてもやはり破損が生じた。
(Comparative example 1)
A solid electrolyte powder prepared in the same manner as in Example 1 was pressed with a press to form pellets. When the pellet was checked, cracks were found, and when the pellet was lifted with tweezers, it was broken. When the thickness of the damaged one was measured, it was 122 μm. Even when the thickness of the pellet was 295 μm, breakage still occurred.

(固体電解質シートの観察)
図3には、実施例で製造した固体電解質シートの表面の一部を拡大したSIM画像である。この図から、支持体の貫通孔に固体電解質粉末が充填されていることがわかった。
(Observation of solid electrolyte sheet)
FIG. 3 is an enlarged SIM image of a part of the surface of the solid electrolyte sheet produced in Example. From this figure, it was found that the through-holes of the support were filled with the solid electrolyte powder.

(電池の作製)
上記のように得られた各実施例の固体電解質シートを使用して、電池を下記手順で作製した。
(Production of battery)
Using the solid electrolyte sheet of each example obtained as described above, a battery was produced by the following procedure.

正極材として、表面をニオブ酸リチウム(LiNbО)で被覆したニッケルマンガンコバルト酸リチウム(LiNi1/3Mn1/3Co1/3О(NMC))、負極材として厚さ0.1mmのインジウム(In)又はグラファイトを準備した。 Lithium nickel manganese cobaltate (LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 (NMC)) coated with lithium niobate (LiNbO 3 ) was used as the positive electrode material, and a 0.1 mm thick Indium (In) or graphite was prepared.

正極の形成
上記LiNbО被覆NMC、実施例1で作製した固体電解質ガラス粉末、導電材(アセチレンブラック)及びバインダー(SBR)を、65.8:28.2:3:3の重量比で溶媒(脱水ヘプタン)中に分散させた正極合剤スラリーを、正極集電箔(アルミニウム箔、厚さ18μm)へドクターブレードを用いて塗布し、室温で自然乾燥させることにより正極を形成した。
Formation of positive electrode The above LiNbO3 - coated NMC, the solid electrolyte glass powder prepared in Example 1, the conductive material (acetylene black) and the binder (SBR) were mixed in a solvent ( A positive electrode mixture slurry dispersed in dehydrated heptane) was applied to a positive electrode current collector foil (aluminum foil, thickness 18 μm) using a doctor blade, and air dried at room temperature to form a positive electrode.

負極1の形成
インジウムを負極として使用した。
Formation of Negative Electrode 1 Indium was used as the negative electrode.

負極2の形成
活物質(グラファイト)、上記調製した固体電解質ガラス粉末、導電材(アセチレンブラック)及びバインダー(SBR)を、58.2:38.8:1:2の重量比で溶媒(脱水ヘプタン)中に分散させた負極合剤スラリーを、負極集電箔(電解銅箔、厚さ10μm)へドクターブレードを用いて塗布し、室温で自然乾燥させることにより負極を形成した。
The forming active material (graphite) of the negative electrode 2, the solid electrolyte glass powder prepared above, the conductive material (acetylene black) and the binder (SBR) were added to the solvent (dehydrated heptane ) was applied to a negative electrode collector foil (electrolytic copper foil, thickness 10 μm) using a doctor blade, and dried naturally at room temperature to form a negative electrode.

電池1の製造
上記正極と実施例4の固体電解質シートとを重ね合せ、プレス装置により360MPaで加圧したのち、厚さ0.1mmのインジウム(In)を正極とは反対側に貼りつけ対極とすることで電池1(In負極/固体電解質シート/NMC正極)を得た。
Production of Battery 1 The above positive electrode and the solid electrolyte sheet of Example 4 were superimposed and pressed at 360 MPa by a pressing device. Thus, battery 1 (In negative electrode/solid electrolyte sheet/NMC positive electrode) was obtained.

電池2の製造
上記負極2と正極を用い、これらの間に実施例1の固体電解質シートを挟む形で積層し、プレス装置により180MPaで加圧することで電池2を得た。得られた電池2は集電体、負極合剤、固体電解質シート、正極合剤及び集電体がこの順に積層されて形成されている。当該電池2の厚さは160μmであった。
Manufacture of Battery 2 Using the negative electrode 2 and the positive electrode described above, the solid electrolyte sheet of Example 1 was sandwiched between them, laminated, and pressed at 180 MPa with a press to obtain battery 2 . The obtained battery 2 is formed by laminating a current collector, a negative electrode mixture, a solid electrolyte sheet, a positive electrode mixture, and a current collector in this order. The thickness of the battery 2 was 160 μm.

(充放電評価)
上記のように作製した電池(電池1,2)を充放電測定装置に取り付けて充放電評価を行った。
(Charge/discharge evaluation)
The batteries (batteries 1 and 2) produced as described above were attached to a charge/discharge measuring device, and charge/discharge evaluation was performed.

電池1の充放電条件
測定温度:25℃
電流密度:20μA/cm
電圧範囲:3.7~2.5V
その結果、初期充電容量145mAh/g(正極活物質重量換算)、2nd放電容量88mAh/g(正極活物質重量換算)で、2nd充放電効率は88%であった。
Charge/discharge conditions of battery 1 Measurement temperature: 25°C
Current density: 20 μA/cm 2
Voltage range: 3.7-2.5V
As a result, the initial charge capacity was 145 mAh/g (converted to the weight of the positive electrode active material), the 2nd discharge capacity was 88 mAh/g (converted to the weight of the positive electrode active material), and the 2nd charge/discharge efficiency was 88%.

電池2の充放電条件
測定温度:25℃
電流密度:60μA/cm
電圧範囲:4.2~3.0V
その結果、初期充電容量68mAh/g(正極活物質重量換算)、2nd放電容量49mAh/g(正極活物質重量換算)で、2nd充放電効率は88%であった。
Charge/discharge conditions of battery 2 Measurement temperature: 25°C
Current density: 60 μA/cm 2
Voltage range: 4.2-3.0V
As a result, the initial charge capacity was 68 mAh/g (converted to the weight of the positive electrode active material), the 2nd discharge capacity was 49 mAh/g (converted to the weight of the positive electrode active material), and the 2nd charge/discharge efficiency was 88%.

図4(a)には電池1の、図4(b)には電池2のそれぞれの上記充放電評価の結果を示している。 FIG. 4(a) shows the results of the charge/discharge evaluation of Battery 1, and FIG. 4(b) shows the results of the above charge/discharge evaluation of Battery 2, respectively.

A 固体電解質シート
1 固体電解質
2 支持体
3 貫通孔
A solid electrolyte sheet 1 solid electrolyte 2 support 3 through hole

Claims (8)

固体電解質と、支持体とを備え、
前記支持体は複数の貫通孔を有しており、
前記固体電解質は前記貫通孔に充填され、
前記支持体は、感光性樹脂を除く有機材料で形成され、
前記感光性樹脂を除く有機材料は、ポリイミドであり、
前記支持体の厚みは5~50μmであり、
前記固体電解質が、少なくともリチウム元素を含む 、固体電解質シート
comprising a solid electrolyte and a support,
The support has a plurality of through holes,
The solid electrolyte is filled in the through holes,
The support is formed of an organic material other than a photosensitive resin,
The organic material other than the photosensitive resin is polyimide,
The thickness of the support is 5 to 50 μm.the law of nature,
The solid electrolyte contains at least lithium element , solid electrolyte sheet.
固体電解質と、支持体とを備え、
前記支持体は複数の貫通孔を有しており、
前記固体電解質は前記貫通孔に充填され、
前記支持体は、感光性樹脂を除く有機材料で形成され、
前記感光性樹脂を除く有機材料は、ポリイミドであり、
前記支持体の厚みは5~50μmであり、
前記固体電解質はガラス固体電解質を含む、 固体電解質シート。
comprising a solid electrolyte and a support,
The support has a plurality of through holes,
The solid electrolyte is filled in the through holes,
The support is formed of an organic material other than a photosensitive resin,
The organic material other than the photosensitive resin is polyimide,
The thickness of the support is 5 to 50 μm,
wherein the solid electrolyte comprises a glass solid electrolyte; Solid electrolyte sheet.
固体電解質と、支持体とを備え、
前記支持体は複数の貫通孔を有しており、
前記固体電解質は前記貫通孔に充填され、
前記支持体は、感光性樹脂を除く有機材料で形成され、
前記感光性樹脂を除く有機材料は、ポリイミドであり、
前記支持体の厚みは5~50μmであり、
前記支持体の開口率が50~99%となるように前記貫通孔が形成されている、 固体電解質シート。
comprising a solid electrolyte and a support,
The support has a plurality of through holes,
The solid electrolyte is filled in the through holes,
The support is formed of an organic material other than a photosensitive resin,
The organic material other than the photosensitive resin is polyimide,
The thickness of the support is 5 to 50 μm,
The through-holes are formed such that the opening ratio of the support is 50 to 99%. Solid electrolyte sheet.
前記固体電解質は、さらに、硫黄元素及びリン元素の少なくとも一方を含む固体電解質である、請求項1又は2に記載の固体電解質シート。 3. The solid electrolyte sheet according to claim 1, wherein said solid electrolyte further contains at least one of elemental sulfur and elemental phosphorus. 請求項1~のいずれか1項に記載の固体電解質シートの製造方法であって、
支持体上にエッチングにより形成された複数の貫通孔に固体電解質を充填する工程と、
前記貫通孔に前記固体電解質が充填された支持体をプレスする工程と、
を備える、固体電解質シートの製造方法。
A method for producing a solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 4 ,
a step of filling a plurality of through-holes formed by etching on the support with a solid electrolyte;
pressing a support in which the through-holes are filled with the solid electrolyte;
A method for producing a solid electrolyte sheet.
請求項1~のいずれか1項に記載の固体電解質シートを備える、全固体電池。 An all-solid battery comprising the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 4 . 請求項1~のいずれか1項に記載の固体電解質シートを含んで形成される積層体を加圧する工程を備える、全固体電池の製造方法。 A method for manufacturing an all-solid-state battery, comprising a step of pressing a laminate formed by including the solid electrolyte sheet according to any one of claims 1 to 4 . 上記の積層体を1000MPa以下の圧力で加圧する、請求項に記載の全固体電池の製造方法。 8. The method for producing an all-solid-state battery according to claim 7 , wherein the laminate is pressurized at a pressure of 1000 MPa or less.
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