JPWO2020129183A1 - リチウム電池のバッファおよびリチウム電池の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本実施形態に係るリチウム電池10の構成例を示す。図1において、互いに直交する3つの軸をX軸、Y軸、およびZ軸とする。本実施形態に係るリチウム電池10は、負極材として少なくとも金属リチウムを用いた二次電池である。リチウム電池10は、内部に電荷を蓄積して充電し、また、外部に蓄積した電荷を放出して放電するための正極端子12および負極端子14を備える。
図2は、本実施形態に係るリチウム電池10の断面構成の一例を示す。図2は、図1に示すA−A’線におけるリチウム電池10の断面の構成例を示す。リチウム電池10は、正極端子12および負極端子14と、基板110と、正極材層120と、電解質層130と、バッファ層140と、負極層150と、シール材160とを備える。
図3は、本実施形態に係るリチウム電池10を作製するフローの一例を示す。まず、基板110の一方の面に正極材を塗布する(S310)。正極材は、例えば、5μm以下のサイズに細粒化されているLAGPに、正極活物質含有MPS溶液を加えて撹拌させた、正極用電解質原材である。なお、LAGPに代えて、5μm以下のサイズに細粒化されているLISICONを用いてもよい。正極材は、例えば、撹拌分散装置、スパチューラ、スターラ、超音波振動機等によって撹拌されてスラリー化される。また、正極材は、例えば、塗布装置によって塗布される。
12 正極端子
14 負極端子
110 基板
120 正極材層
130 電解質層
132 凹部
140 バッファ層
150 負極層
160 シール材
162 第1シール材
164 第2シール材
Claims (11)
- 基板と、
前記基板の一方の面に形成されている正極材層と、
前記正極材層の前記基板を向く面とは反対側の面に形成されている電解質層と、
前記電解質層の前記基板を向く面とは反対側の面に形成されているバッファ層と、
前記バッファ層の前記基板を向く面とは反対側の面に形成されており、リチウムを含む負極層と
を備え、
前記電解質層は、前記負極層を向く面の一部において、前記基板に向けてくぼんでいる凹部を有し、
前記バッファ層は、前記凹部を満たすように形成されている、
リチウム電池。 - 前記バッファ層は、アルミナエアロゲルが添加されているゲル状の層である、請求項1に記載のリチウム電池。
- 前記電解質層は、前記負極層を向く面の一部において、前記凹部を複数有し、
前記バッファ層は、複数の前記凹部を満たすように形成されている、
請求項1または2に記載のリチウム電池。 - 前記正極材層および前記電解質層は、5μm以下のサイズに細粒化されているLAGPを有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のリチウム電池。
- 前記正極材層および前記電解質層は、5μm以下のサイズに細粒化されているLISICON(Lithium−Super−Ion−Conductor)を有し、
前記電解質層は、少なくとも前記負極層との界面において、被覆材料を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載のリチウム電池。 - 基板の一方の面に正極材を塗布して乾燥させ、焼成することで正極材層を形成するステップと、
前記正極材層の前記基板を向く面とは反対側の面に電解質を塗布して乾燥させ、焼成することで電解質層を形成するステップと、
前記電解質層の前記基板を向く面とは反対側の面の少なくとも一部にバッファ材を塗布してバッファ層を形成するステップと、
前記バッファ層の前記基板を向く面とは反対側の面にリチウムを含む負極材を貼り合わせて負極層を形成するステップと
を備え、
前記電解質層を形成するステップは、前記電解質を乾燥した後に、前記電解質の前記基板を向く面とは反対側の面の一部に、前記基板に向けてくぼむように凹部を形成するステップを更に有し、
前記バッファ層を形成するステップは、前記電解質層の前記凹部にバッファ材を塗布して前記バッファ層を形成する、
リチウム電池の製造方法。 - 前記バッファ材は、電解液またはイオン性液体にアルミナエアロゲルが添加された材料を含む、請求項6に記載の製造方法。
- 前記正極材層を形成するステップは、乾燥後の前記正極材を予め定められた圧力で加圧するステップを更に有する、請求項6または7に記載の製造方法。
- 前記電解質層を形成するステップは、乾燥後の前記電解質を予め定められた圧力で加圧するステップを更に有する、請求項6から8のいずれか一項に記載の製造方法。
- 前記電解質を加圧するステップは、前記電解質層に予め定められた形状の前記凹部を形成させる、請求項9に記載の製造方法。
- 前記負極層を形成するステップの後に、
前記基板および前記負極層のそれぞれに配線材料を接続するステップと、
前記配線材料の一部以外の材料をシール材料でシーリングするステップと、
前記シール材料を加圧するステップと
を更に備える、請求項6から10のいずれか一項に記載の製造方法。
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