KR101978557B1 - 전고체 전지의 제조 방법, 전고체 전지의 제조 장치 및 전고체 전지 - Google Patents

전고체 전지의 제조 방법, 전고체 전지의 제조 장치 및 전고체 전지 Download PDF

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도요타 지도샤（주）
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Abstract

전고체 전지의 제조 방법은, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 을 각각 복수 적층하여, 적층 방향 양 단면과 측면을 구비하는 적층 전지 (6) 를 얻는 것 (S1), 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2), 상기 액상의 수지를 경화시키는 것을 포함한다. 상기 적층 전지를 얻는 데에 있어서, 상기 집전체층 (1), 상기 정극 합제층 (2), 상기 고체 전해질층 (5) 및 상기 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고, 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면에 있어서 상기 연장층을 복수 연장시킨다. 상기 수지의 공급에 있어서, 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지를 공급함으로써, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이의 간극에 상기 액상의 수지를 들어가게 한다.

Description

전고체 전지의 제조 방법, 전고체 전지의 제조 장치 및 전고체 전지{MANUFACTURING METHOD FOR ALL-SOLID-STATE BATTERY, MANUFACTURING APPARATUS FOR ALL-SOLID-STATE BATTERY, AND ALL-SOLID-STATE BATTERY}
본원에서는 전고체 전지의 제조 방법, 전고체 전지의 제조 장치 및 전고체 전지를 개시한다.
정극층, 고체 전해질층 및 부극층을 각각 복수 적층하여 이루어지는 적층 전지에 대해, 그 전체를 수지로 덮는 기술이 알려져 있다 (일본 공개특허공보 2000-251858 참조). 이로써, 예를 들어, 전지의 내투습성이나 기계적 강도가 향상된다.
적층 전지의 전체를 수지로 덮는 방법으로는, 적층 전지를 미경화 수지로 덮은 후에 당해 미경화 수지를 경화시키는 방법을 생각할 수 있다. 여기에서, 적층 전지를 미경화 수지로 덮는 방법으로는, 일본 공개특허공보 2000-251858 에 개시되어 있는 바와 같이, 적층 전지를 미경화 수지 중에 침지한 후에 끌어올리는 디핑법이나, 적층 전지를 소정 크기의 형 내에 배치하고, 이 형 내에 미경화 수지를 쏟아붓는 주형법이 일반적이다.
혹은 정극층, 고체 전해질층 및 부극층을 적층한 전고체 전지 소자에 인서트 성형으로 수지 피복층을 형성하는 기술도 알려져 있다 (일본 공개특허공보 2015-018769 참조).
한편, 전고체 전지와는 전혀 기술 분야가 상이한 반도체 제조 분야에 있어서, 기판과 칩의 간극에 언더필용 수지를 충전하는 기술이 알려져 있다 (일본 공개특허공보 2008-113045 및 일본 공개특허공보 2011-061093 참조).
적층 전지에 있어서는, 통상적으로, 정극층, 고체 전해질층 및 부극층 중 1 층 또는 2 층이 다른 층보다 연장되어 연장층으로 되어 있고, 적층 전지의 측면에 있어서 연장층이 복수 연장된 상태가 된다. 여기에서, 적층 전지의 측면에 있어서 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이의 간극은 좁다. 그 때문에, 일본 공개특허공보 2000-251858 에 개시된 바와 같은 디핑법이나 주형법에 의해 적층 전지를 수지로 피복하려고 한 경우, 적층 전지의 측면에서 당해 간극에 수지가 들어가기 어려운 점에서, 수지량을 가능한 한 늘릴 필요가 있다고 생각된다. 결과적으로, 적층 방향으로 체적이 증가해 버려, 전지의 에너지 밀도가 저하되어 버린다.
본원에서는 에너지 밀도를 향상시키는 것이 가능한 전고체 전지의 제조 방법이나 전고체 전지의 제조 장치, 나아가서는 에너지 밀도가 향상된 전고체 전지를 제공한다.
본 발명의 제 1 양태에 관련된 전고체 전지의 제조 방법은, 집전체층, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층을 각각 복수 적층하여, 적층 방향 양 단면 (端面) 과 측면을 구비하는 적층 전지를 얻는 것, 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지를 공급하는 것, 상기 액상의 수지를 경화시키는 것을 구비한다. 적층 전지를 얻는 데에 있어서, 상기 집전체층, 상기 정극 합제층, 상기 고체 전해질층 및 상기 부극 합제층 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고, 상기 적층 전지의 상기 측면에 있어서 상기 연장층을 복수 연장시킨다. 상기 액상의 수지를 공급하는 데에 있어서, 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지를 공급함으로써, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이의 간극에 상기 액상의 수지를 들어가게 한다.
「집전체층」이란, 정극 집전체 또는 부극 집전체로서 기능하는 층이다. 1 개의 집전체층이 정극 집전체와 부극 집전체를 겸하고 있어도 된다. 「집전체층, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층을 각각 복수 적층하여」란, 예를 들어, 집전체층, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층을 이 순서로 반복 적층함으로써, 전지 소자가 복수 적층된 상태가 되는 것을 말한다. 즉, 「적층 전지」는 복수의 전지 소자에 의해 구성된다. 또한, 집전체층과 정극 합제층, 집전체층과 부극 합제층은, 예를 들어 합제 슬러리를 집전체의 표면에 도포하는 형태로 서로 중첩되도록 접합되어 있어도 되고, 이 공정은 적층 전지를 얻는 것보다 먼저 실시해도 된다. 「적층 방향 양 단면」이란, 적층 전지의 적층 방향 최외측을 구성하는 면을 말한다. 「측면」이란, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층의 외측 가장자리에 의해 구성되는 면이다. 「액상의 수지」란, 미경화 수지를 말하고, 그 후 어떠한 처리에 의해 경화시키는 것이 가능한 것이면 된다. 「액상」이란, 반드시 실온에서 액상일 필요는 없고, 가열에 의해 용융된 수지여도 된다. 즉, 본원에 있어서 「액상의 수지」에는, 열경화성 수지나 광경화성 수지 등의 경화성 수지뿐만 아니라 열가소성 수지도 포함된다. 「측면으로만 액상의 수지를 공급함」이란, 적층 전지의 적층 방향 양 단면에 대해서는 그 대부분을 액상의 수지로 피복하지 않고 노출시킨 채로, 적층 전지의 측면에 대해 액상의 수지를 공급하는 것을 말한다. 「상기 집전체층, 상기 정극 합제층, 상기 고체 전해질층 및 상기 부극 합제층 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고」란, 집전체층, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층 중 적어도 1 층의 외측 가장자리가, 다른 층의 외측 가장자리보다 외방으로 연장되어 있는 것을 의미한다.
상기 제 1 양태에 있어서, 상기 액상의 수지를 공급하는 것의 완료 후 또한 상기 액상의 수지를 경화시키는 것의 개시 전에, 상기 액상의 수지를 공급하는 데에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 높게 하는 것을 추가로 구비해도 된다.
「분위기 압력」이란, 적층 전지에 부여되는 압력을 말한다.
상기 양태에 있어서, 상기 적층 전지를 얻는 것의 완료 후 또한 상기 액상의 수지를 공급하는 것의 개시 전에, 상기 적층 전지를 얻는 데에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 낮게 하는 것을 추가로 구비해도 된다. 또한, 적층 전지를 얻는 것과 액상의 수지를 공급하는 것은 동일한 장치에서 실시하지 않아도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 적층 전지를 얻는 것의 완료 후 또한 상기 액상의 수지를 공급하는 것의 개시 전에, 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 양 단면을 피복 부재로 피복하는 것을 구비해도 되고, 상기 액상의 수지를 공급하는 데에 있어서, 상기 피복 부재에 의해 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 양 단면을 상기 액상의 수지로부터 보호해도 된다.
상기 양태에 있어서, 적층 전지를 지그에 의해 유지하면서 상기 수지를 공급하는 것을 실시해도 된다. 상기 지그는, 상기 적층 전지의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면과, 상기 적층 전지의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재와, 상기 상측 피복 부재로부터 상기 하측 바닥면을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면을 가져도 된다.
상기 양태에 있어서는, 상기 적층 전지를 얻는 데에 있어서, 상기 집전체층, 상기 정극 합제층 및 상기 부극 합제층에 의해 바이폴러 전극층을 구성해도 된다. 상기 고체 전해질층을 개재하여 상기 바이폴러 전극층을 복수 적층하여 상기 적층 전지로 하고, 상기 집전체층, 상기 정극 합제층, 상기 고체 전해질층 및 상기 부극 합제층 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고, 상기 적층 전지의 상기 측면에 있어서 상기 연장층을 복수 연장시켜도 된다.
본 발명의 제 2 양태에 관련된 전고체 전지의 제조 장치는, 적층 방향 양 단면과 측면을 갖고, 그 측면에 있어서 연장층이 복수 연장되어 있음과 함께, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이에 간극을 갖는 적층 전지에 대해, 그 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지를 공급한 후, 그 액상의 수지를 경화시킴으로써 전고체 전지를 제조하는 장치이다. 상기 제조 장치는, 상기 적층 전지를 수용하는 챔버와, 상기 챔버에 수용된 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지를 공급하도록 구성되는 수지 공급부를 구비한다.
「적층 전지」란, 상기 서술한 바와 같이, 집전체층, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층이 각각 복수 적층되어 이루어지는 것이다. 「수지 공급부」란, 액상의 수지를 토출하는 등 하여 적층 전지의 측면으로만 액상의 수지를 공급할 수 있는 것이면 된다. 토출구를 갖는 배관이나 노즐 등 여러 가지의 형태를 모두 채용할 수 있다.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 챔버 내의 압력을 제어하도록 구성되는 압력 제어부를 추가로 구비해도 된다. 상기 압력 제어부는 상기 수지 공급부로부터 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지가 공급된 후, 또한, 상기 액상의 수지를 경화시키기 전에 있어서, 상기 챔버 내의 압력을 상대적으로 높이도록 구성되어도 된다.
「상기 수지 공급부로부터 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지가 공급된 후, 또한, 상기 액상의 수지를 경화시키기 전에 있어서, 상기 압력 제어부에 의해, 상기 챔버 내의 압력이 상대적으로 높아지는」이란, 후술하는 바와 같이 「상기 수지 공급부로부터 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지가 공급되기 전」에 챔버 내가 감압되어 있었던 경우, 당해 챔버 내의 압력을 대기압으로 되돌리는 (즉, 챔버를 대기압에 개방하는) 형태까지도 포함하는 개념이다. 즉, 챔버 밖의 압력과는 관계없이, 챔버 내에서 상대적으로 압력을 상승시키는 것이면, 본 개시의 제조 장치의 압력 제어부를 만족시킨다.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 챔버 내의 압력을 제어하는 압력 제어부를 추가로 구비해도 된다. 상기 압력 제어부는, 상기 적층 전지를 상기 챔버 내에 수용한 후, 또한, 상기 수지 공급부로부터 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지가 공급되기 전에 있어서, 상기 챔버 내의 압력을 상대적으로 저감시키도록 구성되어도 된다.
상기 제 2 양태에 있어서, 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 단면을 보호하면서 그 적층 전지를 유지하도록 구성되는 지그를 추가로 구비해도 된다. 상기 지그가 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 단면을 보호한 상태에서, 상기 수지 공급 수단으로부터 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지가 공급되어도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 단면을 보호하면서 그 적층 전지를 유지하도록 구성되는 지그를 추가로 구비해도 된다. 상기 지그는, 상기 적층 전지의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면과, 상기 적층 전지의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재와, 상기 상측 피복 부재로부터 상기 하측 바닥면을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면을 가져도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 적층 전지의 적어도 측면을 가열하는 가열부를 추가로 구비해도 된다.
상기 양태에 있어서, 상기 적층 전지의 적어도 측면을 냉각시키는 냉각부를 추가로 구비해도 된다.
본 발명의 제 3 양태에 관련된 전고체 전지는, 집전체층, 정극 합제층, 고체 전해질층 및 부극 합제층이 각각 복수 적층되어 이루어지는 적층 전지와, 상기 적층 전지의 적층 방향 양 단면을 구성하는 최외측 집전체층과, 상기 적층 전지의 측면만을 피복하는 수지를 구비한다. 상기 집전체층, 상기 정극 합제층, 상기 고체 전해질층 및 상기 부극 합제층 중 적어도 1 층이 다른 층보다 외방으로 연장되어 연장층이 되고, 상기 적층 전지의 측면에 있어서 그 연장층이 복수 연장되어 있고, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이의 간극에 상기 수지가 들어가 있고, 상기 최외측 집전체층과 상기 수지에 의해, 상기 최외측 집전체층을 제외한 상기 적층 전지를 봉지하기 위한 전지 케이스가 구성됨과 함께, 상기 최외측 집전체층이 전지 단자로 되어 있다.
「상기 최외측 집전체층과 상기 수지에 의해, 상기 최외측 집전체층을 제외한 상기 적층 전지를 봉지하기 위한 전지 케이스가 구성됨」이란, 바꾸어 말하면, 적층 전지 중 최외측 집전체층을 제외한 부분이, 최외측 집전체층과 수지에 의해 획정되는 공간 내에 수용됨과 함께 최외측 집전체층과 수지에 의해 유지되어, 적층 전지의 내부로 수분 등이 들어가지 않도록 구성되어 있는 것을 의미한다. 또한, 「최외측 집전체층이 전지 단자로 되어 있는」 본 개시의 전고체 전지는, 적층 전지의 적층 방향 양 단면이 수지에 덮이지 않고 노출되어 있다.
상기 제 3 양태에 있어서, 상기 집전체층, 상기 정극 합제층 및 상기 부극 합제층이, 바이폴러 전극층을 구성하고 있어도 된다. 상기 적층 전지는, 상기 고체 전해질층을 개재하여 상기 바이폴러 전극층이 복수 적층되어 이루어지고, 상기 집전체층, 상기 정극 합제층, 상기 고체 전해질층 및 상기 부극 합제층 중 적어도 1 층이 다른 층보다 외방으로 연장되어 연장층이 되고, 상기 적층 전지의 측면에 있어서 상기 연장층이 복수 연장되어 있어도 된다.
본 개시의 전고체 전지의 제조 방법, 전고체 전지의 제조 장치, 전고체 전지에 의하면, 적층 전지의 측면으로만 수지가 공급됨으로써, 적층 전지의 측면에 있어서의 간극 부분에 수지를 효율적으로 들어가게 할 수 있다. 본 개시의 제조 방법 등에 있어서는 적층 전지의 적층 방향으로는 수지가 공급되지 않는 점에서, 전고체 전지의 에너지 밀도를 향상시킬 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태들의 특징, 장점 및 기술적 및 산업적 중요성은 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명될 것이며, 동일한 부호는 동일한 요소를 나타내고, 첨부된 도면들 중에서:
도 1 은, 전고체 전지의 제조 방법의 흐름을 설명하기 위한 도면이다.
도 2a 는, 제 1 공정 (S1) 을 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 2b 는, 제 1 공정 (S1) 을 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 3a 는, 적층 전지 (6) 의 측면의 형태에 대하여 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 3b 는, 적층 전지 (6) 의 측면의 형태에 대하여 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 4a 는, 제 2 공정 (S2) 을 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 4b 는, 제 2 공정 (S2) 을 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 4c 는, 제 2 공정 (S2) 을 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 5a 는, 제 3 공정 (S3) 을 설명하기 위한 개략도이다.
도 5b 는, 제 3 공정 (S3) 을 설명하기 위한 개략도이다.
도 6 은, 도 1 에 대하여, S1 ∼ S3 이외의 가압 공정, 감압 공정에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 7 은, 도 1 에 대하여, S1 ∼ S3 이외의 피복 공정에 대하여 설명하기 위한 도면이다.
도 8 은, 전고체 전지의 제조 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 9a 는, 전고체 전지를 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 9b 는, 전고체 전지를 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 9c 는, 전고체 전지를 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 10 은, 지그를 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 11 은, 지그를 사용하여 S2 를 실시하는 경우에 대하여 설명하기 위한 단면 개략도이다.
도 12 는, 실시예의 결과를 설명하기 위한 사진도이다.
도 13 은, 참고예의 결과를 설명하기 위한 사진도이다.
1. 전고체 전지의 제조 방법
도 1 ∼ 5 를 참조하면서, 전고체 전지 (10) 의 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 전고체 전지 (10) 의 제조 방법에서는 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 을 각각 복수 적층하여, 적층 방향 양 단면과 측면을 구비하는 적층 전지 (6) 를 얻는 제 1 공정 (S1) 과, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하는 제 2 공정 (S2) 과, 액상의 수지 (7') 를 경화시키는 제 3 공정 (S3) 을 구비하고 있다. 여기에서, 도 2a, 2b, 3a, 3b 에 나타내는 바와 같이, 제 1 공정 (S1) 에 있어서는, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서 연장층을 복수 연장시킨다. 또, 도 4a, 4b, 4c 에 나타내는 바와 같이, 제 2 공정 (S2) 에 있어서는, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급함으로써, 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이의 간극 (X) 에 액상의 수지 (7') 를 들어가게 한다.
1.1. 제 1 공정
제 1 공정 (S1) 은, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 을 각각 복수 적층하여, 적층 방향 양 단면과 측면을 구비하는 적층 전지 (6) 를 얻는 공정이다. 도 2a, 2b, 3a, 3b 에 나타내는 바와 같이, S1 에 있어서는, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서 연장층을 복수 연장시킨다.
1.1.1. 집전체층
집전체층 (1) 은, 전고체 전지의 집전체로서 공지된 것을 모두 채용할 수 있다. 예를 들어, 금속박이나 금속 메시 등에 의해 구성하면 된다. 특히 금속박이 바람직하다. 집전체층 (1) 의 적층면의 면적이나 두께는 특별히 한정되는 것은 아니다. 집전체층 (1) 을 구성하는 금속으로는, Cu, Ni, Al, Fe, Ti 등을 들 수 있다.
또한, 도 2a 에 나타내는 바와 같이, 정극 합제층 (2) 과 집전체층 (1) 과 부극 합제층 (3) 으로 바이폴러 전극층 (4) 을 구성하는 것이 바람직하다. 바이폴러 전극층 (4) 으로 함으로써, 적층 전지 (6) 의 적층 방향의 체적을 삭감할 수 있어, 보다 에너지 밀도가 높은 전고체 전지 (10) 를 제조할 수 있다. 바이폴러 전극층 (4) 을 구성하는 경우, 적층 전지 (6) 의 내부에 있어서 전지 요소가 서로 직렬로 접속된 상태가 되어, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 구성하는 집전체층 (최외측 집전체층) 으로부터 전기를 취출할 수 있다. 또한, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2) 및 부극 합제층 (3) 이 바이폴러 전극층을 구성하지 않는 경우, 적층 전지 (6) 내에서 단전지가 병렬로 접속되게 된다. 바꾸어 말하면, 적층 전지 (6) 를 구성하는 복수의 정극 집전체층끼리 및 복수의 부극 집전체층끼리를 리드 등으로 접속할 필요가 있다. 이 경우, 당해 리드 단부 (端部) 를 최외측 집전체층에 의해 구성함으로써, 최외측 집전체층으로부터 전기를 취출할 수 있다. 또한, 이 경우, 수지의 공급 전 (후술하는 S2 의 전) 에, 적층 전지 (6) 의 측면으로 당해 리드 등이 노출되어 있는 경우가 있다. 이 경우에는 후술하는 S2 에 있어서 적층 전지 (6) 의 측면으로만 수지를 공급하여, 당해 리드채로 당해 측면을 봉지하는 경우가 있을 수 있다.
여기에서, 후술하는 바와 같이, 최외측 집전체층을 전지 단자로 하는 경우에는, 적층 전지 (6) 의 내부의 집전체층보다 두께가 크고, 기계적 강도가 높은 것에 의해 최외측 집전체층을 구성하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 최외측 집전체층의 두께를 15 ㎛ 이상 200 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다.
1.1.2. 정극 합제층
정극 합제층 (2) 은, 전고체 전지의 정극 합제층으로서 공지된 것을 모두 채용할 수 있다. 도 2a, 2b 에 있어서는, 정극 합제층 (2) 은 집전체층 (1) 의 일면측에 적층된다.
정극 합제층 (2) 은 적어도 정극 활물질을 포함하고, 추가로 임의로 고체 전해질, 바인더 및 도전 보조제를 포함한다. 정극 활물질은 공지된 활물질을 사용하면 된다. 공지된 활물질 중, 소정의 이온을 흡장 방출하는 전위 (충방전 전위) 가 상이한 2 개의 물질을 선택하고, 귀의 전위를 나타내는 물질을 정극 활물질로 하고, 비의 전위를 나타내는 물질을 후술하는 부극 활물질로 하여 각각 사용할 수 있다. 예를 들어, 전고체 리튬 이온 전지를 구성하는 경우에는, 정극 활물질로서 LiNi1/3Co1 /3Mn1 /3O2 등의 리튬 화합물을 사용할 수 있다. 정극 활물질은 표면이 니오브산리튬층 등의 산화물층으로 피복되어 있어도 된다. 고체 전해질은 무기 고체 전해질이 바람직하다. 유기 폴리머 전해질과 비교하여 이온 전도도가 높기 때문이다. 또, 유기 폴리머 전해질과 비교하여, 내열성이 우수하기 때문이다. 예를 들어, Li3PO4 등의 산화물 고체 전해질이나 Li2S-P2S5 등의 황화물 고체 전해질을 들 수 있다. 특히, Li2S-P2S5 를 포함하는 황화물 고체 전해질이 바람직하고, Li2S-P2S5 를 50 몰％ 이상 포함하는 황화물 고체 전해질이 보다 바람직하다. 도전 보조제로는 아세틸렌 블랙이나 케첸 블랙 등의 탄소 재료나 니켈, 알루미늄, 스테인리스강 등의 금속 재료를 사용할 수 있다. 바인더는 부타디엔 고무 (BR), 아크릴레이트부타디엔 고무 (ABR), 폴리불화비닐리덴 (PVdF) 등의 여러 가지 바인더를 사용할 수 있다. 정극 합제층 (2) 에 있어서의 각 성분의 함유량은 종래와 동일하게 하면 된다. 정극 합제층 (2) 의 형상은 시트상이면 된다. 정극 합제층 (2) 의 두께는, 예를 들어 0.1 ㎛ 이상 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
1.1.3. 고체 전해질층
고체 전해질층 (5) 은, 고체 전해질과 임의로 바인더를 포함한다. 고체 전해질은 상기 서술한 무기 고체 전해질이 바람직하다. 바인더는 정극 합제층 (2) 에 사용되는 바인더와 동일한 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 고체 전해질층 (5) 에 있어서의 각 성분의 함유량은, 종래와 동일하게 하면 된다. 고체 전해질층 (5) 의 형상은 시트상으로 하면 된다. 고체 전해질층 (5) 의 두께는, 예를 들어 0.1 ㎛ 이상 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다.
1.1.4. 부극 합제층
부극 합제층 (3) 은, 전고체 전지의 부극 합제층으로서 공지된 것을 모두 채용할 수 있다. 도 2a, 2b 에 있어서는, 부극 합제층 (3) 은 집전체층 (1) 의 타면측에 적층된다.
부극 합제층 (3) 은, 적어도 부극 활물질을 포함하고, 추가로 임의로 고체 전해질, 바인더 및 도전 보조제를 포함한다. 부극 활물질은 공지된 활물질을 사용하면 된다. 공지된 활물질 중, 소정의 이온을 흡장 방출하는 전위 (충방전 전위) 가 상이한 2 개의 물질을 선택하여, 귀의 전위를 나타내는 물질을 상기 서술한 정극 활물질로 하고, 비의 전위를 나타내는 물질을 부극 활물질로 하여 각각 사용할 수 있다. 예를 들어, 전고체 리튬 이온 전지를 구성하는 경우에는, 부극 활물질로서 그라파이트 등의 탄소 재료나, 각종 산화물, 혹은, 금속 리튬이나 리튬 합금을 사용할 수 있다. 고체 전해질, 바인더 및 도전 보조제는 정극 합제층 (2) 에 사용되는 것과 동일한 것을 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 부극 합제층 (3) 에 있어서의 각 성분의 함유량은, 종래와 동일하게 하면 된다. 부극 합제층 (3) 의 형상은 시트상으로 하면 된다. 부극 합제층 (3) 의 두께는, 예를 들어 0.1 ㎛ 이상 1 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하다. 단, 부극의 용량이 정극의 용량보다 커지도록, 부극 합제층 (3) 의 두께를 결정하는 것이 바람직하다.
1.1.5. 적층 전지
도 2b 에 나타내는 바와 같이, 적층 전지 (6) 는, 상기 서술한 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 이 각각 복수 적층되어 이루어진다. 구체적으로는, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 을 이 순서로 반복 적층함으로써, 전지 소자가 복수 적층된 상태가 된다. 여기에서, 적층 전지 (6) 에 있어서는, 도 2a, 2b, 3a, 3b 에 나타내는 바와 같이, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층이 다른 층보다 연장되어 연장층으로 되어 있고, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서 연장층이 복수 연장된 상태가 된다.
적층 전지 (6) 에 있어서 연장층으로 하는 층은 특별히 한정되는 것은 아니다. 특히, 집전체층 (1) 을 연장층으로 하여, 다른 층보다 외방으로 연장시키는 것이 바람직하다. 혹은, 고체 전해질층 (5) 을 연장층으로 하여, 다른 층보다 외방으로 연장시키는 것이 바람직하다. 또, 정극 합제층 (2) 은 다른 층보다 내방으로 들어가게 하는 것이 바람직하다.
도 3a 에 나타내는 바와 같이, 적층 전지 (6) 에 있어서는, 집전체층 (1) 중 최외측에 존재하는 것이 적층 방향 양 단면을 구성하고 있다. 또, 적층 전지 (6) 에 있어서는, 각 층의 외측 가장자리의 중첩에 의해 측면이 구성된다. 상기 서술한 바와 같이, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서는 연장층이 복수 연장되어 있으며, 간극 (X) 이 복수 형성된다. 간극 (X) 의 형태에 대해서는, 상기 서술한 연장층의 연장 길이나 상기 서술한 각 층의 두께에 의해 결정되는 것이다. 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서, 간극의 구체적인 폭 (연장층의 간격) 이나 깊이 (연장층의 연장 길이) 에 대해서는, 예를 들어, 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이의 최소 간극폭 (도 3b 의 길이 X1) 이, 하한이 바람직하게는 0.1 ㎛ 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎛ 이상이고, 상한이 바람직하게는 1 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 100 ㎛ 이하이다. 또, 적층 전지 (6) 에 있어서, 연장층의 최대 연장 길이 (도 3b 의 길이 Y1) 는, 하한이 바람직하게는 0.5 ㎜ 이상, 보다 바람직하게는 1 ㎜ 이상이고, 상한이 바람직하게는 5 ㎜ 이하, 보다 바람직하게는 3 ㎜ 이하이다. 또한, 도 3b 에 나타내는 바와 같이, 적층 전지 (6) 의 측면에 구성되는 간극이 다단 구조로 되어 있어도 된다.
1.2. 제 2 공정
제 2 공정 (S2) 은, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하는 공정이다. 도 4a, 4b, 4c 에 나타내는 바와 같이, S2 에 있어서는, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급함 (도 4a, 4b) 으로써, 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이의 간극 (X) 에 액상의 수지 (7') 를 들어가게 한다 (도 4c).
1.2.1. 액상의 수지
액상의 수지 (7') 의 종류는 특별히 한정되는 것은 아니다. 열경화성 수지, 자외선 경화성 수지, 열가소성 수지 등 여러 가지의 수지를 채용할 수 있다. 특히, 열경화성 수지가 바람직하다. 적층 전지 (6) 에 액상의 수지 (7') 를 공급할 때의, 당해 액상의 수지 (7') 의 점도는 25 ℃ 에 있어서 3000 m㎩ㆍs 이상 3500 m㎩ㆍs 이하인 것이 바람직하다. 이와 같은 점도의 액상의 수지 (7') 에 의하면, 모세관 현상에 의해, 상기 서술한 적층 전지 (6) 의 측면의 간극의 내부로 액상의 수지 (7') 를 보다 용이하게 들어가게 할 수 있다. 액상의 수지 (7') 의 구체예로는, 반도체 제조 분야에 있어서의 언더필용 수지와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 즉, 에폭시계 수지 등을 사용할 수 있다. 혹은 아민계 수지 등을 사용할 수도 있다.
제 2 공정 (S2) 에 있어서의 액상의 수지 (7') 의 공급 속도나 공급량은, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극의 형태에 따라 적절히 조정하면 되고, 적층 전지 (6) 의 측면을 충분히 봉지할 수 있는 양을 공급하면 된다. S2 에서는, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면 (집전체층 (1) 의 표면) 에 대해서는 그 대부분을 액상의 수지 (7') 로 피복하지 않고 노출시킨 채로, 적층 전지 (6) 의 측면에 대해 액상의 수지 (7') 가 공급된다. 이와 같이 함으로써, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극에 수지를 효율적으로 들어가게 할 수 있음과 함께, 적층 방향에 있어서의 전지 체적의 증가를 억제할 수 있다.
1.3. 제 3 공정
제 3 공정 (S3) 은, 액상의 수지 (7') 를 경화시키는 공정이다. 도 5a, 5b 에 나타내는 바와 같이, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서 액상의 수지 (7') 가 서서히 경화되어 (도 5a), 적층 전지 (6) 의 측면에 경화 수지층 (7) 이 형성되어, 전고체 전지 (10) 가 된다 (도 5b).
액상의 수지 (7') 를 경화시키는 방법은, 수지의 종류마다 상이하다. 예를 들어, 액상의 수지 (7') 로서 열경화성 수지를 사용한 경우에는, S2 이후, 적층 전지 (6) 의 적어도 측면측을 가열함으로써, 액상의 수지 (7') 를 경화시키는 것이 가능하다. 또, 자외선 경화성 수지를 사용한 경우에는, S2 이후, 적층 전지 (6) 의 적어도 측면측에 자외선을 조사함으로써, 액상의 수지 (7') 를 경화시키는 것이 가능하다. 또, 열가소성 수지를 사용한 경우에는, S2 이후, 적층 전지 (6) 의 적어도 측면측을 냉각시키는 (자연 냉각을 포함한다) 것에 의해, 액상의 수지 (7') 를 경화시키는 것이 가능하다.
또한, 제 2 공정 (S2) 이나 제 3 공정 (S3) 은, 저노점하에서 실시하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 바람직하게는 노점 -30 ℃ 이하의 저노점하, 보다 바람직하게는 노점 -50 ℃ 이하의 저노점하에서 제 2 공정 (S2), 제 3 공정 (S3) 을 실시한다. 또한, 후술하는 바와 같이 분위기 압력을 제어하거나, 분위기를 드라이 에어 분위기로 하거나 함으로써 저노점하에서 S2 및 S3 을 실시할 수 있다.
1.4. 그 밖의 공정
이상과 같이, 본 개시의 제조 방법에 있어서는, 제 1 공정 (S1), 제 2 공정 (S2), 제 3 공정 (S3) 이 필수로 구비된다. 여기에서, 제 1 공정 (S1) ∼ 제 3 공정 (S3) 은 대기압 분위기하에서 실시하는 것이 가능하지만, 분위기 압력을 제어함으로써, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극에 액상의 수지 (7') 를 한층 더 효율적으로 들어가게 할 수 있다.
1.4.1. 가압 공정
도 6 에 나타내는 바와 같이, 전고체 전지의 제조 방법은, 제 2 공정 (S2) 의 완료 후 또한 제 3 공정 (S3) 의 개시 전에, 제 2 공정 (S2) 에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 높게 하는 가압 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서, 액상의 수지 (7') 의 간극으로 들어가는 것을 촉진시킬 수 있다. 또한, 후술하는 바와 같이, 제 1 공정 (S1) 의 완료 후 또한 제 2 공정 (S2) 의 개시 전에 감압 공정을 실시하는 경우, 제 2 공정 (S2) 의 완료 후 또한 제 3 공정 (S3) 의 개시 전에 있어서, 분위기 압력을 대기압에 개방함으로써, 제 2 공정 (S2) 에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 높게 할 수 있다. 즉, 본 발명의 제조 방법에 있어서 「가압 공정」이란, 분위기 압력을 반드시 대기압보다 크게 할 필요는 없다.
1.4.2. 감압 공정
도 6 에 나타내는 바와 같이, 전고체 전지의 제조 방법은, 제 1 공정 (S1) 의 완료 후 또한 제 2 공정 (S2) 의 개시 전에, 제 1 공정 (S1) 에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 낮게 하는 감압 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 이로써, 액상의 수지 (7') 를 공급하기 전에, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극 중의 공기 등이나 적층 전지 (6) 의 내부에 존재하는 수분 등을 제거할 수 있어, 적층 전지 (6) 의 측면으로 액상의 수지 (7') 를 공급했을 때, 수지가 당해 간극에 들어가기 쉬워져, 보이드의 발생을 방지할 수 있다. 감압 공정에 있어서의 감압도에 대해서는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 분위기 압력이 바람직하게는 1000 ㎩ 이하, 보다 바람직하게는 500 ㎩ 이하, 더욱 바람직하게는 130 ㎩ 이하가 될 때까지 감압을 실시한다.
이상과 같이, 전고체 전지의 제조 방법에 있어서는, 분위기 압력을 제어함으로써, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극에 액상의 수지 (7') 를 한층 더 효율적으로 들어가게 할 수 있다. 분위기 압력을 제어하는 수단은 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 적층 전지 (6) 를 챔버 내에 설치한 후에, 챔버 내를 진공화하거나 혹은 대기압에 개방하거나 함으로써, 분위기 압력을 원하는 압력으로 제어할 수 있다.
1.4.3. 피복 공정
도 7 에 나타내는 바와 같이, 전고체 전지의 제조 방법은, 제 1 공정 (S1) 의 완료 후 또한 제 2 공정 (S2) 의 개시 전에, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 피복 부재로 피복하는 공정을 구비하는 것이 바람직하다. 피복 수단으로는 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 적층 전지 (6) 를 적층 방향 양단 사이에 끼어넣도록 하여 유지하는 지그에 의해, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 피복할 수 있다. 혹은, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면에 마스킹 테이프를 첩부하는 형태여도 된다. 생산 효율이 높고, 또한 반복 사용이 가능한 관점에서, 피복 부재로서 지그를 사용한 형태가 바람직하다.
전고체 전지의 제조 방법에 있어서, 제 1 공정 (S1) 의 완료 후 또한 제 2 공정 (S2) 의 개시 전에, 이와 같은 피복 공정을 구비함으로써, 제 2 공정 (S2) 에 있어서, 피복 부재에 의해 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 액상의 수지 (7') 로부터 보호할 수 있다. 즉, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면에 액상의 수지 (7') 가 부착되는 것을 방지할 수 있어, 적층 방향에 있어서의 체적의 증가를 용이하게 억제할 수 있다.
또한, 피복 공정은, 드라이 에어 환경하에서 실시하는 것이 바람직하다. 이로써, 적층 전지 (6) 가 수분을 흡수하여 열화되는 것을 방지할 수 있다.
이상과 같이, 전고체 전지의 제조 방법에서는, 제 1 공정 (S1), 제 2 공정 (S2), 제 3 공정 (S3) 이외의 공정을 추가로 적절히 부가하는 것이 가능하다. 제조 방법에 있어서는, 상기한 가압 공정, 감압 공정 및 피복 공정 중 1 개의 공정만이 채용되어도 되고, 2 개 이상의 공정이 채용되어도 된다.
2. 전고체 전지의 제조 장치
도 8 에, 제조 방법을 실시할 수 있는 전고체 전지의 제조 장치 (100) 를 개략적으로 나타낸다. 제조 장치 (100) 는, 적층 방향 양 단면과 측면을 갖고, 그 측면에 있어서 연장층이 복수 연장되어 있음과 함께, 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이에 간극을 갖는 적층 전지 (6) 에 대해, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지를 공급한 후, 그 액상의 수지를 경화시킴으로써 전고체 전지를 제조하는 장치이다. 도 8 에 나타내는 바와 같이, 제조 장치 (100) 는, 적층 전지 (6) 를 수용하는 챔버 (101) 와, 챔버 (101) 에 수용된 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하는 수지 공급부 (102) 를 구비하고 있다.
2.1. 챔버
챔버 (101) 는, 내부에 적층 전지 (6) 를 수용할 수 있는 것이면 되고, 내부의 압력을 제어할 수 있도록 밀폐할 수 있는 것이 바람직하다. 챔버 자체는 공지된 챔버를 채용할 수 있기 때문에, 여기에서는 설명을 생략한다.
2.2. 수지 공급부
수지 공급부 (102) 는, 챔버 (101) 에 수용된 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하도록 구성된다. 예를 들어, 도 8 에 나타내는 바와 같이, 챔버 (101) 의 내부에 적층 전지 (6) 가 설치된 상태에 있어서, 적층 전지 (6) 의 측면 근방이 되는 지점에 디스펜스 노즐 (102) 을 설치하고, 이것을 수지 공급부로서 기능시킬 수 있다. 구체적으로는, 디스펜스 노즐 (102) 은, 챔버 (101) 의 외부에 형성된 수지 공급원 (103) 에 접속되어 있고, 당해 수지 공급원 (103) 으로부터 배관을 통해 디스펜스 노즐 (102) 로 공급된 액상의 수지 (7') 가, 디스펜스 노즐 (102) 의 선단으로부터 토출됨으로써, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급할 수 있다.
수지 공급부 (102) 는 챔버 (101) 내에 1 개만 구비되어 있어도 되고, 복수 구비되어 있어도 된다. 또, 수지 공급부 (102) 는, 적층 전지 (6) 의 측면의 주위를 이동할 수 있게 되는 것이 바람직하다. 즉, 제조 장치 (100) 에 있어서는, 챔버 (101) 내에 있어서의 수지 공급부 (102) 의 설치 지점을 자유롭게 변경할 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 혹은 제조 장치 (100) 에 있어서는, 챔버 (101) 내부에 있어서 적층 전지 (6) 의 측면 근방에 수지 공급부 (102) 를 고정한 후에, 적층 전지 (6) 를 회전 가능하게 함 (적층 전지 (6) 를 고정시키는 지그 (105) 를 회전 가능하게 함) 으로써, 수지 공급부 (102) 가, 적층 전지 (6) 의 측면의 주위를 상대적으로 이동할 수 있게 되는 것도 바람직하다.
2.3. 그 밖의 구성
이상과 같이, 제조 장치 (100) 는, 챔버 (101) 와 수지 공급부 (102) 를 필수로 구비한다. 제조 장치 (100) 는, 이들에 더하여, 추가로 이하의 압력 제어부를 구비하는 것이 바람직하다. 즉, 전고체 전지의 제조는 대기압 분위기하에서 실시하는 것이 가능하지만, 챔버 (101) 내의 압력을 제어함으로써, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극에 액상의 수지 (7') 를 한층 더 효율적으로 들어가게 할 수 있다.
2.3.1. 압력 제어부
제조 장치 (100) 는, 챔버 (101) 내의 압력을 제어하는 압력 제어부 (104) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 압력 제어부 (104) 에 의해, 챔버 (101) 내의 압력은, 예를 들어, 이하의 (a) 및/또는 (b) 와 같이 제어된다. 또한, 챔버 (101) 내의 압력 (분위기 압력) 을 제어하는 것의 작용ㆍ효과에 대해서는 상기 서술한 가압 공정이나 감압 공정에서 설명한 바와 같이, 여기에서는 설명을 생략한다. (a) 수지 공급부 (102) 로부터 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 가 공급된 후, 또한, 액상의 수지 (7') 를 경화시키기 전에 있어서, 챔버 (101) 내의 압력을 높인다 (가압한다). (b) 적층 전지 (6) 를 챔버 (101) 내에 수용한 후, 또한, 수지 공급부 (102) 로부터 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 가 공급되기 전에 있어서, 챔버 (101) 내의 압력을 낮춘다 (감압한다).
2.3.2. 지그
제조 장치 (100) 는, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 단면을 보호하면서 적층 전지 (6) 를 유지하는 지그 (105) 를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 지그 (105) 는, 챔버 (101) 내에 고정되어 있어도 되고, 챔버 (101) 내에 착탈할 수 있게 되어 있어도 된다. 제조 장치 (100) 가 지그 (105) 를 구비하는 경우, 챔버 (101) 내에 있어서, 지그 (105) 가 적층 전지 (6) 의 적층 방향 단면을 보호한 상태에서, 수지 공급부 (102) 로부터 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급할 수 있어, 전지의 적층 방향의 체적의 증가를 용이하게 방지할 수 있다.
제조 장치 (100) 에 있어서는, 지그 (105) 를 반송하는 반송 수단 (도시 생략) 을 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 반송 수단은, 챔버 (101) 밖에서 지그 (105) 가 적층 전지 (6) 를 유지한 후에, 챔버 (101) 밖에서 챔버 (101) 안으로 적층 전지 (6) 를 지그 (105) 채로 반송하는 수단이다.
2.3.3. 수지 경화부
제조 장치 (100) 는, 적층 전지 (6) 의 측면으로 공급된 액상의 수지 (7') 의 경화를 진행ㆍ촉진시키는 수지 경화부 (106) 를 구비하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 액상의 수지 (7') 가 열경화성 수지인 경우, 제조 장치 (100) 는, 수지 경화부 (106) 로서, 적층 전지 (6) 의 적어도 측면을 가열하는 가열부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 한편, 액상의 수지 (7') 가 열가소성 수지인 경우, 제조 장치 (100) 는, 수지 경화부 (106) 로서, 적층 전지 (6) 의 적어도 측면을 냉각시키는 냉각부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다. 혹은, 액상의 수지 (7') 가 자외선 경화 수지인 경우에는, 수지 경화부 (106) 로서 자외선 조사부를 추가로 구비하는 것이 바람직하다.
이상과 같이, 제조 장치 (100) 는, 챔버 (101) 및 수지 공급부 (102) 에 더하여, 상기의 그 밖의 구성을 구비하는 것이 바람직하다. 제조 장치 (100) 에 있어서, 압력 제어부 (104), 지그 (105) 및 수지 경화부 (106) 중 1 개만이 추가로 구비되어도 되고, 2 개 이상이 추가로 구비되어도 된다.
이상과 같은 제조 장치 (100) 는, 예를 들어, 이하와 같이 동작시킴으로써, 에너지 밀도가 향상된 전고체 전지를 제조할 수 있다. 또한, 이하의 설명에서는, 챔버를 1 개만 이용하는 형태에 대하여 설명하지만, 챔버를 복수 이용하여, 각 공정을 각각의 챔버 내에서 실시해도 된다. 단, 보다 간편한 구성으로 하는 관점에서, 챔버는 1 개만이 바람직하다. (1) 드라이 에어 환경하에서, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 지그 (105) 사이에 끼운다. (2) 지그 (105) 를 반송 수단에 설치하고, 반송 수단을 가동시켜 적층 전지 (6) 를 지그 (105) 채로 챔버 (101) 내에 수용한다. (3) 압력 제어부에 의해 챔버 (101) 내를 감압한다. 이로써, 적층 전지 (6) 로부터 공기나 수분이 제거된다. (4) 감압 분위기하, 적층 전지 (6) 의 측면에 대해, 수지 공급부 (102) 로부터 액상의 수지 (7') 를 토출시켜, 모세관 현상에 의해 적층 전지 (6) 의 측면의 간극으로 액상의 수지 (7') 를 들어가게 한다. 여기에서, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 단면은 지그 (105) 에 의해 보호되어 있어, 액상의 수지 (7') 가 부착되는 경우는 없다. (5) 챔버 (101) 를 개방하여, 드라이 에어를 챔버 (101) 내로 도입한다. 이 때, 차압에 의해, 적층 전지 (6) 의 측면의 간극으로 액상의 수지 (7') 를 더욱 밀어넣는다. (6) 챔버 (101) 로부터 지그 (105) 를 떼어내고, 장치 내에 있는 수지 경화부 (106) 내에, 적층 전지 (6) 를 지그 (105) 채로 설치하고, 수지 경화부 (106) 를 가동시켜 액상의 수지 (7') 를 경화시켜서 경화 수지층 (7) 으로 한다.
3. 전고체 전지
상기에서는 전고체 전지의 제조 방법에 관하여 설명하였다. 이하, 도 9a, 9b, 9c 를 참조하면서 전고체 전지 그 자체에 대하여 설명한다. 도 9a, 9b, 9c 에 있어서, 이미 설명한 부재와 동일한 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고, 설명을 생략한다. 도 9a, 9b, 9c 에 나타내는 바와 같이, 전고체 전지 (10) 는, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 이 각각 복수 적층되어 이루어지는 적층 전지 (6) 와, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 구성하는 최외측 집전체층 (1a, 1b) 과, 적층 전지 (6) 의 측면만을 피복하는 수지 (7) 를 구비하고, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층이 다른 층보다 외방으로 연장되어 연장층이 되고, 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서 연장층이 복수 연장되어 있고, 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이의 간극에 수지 (7) 가 들어가 있고, 최외측 집전체층 (1a, 1b) 과 수지 (7) 에 의해, 최외측 집전체층 (1a, 1b) 을 제외한 적층 전지 (6) 를 봉지하기 위한 전지 케이스 (8) 가 구성됨과 함께, 최외측 집전체층 (1a, 1b) 이 전지 단자로 되어 있다.
이와 같이, 전고체 전지 (10) 에 있어서는, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 단면에 있어서 최외측 집전체층 (1a, 1b) 이 노출된 상태에 있어, 수지 봉지에 의한 적층 방향으로의 체적의 증가가 억제되어 있다. 또, 최외측 집전체층 (1a, 1b) 과 수지 (7) 에 의해 전지 케이스 (8) 가 구성되는 점에서 (도 9c), 전고체 전지 (10) 를 별도로 라미네이트 팩 등에 봉지할 필요가 없고, 또한 최외측 집전체층 (1a, 1b) 이 전지 단자로서도 기능하는 점에서, 별도로 단자를 형성할 필요가 없다. 이 점에서도, 한층 더 스페이스 절약화가 가능하다. 이와 같이, 전고체 전지 (10) 는, 복수의 관점에서 체적의 증가가 억제되어 있어, 에너지 밀도가 크게 향상된다.
또한, 이미 설명한 바와 같이, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2) 및 부극 합제층 (3) 이 바이폴러 전극층을 구성하지 않는 경우, 적층 전지 (6) 를 구성하는 복수의 정극 집전체층끼리 및 복수의 부극 집전체층끼리를 리드 등으로 접속할 필요가 있다. 이 경우, 당해 리드 단부를 최외측 집전체층에 의해 구성함으로써, 최외측 집전체층으로부터 전기를 취출할 수 있다. 단, 에너지 밀도를 한층 더 향상시키는 관점에서, 도 9b 에 나타내는 바와 같이, 전고체 전지 (10) 에 있어서는, 집전체층 (1), 정극 합제층 (2) 및 부극 합제층 (3) 이, 바이폴러 전극층 (4) 을 구성하고 있는 것이 바람직하다.
4. 상기 제조 방법이나 제조 장치에 사용되는 지그의 바람직한 형태에 대하여
본 발명자들의 새로운 지견에서는, 상기 제 2 공정 (S2) 에 있어서, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하는 경우에 있어서, 적층 전지 (6) 를 소정의 테이퍼 측면을 갖는 지그를 사용함으로써, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 효율적으로 수지 (7') 를 공급할 수 있다.
도 10 에 소정의 테이퍼 측면을 갖는 지그 (50) 의 단면을 개략적으로 나타낸다. 도 10 에 나타내는 바와 같이, 지그 (50) 는, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면 (50a) 과, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재 (50b) 와, 상측 피복 부재 (50b) 로부터 하측 바닥면 (50a) 을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면 (50c) 을 갖는다. 지그 (50) 는, 전체적으로 강성이나 내열성 등을 갖는 것이면 된다. 예를 들어, 지그 (50) 는, 스테인리스강 등의 금속 재료에 의해 구성되는 것이 바람직하다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 지그 (50) 는, 하측 바닥면 (50a) 과 측면 (50c) 이 일체로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 바꾸어 말하면, 도 10 에 나타내는 바와 같이, 함몰식 스테이지 (50d) 의 오목부의 바닥면이 상기 하측 바닥면 (50a) 을 구성하고, 당해 오목부의 측벽이 상기 측면 (50c) 을 구성하는 것이 바람직하다. 한편, 스테이지 (50d) 와 상측 피복 부재 (50b) 는 별체로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우, 스테이지 (50d) 와 상측 피복 부재 (50b) 는, 고정 부재 (50e) 를 개재하여 연결할 수 있게 되어 있는 것이 바람직하다. 이와 같이 구성함으로써, 적층 전지 (6) 를 오목부 내에 설치한 후에, 상측 피복 부재 (50b) 와 하측 바닥면 (50a) 에 의해 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 가압할 수 있어, 적층 전지 (6) 의 각 층 사이의 간극이 안정되어, 적층 전지 (6) 의 단부의 휨 등을 방지할 수 있다. 또, 상측 피복 부재 (50b) 와 하측 바닥면 (50a) 에 의해 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 가압함으로써, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면으로 수지 (7') 가 돌아 들어가는 것을 용이하게 방지할 수도 있다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 지그 (50) 는, 상측 피복 부재 (50b) 에 공급구 (50f) 가 형성되어 있어, 당해 공급구 (50f) 를 통해, 지그 내의 공간으로 수지 (7') 를 공급할 수 있게 되어 있다. 공급구 (50f) 는, 상측 피복 부재 (50b) 의 피복면 중, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 단면과는 접촉하지 않는 부분에 형성되어 있다 (도 11 참조). 이와 같이 함으로써, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 수지 (7') 를 공급하는 것이 용이해진다.
도 10 에 나타내는 바와 같이, 측면 (50c) 은, 상측 피복 부재 (50b) 로부터 하측 바닥면 (50a) 을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있어, 바꾸어 말하면, 테이퍼 각도 α 를 가지고 경사져 있다. 여기에서, 테이퍼 각도 α 는, 0°초과이면 된다. 바람직하게는 10°이상이다. 상한은 90°미만이면 된다. 바람직하게는 50°이하이다. 테이퍼 각도 α 는, 보다 바람직하게는 20°이상 40°이하이고, 특히 바람직하게는 30°이다. 측면 (50c) 에 테이퍼를 형성하지 않는 경우, 수지 (7') 가 적층 전지의 하단 (下段) 에서 중단에 걸쳐 집중되어 버릴 우려가 있어, 최상단의 층에 수지를 효율적으로 주입시키지 못할 우려가 있다. 측면 (50c) 에 테이퍼를 형성함으로써, 이와 같은 사태를 방지할 수 있다. 또, 측면 (50c) 에 테이퍼를 형성함으로써, 지그 (50) 로부터 전고체 전지 (10) 를 손상시키지 않고 꺼내기 쉬워진다는 효과도 있다.
여기에서, 지그 (50) 의 표면 중, 적층 전지 (6) 나 액상의 수지 (7') 와 접촉하는 표면은, 불소 수지로 피복되어 있는 것이 바람직하다. 이로써, 전고체 전지 (10) 를 지그 (50) 로부터 꺼낼 때, 수지 (7) 가 지그 (50) 에 고착되어 전고체 전지 (10) 로부터 박리되어 버리는 것을 방지할 수 있다. 또, 불소 수지는 절연체이기 때문에, 적층 전지 (6) 의 단자 등이 접촉한 경우에서도, 전지의 쇼트를 방지할 수 있다.
상기의 제조 방법에 있어서는, 이와 같은 지그 (50) 의 공간 내에 적층 전지 (6) 를 설치하여, 상기의 제 2 공정 (S2) 을 실시하는 것이 바람직하다. 즉, 제조 방법에 있어서는, 적층 전지 (6) 를 지그에 의해 유지하면서 제 2 공정 (S2) 을 실시하여, 지그로서 적층 전지 (6) 의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면 (50a) 과, 적층 전지 (6) 의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재 (50b) 와, 상측 피복 부재 (50b) 로부터 하측 바닥면 (50a) 을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면 (50c) 을 갖는 지그 (50) 를 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로는, 도 11 의 가장 위 그림에 나타내는 바와 같이, 적층 전지 (6) 를 지그 (50) 의 하측 바닥면 (50a) 에 재치 (載置) 하여, 상측 피복 부재 (50b) 와 하측 바닥면 (50a) 에 의해 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 가압하면서 유지한다. 계속해서, 도 11 의 중간 그림에 나타내는 바와 같이, 상측 피복 부재 (50b) 의 공급구 (50f) 로부터 지그 (50) 내의 공간에 액상의 수지 (7') 를 공급한다. 이로써, 도 11 의 가장 아래 그림에 나타내는 바와 같이, 적층 전지 (6) 의 측면으로만 수지 (7') 를 효율적으로 공급할 수 있다. 여기에서, 지그 (50) 의 측면 (50c) 은 소정의 테이퍼 각도 α 를 가지고 있어, 수지 (7') 가 적층 전지 (6) 의 측면에 가까워지도록 흘러든다. 즉, 적층 전지 (6) 의 측면으로 수지 (7') 를 많이 공급할 수 있음과 함께, 적층 전지 (6) 의 측면으로 공급된 수지 (7') 의 유출을 억제할 수도 있어, 적층 전지 (6) 의 1 개의 연장층과 다른 연장층 사이의 간극 (X) 에 액상의 수지 (7') 를 효율적으로 들어가게 할 수 있다.
또한, 제조 방법에서는, 적층 전지 (6) 를 지그 (50) 에 유지한 채로, 액상의 수지를 경화시키는 제 3 공정 (S3) 을 실시할 수 있다. 예를 들어, 액상의 수지로서 열경화성 수지를 사용한 경우, 적층 전지 (6) 를 지그 (50) 채로 가열 장치 내에서 가열함으로써 열경화성 수지를 경화시킬 수 있다.
＜전고체 전지의 제조＞
(실시예) 실시예로서, 캐필러리 언더필 공법을 응용함으로써 적층 전지의 간극에 수지를 도입하여, 수지 봉지를 실시하였다. 구체적으로는, 바이폴러형 적층 전지 (73 ㎜ × 73 ㎜, 적층 높이 2.88 ㎜, 측면에 있어서의 연장층의 연장 길이 2 ㎜, 1 개의 연장층과 다른 연장층의 간극폭 0.2 ㎜) 를 준비하고, 당해 적층 전지의 적층 방향 단면을 지그 (150 ㎜ × 150 ㎜, 전고체 전지 접촉부에 불소계 플레이트를 장착한 SUS 제 지그) 에 장착하였다. 당해 지그를, 도 8 에 나타내는 바와 같은 장치의 챔버 내에 세팅하였다. 챔버 내를 130 ㎩ 로까지 감압하였다. 감압한 챔버 내에서, 디스펜스 노즐로부터, 액상의 수지 (나믹스사 제조의 SUF1575-9) 를 7000 PPS 의 공급 속도로 1115 ㎎ 의 도포량이 되도록 적층 전지의 측면으로만 공급하였다. 수지의 도포 완료로부터 60 초 후, 챔버의 도어를 개방하고, 드라이 에어를 챔버 내에 도입하였다. 그 후, 챔버로부터 지그를 떼어내고, 오븐에서 80 ℃, 150 분간 가열함으로써 액상의 수지를 경화시켰다.
(참고예) 참고예로서, 사출 성형을 응용함으로써 적층 전지의 간극에 수지를 도입하여, 수지 봉지를 실시하였다. 구체적으로는, 상기와 동일한 바이폴러형 적층 전지의 측면에 대해, 수지를 사출함으로써 수지 봉지를 실시하였다.
＜전고체 전지의 평가＞ 도 12 에 나타내는 바와 같이, 실시예에 관련된 전고체 전지는, 적층 전지의 측면 간극의 안쪽으로까지 수지를 주입할 수 있었다. 또, 보이드가 억제되어 있고, 전지의 단락도 없어, 최외측 집전체를 개재하여 적절하게 충전 및 방전을 실시할 수 있었다. 또한, 최외측 집전체와 수지에 의해, 적층 전지를 적절히 봉지할 수 있고, 또한 충분한 강도가 확보되어 있어, 최외측 집전체를 전지 단자로서 기능시킴으로써, 별도로 라미네이트 팩 등의 전지 케이스에 수납하지 않고서도 그대로 전지로서 사용할 수 있었다.
참고예와 같이 하여 얻어진 전고체 전지의 측면을 관찰한 결과, 도 13 과 같이, 상기의 간극에 수지가 불균일하게 충전되어, 적층 구조가 크게 무너짐과 함께, 수지 중에 보이드가 다량으로 발생해 있었다. 또, 적층 전지의 측면뿐만 아니라 적층 방향 양 단면으로까지 수지가 침출되어 있었다. 사출 성형법에서는, 좁은 간극을 유지한 채로의 수지 주입이 곤란한 것을 알 수 있었다.
＜지그의 검토＞ 도 10, 11 에 나타내는 바와 같은, 측면에 테이퍼 각도 α 를 갖는 지그를 사용하여 적층 전지를 유지하면서, 상기의 실시예와 동일한 방법으로 적층 전지의 측면으로만 수지를 주입하여 전고체 전지를 제조하였다. 테이퍼 각도 α 를 여러 가지로 변경시켜, 전지의 봉지 상태와 전지의 외관 상태를 육안으로 관찰하였다. 결과를 하기 표 1 에 나타낸다.
또한, 하기 표 1 에 있어서, 테이퍼 각도 0°인 경우와 비교하여 상태가 매우 양호, 상태가 양호, 상태가 동등으로 하여 평가하였다.
Figure 112017050588660-pat00001
표 1 에 나타내는 바와 같이, 지그의 측면에 테이퍼 각도 α 를 형성함으로써, 전고체 전지의 봉지 상태가 보다 양호한 것이 되었다. 완성된 외관도 고려하면, 바람직한 테이퍼 각도 α 는 10°이상 50°이하이고, 가장 바람직한 테이퍼 각도 α 는, 20°이상 40°이하였다.
또한, 본 발명자들의 지견에서는, 참고예와 같이 사출 성형법에 의해 전고체 전지를 제조하는 경우에는, 평평하게 놓는 적층 전지에 대해 수지를 지그 내로 사출하기 위해, 지그의 측면에 테이퍼가 형성되어 있었다고 하더라도, 적층 전지의 측면의 각 층 사이로 수지를 균일하게 주입할 수 없다. 즉, 사출 성형법에 있어서는, 수지를 지그 내로 사출할 때, 실린더 등으로 한번에 수지를 흘려 넣어 버리는 점에서, 적층 전지의 각 층 사이에 큰 압력이 가해져, 지그 측면의 테이퍼의 유무에 상관없이, 적층 전지의 층 사이로 수지를 균일하게 주입할 수 없다.
한편, 몰드법에 의해 전고체 전지를 제조하는 경우에는, 몰드법에서는 스퀴지를 사용하여 수지를 밀어넣는 동작을 필요로 하는 점에서, 적층 전지에 주입되는 수지의 양이 많아, 지그의 측면에 테이퍼가 형성되어 있었다고 하더라도, 적층 전지 측면의 각 층 사이로 수지를 균일하게 주입할 수 없다. 즉, 몰드법에 있어서는, 마스크를 하여 적층 전지 상부로부터 수지를 스퀴지로 밀어넣도록 흘려 넣기 때문에, 적층 전지에 삽입되는 수지량보다 과잉으로 수지가 공급되어 버려, 지그 측면의 테이퍼의 유무에 상관없이, 적층 전지의 층 사이로 수지를 균일하게 주입할 수 없다.
본 개시의 제조 방법에 의해 제조되는 전고체 전지는, 에너지 밀도가 높아, 예를 들어 차량 탑재용의 대형 전원으로서 이용 가능하다.
또한, 종래에 있어서, 본 기술 분야에 있어서의 당업자는, 적층 전지를 수지 봉지할 때, 적층 전지의 측면으로만 수지를 공급하는 것에 대하여 상정하고 있지 않았다. 일본 공개특허공보 2000-251858, 일본 공개특허공보 2015-018769 나 상기 서술한 참고예에서 나타나는 바와 같이, 종래의 방법 (디핑법, 주형법, 인서트 성형법 등) 에서는, 적층 전지를 적절하게 수지 봉지하기 위해서는, 적층 전지 전체면에 다량의 수지를 공급할 필요가 있다고 생각되고 있었기 때문이다. 또, 종래에 있어서, 당업자는, 전고체 전지를 라미네이트 팩에 수용하지 않고 그대로 사용하는 것에 대해서도 상정하고 있지 않았다. 이에 대해, 본원은, 당업자가 전혀 상정하고 있지 않았던 캐필러리 언더필 공법을 응용한 전고체 전지를 제조 방법을 개시하는 것이다. 상기 서술한 바와 같이, 본원에서는, 적층 전지의 측면으로만 소량의 수지를 공급하기만 해도 적층 전지를 적절히 수지 봉지할 수 있음을 개시함과 함께, 수지와 집전체에 의해 전지 케이스를 구성한 새로운 형태의 전고체 전지를 개시하였다.

Claims (17)

  1. 전고체 전지의 제조 방법으로서,
    집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 을 각각 복수 적층하여, 적층 방향 양 단면과 측면을 구비하는 적층 전지 (6) 를 얻는 것 (S1) 으로서, 상기 집전체층 (1), 상기 정극 합제층 (2), 상기 고체 전해질층 (5) 및 상기 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층을 다른 층보다 연장시켜 연장층으로 하고, 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면에 있어서 상기 연장층을 복수 연장시키는, 상기 적층 전지 (6) 를 얻는 것 (S1),
    상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2) 으로서, 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급함으로써, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이의 간극에 상기 액상의 수지 (7') 를 들어가게 하는, 상기 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2), 및
    상기 액상의 수지를 경화시키는 것 (S3)
    을 포함하며,
    상기 적층 전지를 얻는 것 (S1) 의 완료 후 또한 상기 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2) 의 개시 전에, 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 양 단면을 피복 부재로 피복하는 것을 더 포함하고,
    상기 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2) 에 있어서, 상기 피복 부재에 의해 상기 적층 전지의 상기 적층 방향 양 단면을 상기 액상의 수지로부터 보호하는, 전고체 전지의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2) 의 완료 후 또한 상기 액상의 수지 (7') 를 경화시키는 것 (S3) 의 개시 전에, 상기 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2) 에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 높게 하는 것을 더 포함하는, 전고체 전지의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적층 전지를 얻는 것 (S1) 의 완료 후 또한 상기 액상의 수지 (7') 를 공급하는 것 (S2) 의 개시 전에, 상기 적층 전지를 얻는 것 (S1) 에 있어서의 분위기 압력보다 분위기 압력을 낮게 하는 것을 더 포함하는, 전고체 전지의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적층 전지 (6) 를 지그 (50) 에 의해 유지하면서 상기 수지를 공급하는 것 (S2) 을 실시하며, 상기 지그는, 상기 적층 전지 (6) 의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면 (50a) 과, 상기 적층 전지 (6) 의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재 (50b) 와, 상기 상측 피복 부재 (50b) 로부터 상기 하측 바닥면 (50a) 을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면 (50c) 을 갖는, 전고체 전지의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 적층 전지를 얻는 것 (S1) 에 있어서, 상기 집전체층 (1), 상기 정극 합제층 (2) 및 상기 부극 합제층 (3) 에 의해 바이폴러 전극층을 구성하는, 전고체 전지의 제조 방법.
  7. 적층 방향 양 단면과 측면을 갖고, 그 측면에 있어서 연장층이 복수 연장되어 있음과 함께, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이에 간극을 갖는 적층 전지 (6) 에 대해, 그 적층 전지의 상기 측면으로만 액상의 수지를 공급한 후, 그 액상의 수지를 경화시킴으로써 전고체 전지를 제조하는 장치로서,
    상기 적층 전지 (6) 를 수용하도록 구성되는 챔버 (101), 및
    상기 챔버에 수용된 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면으로만 액상의 수지 (7') 를 공급하도록 구성되는 수지 공급부 (102)
    를 포함하며,
    상기 적층 전지 (6) 의 상기 적층 방향 단면을 보호하면서 그 적층 전지 (6) 를 유지하도록 구성되는 지그 (50) 를 더 포함하고,
    상기 지그 (50) 가 상기 적층 전지 (6) 의 상기 적층 방향 단면을 보호한 상태에서, 상기 수지 공급부 (102) 로부터 상기 적층 전지의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지 (7') 가 공급되는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 챔버 (101) 내의 압력을 제어하도록 구성되는 압력 제어부 (104) 를 더 포함하고,
    상기 압력 제어부는, 상기 수지 공급부로부터 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지가 공급된 후, 또한, 상기 액상의 수지를 경화시키기 전에 있어서, 상기 챔버 (101) 내의 압력을 상대적으로 높이도록 구성되는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 압력 제어부는, 상기 적층 전지 (6) 를 상기 챔버 (101) 내에 수용한 후, 또한, 상기 수지 공급부 (102) 로부터 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지 (7') 가 공급되기 전에 있어서, 상기 챔버 (101) 내의 압력을 상대적으로 저감시키도록 구성되는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  10. 제 7 항에 있어서,
    상기 챔버 (101) 내의 압력을 제어하도록 구성되는 압력 제어부 (104) 를 더 포함하고,
    상기 압력 제어부는, 상기 적층 전지 (6) 를 상기 챔버 (101) 내에 수용한 후, 또한, 상기 수지 공급부 (102) 로부터 상기 적층 전지 (6) 의 상기 측면으로만 상기 액상의 수지 (7') 가 공급되기 전에 있어서, 상기 챔버 (101) 내의 압력을 상대적으로 저감시키도록 구성되는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  11. 삭제
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 지그 (50) 는, 상기 적층 전지 (6) 의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면 (50a) 과, 상기 적층 전지의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재 (50b) 와, 상기 상측 피복 부재 (50b) 로부터 상기 하측 바닥면 (50a) 을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면 (50c) 을 갖는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  13. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 지그 (50) 는, 상기 적층 전지 (6) 의 적층 방향 일단면을 피복하는 하측 바닥면 (50a) 과, 상기 적층 전지 (6) 의 적층 방향 타단면을 피복하는 상측 피복 부재 (50b) 와, 상기 상측 피복 부재 (50b) 로부터 상기 하측 바닥면 (50a) 을 향하여 앞부분이 가늘게 되어 있는 측면 (50c) 을 갖는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  14. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 전지 (6) 의 적어도 측면을 가열하는 가열부를 더 포함하는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  15. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 적층 전지 (6) 의 적어도 측면을 냉각시키는 냉각부를 더 포함하는, 전고체 전지를 제조하는 장치.
  16. 전고체 전지로서,
    집전체층 (1), 정극 합제층 (2), 고체 전해질층 (5) 및 부극 합제층 (3) 이 각각 복수 적층되어 이루어지는 적층 전지 (6),
    상기 적층 전지 (6) 의 적층 방향 양 단면을 구성하는 최외측 집전체 (1a, 1b), 및
    상기 적층 전지의 측면만을 피복하는 수지 (7) 를 포함하고,
    상기 집전체층 (1), 상기 정극 합제층 (2), 상기 고체 전해질층 (5) 및 상기 부극 합제층 (3) 중 적어도 1 층이 다른 층보다 외방으로 연장되어 연장층이 되고, 상기 적층 전지 (6) 의 측면에 있어서 그 연장층이 복수 연장되어 있고, 1 개의 상기 연장층과 다른 상기 연장층 사이의 간극에 상기 수지가 들어가 있고, 상기 최외측 집전체 (1a, 1b) 와 상기 수지 (7) 에 의해, 상기 최외측 집전체 (1a, 1b) 를 제외한 상기 적층 전지 (6) 를 봉지하기 위한 전지 케이스 (8) 가 구성됨과 함께, 상기 최외측 집전체가 전지 단자로 되어 있는, 전고체 전지.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 집전체층 (1), 상기 정극 합제층 (2) 및 상기 부극 합제층 (3) 이, 바이폴러 전극층 (4) 을 구성하는, 전고체 전지.
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