KR20220032453A - All solid rechargeable battery, multilayer all solid rechargeable battery and method for preparing the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an all-solid secondary battery in which a crack is rarely generated in a current collector compared to a related art or the current collector is rarely cut while the unevenness of a surface of the all-solid secondary battery is reduced. An all-solid secondary battery includes a first electrode layer that is one of a positive electrode layer and a negative electrode layer, a solid electrolyte layer stacked on each surface of the first electrode layer, a second electrode layer that is the other of the positive electrode layer and the negative electrode layer stacked on each external surface of the solid electrolyte layer, an insulating layer disposed on a side end surface of the first electrode layer, and a foil-shaped current collector part that protrudes to the outside penetrating from the first electrode layer to the insulating layer. At the side end surface of the insulating layer on the side where the current collector part protrudes, a different surface part whose surface roughness is different from that of the other side end surface of the insulating layer is formed.

Description

전고체 이차전지, 적층 전고체 이차전지 및 이것들의 제조 방법 {ALL SOLID RECHARGEABLE BATTERY, MULTILAYER ALL SOLID RECHARGEABLE BATTERY AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}All-solid-state secondary battery, stacked all-solid-state secondary battery, and manufacturing method thereof

전고체 이차전지, 적층 전고체 이차전지 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.It relates to an all-solid-state secondary battery, a laminated all-solid-state secondary battery, and a manufacturing method thereof.

전고체 이차전지의 에너지 밀도를 향상시키기 위해, 전고체 이차전지를 복수 개 적층해서 사용하는 것이 고려된다. 이렇게 전고체 이차전지를 복수 개 적층해서 사용할 경우에는, 레이트 특성의 향상이나 단락 억제에 의한 사이클 특성의 향상을 위해, 특허문헌 1에 기재되어 있는 바와 같이, 양극층 또는 음극층 중 하나(이하, 제1 극층)와 상기 제1 극층의 표면에 각각 배치된 고체전해질층과, 상기 각 고체전해질층의 외면에 각각 적층된 양극층 또는 음극층 증 다른 하나(이하, 제2 극층)를 적층하는 구성으로 하고, 또 전고체 이차전지 표면의 요철을 저감하고, 인접하는 전고체 이차전지에의 물리적인 영향을 저감시키는 것이 바람직하다. In order to improve the energy density of the all-solid-state secondary battery, it is considered to use a plurality of stacked all-solid-state secondary batteries. When a plurality of all-solid-state secondary batteries are stacked and used in this way, as described in Patent Document 1, one of the positive electrode layer or the negative electrode layer (hereinafter, The first electrode layer) and the solid electrolyte layer respectively disposed on the surface of the first electrode layer, and the other one (hereinafter, the second electrode layer) of the positive electrode layer or the negative electrode layer respectively laminated on the outer surface of each solid electrolyte layer. It is preferable to reduce the unevenness of the surface of the all-solid-state secondary battery and reduce the physical influence on the adjacent all-solid-state secondary battery.

특허문헌 1에서는, 전술한 구성의 적층체를 지지판 위로 둔 상태에서 라미네이트팩을 하고, 등방압 프레스에 의해 적층 방향으로부터 가압하는 것으로, 표면의 요철을 또한 저감한 전고체 이차전지를 제작하고 있다. In Patent Document 1, an all-solid-state secondary battery in which surface irregularities are further reduced by laminating packs in a state where the laminate of the above-described configuration is placed on a support plate and pressing from the lamination direction by an isostatic press is produced.

그러나 이와 같이 등방압 프레스에 의해 적층방향으로부터 가압해서 제조한 전고체 이차전지에서는, 충방전 용량을 발휘할 수 없게 되는 문제가 지극히 드물지만 일어나는 것을 확인했다. 본 발명자가 검토를 거듭한 결과, 이 문제의 원인은, 상기 제1 극층을 외부의 배선에 전기적으로 접속하기 위해서 설치된 박형의 돌출 부분인 집전부의 일부에 균열이 생기거나, 또는 상기 집전부가 절단되어 있는 것이 원인인 것이 명확하게 되었다. However, in the all-solid-state secondary battery manufactured by pressurizing from the lamination direction by an isostatic press as described above, it was confirmed that the problem that the charge/discharge capacity cannot be exhibited occurs extremely rarely. As a result of repeated investigations by the present inventors, the cause of this problem is that a part of the current collector, which is a thin protruding portion provided for electrically connecting the first electrode layer to an external wiring, is cracked, or that the current collector is It became clear that the cause was being amputated.

이렇게 상기 집전부에 균열이 생기거나 상기 집전부가 절단되어 버리면, 상기 제1 극층과 외부의 배선 사이의 전기적 접속이 차단되어 버리므로, 상기 집전부를 한번 더 상기 제1 극층과 전기적으로 접속하는 공정이 필요하게 되고, 전고체 이차전지의 제조 공정이 복잡하게 되어 버리는 문제가 있다.In this way, when a crack occurs in the current collector or the current collector is cut, the electrical connection between the first electrode layer and the external wiring is cut off, so that the current collector is electrically connected to the first electrode layer once more A process is required, and there is a problem in that the manufacturing process of the all-solid-state secondary battery becomes complicated.

일본 특개 2019-121558호 공보 Japanese Patent Laid-Open No. 2019-121558

본 발명은 이러한 문제를 감안해서 이루어진 것으로, 전고체 이차전지의 표면의 요철을 저감하면서도, 상기 집전부에 기존보다 균열이 생기기 어려운, 또는 상기 집전부가 기존보다 절단되기 어려운 전고체 이차전지 및 전고체 이차전지의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. The present invention has been made in view of this problem, and while reducing the unevenness of the surface of the all-solid-state secondary battery, the current collector part is less prone to cracking than before, or the current collector part is less likely to be cut than before, and the all-solid-state secondary battery and An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a solid secondary battery.

다시 말해, 본 발명에 따른 전고체 이차전지는, 다음과 같은 제조 방법에 의해 제조되는 것이다. In other words, the all-solid-state secondary battery according to the present invention is manufactured by the following manufacturing method.

상기 제1 극층의 양면에 고체전해질층이 각각 적층되어 있고, 상기 각 고체전해질층의 외면에 상기 제2 극층이 각각 적층되어 있으며, 상기 제1 극층을 외부의 배선에 전기적으로 접속하는 박형의 집전부가 상기 제1 극층으로부터 외측에 돌출되게 배치되고, 상기집전부를 보호하는 집전부 보호 부재가 상기 집전부를 싸게 배치되어 있는 적층체를 제조하는 적층체 제조 공정과, 상기 적층체에, 그 적층방향으로 가압하는 가압 공정과, 상기 가압 공정의 뒤에, 상기 집전부 보호 부재를 제거하는 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 방법을 제공한다. A thin house in which a solid electrolyte layer is laminated on both surfaces of the first electrode layer, each of the second electrode layers is laminated on an outer surface of each solid electrolyte layer, and the first electrode layer is electrically connected to an external wiring A laminate manufacturing process of manufacturing a laminate in which all of them are disposed to protrude outward from the first electrode layer, and a current collector protection member for protecting the current collector is disposed cheaply in the current collector; It provides an all-solid-state secondary battery manufacturing method comprising: a pressing process of pressing in the stacking direction; and a removal process of removing the current collector protection member after the pressing process.

이렇게 구성한 전고체 이차전지의 제조 방법에 의하면, 상기 적층체에 가압하고 있는 사이, 상기 집전부의 돌출 부분을 상기 집전부 보호 부재로 감싸서 보호할 수 있으므로, 가압에 의해 집전부에 균열이 생기거나 또는 집전부가 절단되어 버리는 문제를 억제할 수 있다. According to the manufacturing method of the all-solid-state secondary battery configured in this way, the protruding portion of the current collector can be protected by wrapping the current collector protection member with the current collector protection member while the laminate is pressed. Alternatively, the problem that the current collector is cut can be suppressed.

상기 적층체가, 상기 제1극층의 측단부면을 덮게 배치된 절연층을 추가로 구비하고, 상기 집전부 보호 부재가 상기 절연층의 측단부면에 일체로 형성된 잉여 절연층인 것으로 하면, 상기 절연층과 상기 집전부 보호 부재와의 사이에 간극이 생길일이 없으므로, 상기 집전부의 균열이나 절단을 보다 저감할 수 있다. Assuming that the laminate further includes an insulating layer disposed to cover the side end surface of the first electrode layer, and the current collector protection member is an excess insulating layer integrally formed on the side end surface of the insulating layer, the insulating layer and Since there is no gap between the current collector and the protection member, cracks and cuts in the current collector can be further reduced.

상기 잉여 절연층과 상기 절연층과의 사이에 컷아웃이 형성되어 있는 것이라면, 상기 잉여 절연층만을 제거하기 쉬우므로 바람직하다. 상기 잉여 절연층을 보다 제거하기 쉽게 하기 위해, 상기 컷아웃이, 상기 절연층의 적층 방향으로의 두께의 5% 이상 99% 이하의 범위에서 형성되어 있는 것이 바람직하다. If a cutout is formed between the surplus insulating layer and the insulating layer, it is preferable because only the surplus insulating layer can be easily removed. In order to make it easier to remove the excess insulating layer, it is preferable that the cutout is formed in a range of 5% or more and 99% or less of the thickness in the lamination direction of the insulating layer.

전술한 것 같은 제조 방법에 의해 제조된 전고체 이차전지는, 다음과 같은 특징을 가진다. 상기 제1 극층과, 상기 제1 극층의 양면에 각각 적층된 고체전해질층과, 상기 각 고체전해질층의 외면에 각각 적층된 상기 제2 극층과, 상기 제1 극층의 측단부면에 배치된 절연층과, 상기 제1 극층으로부터 상기 절연층을 관통해서 외측에 돌출되는 박형의 집전부를 구비한 전고체 이차전지 로서, 상기집전부가 돌출되는 측에 있어서의 상기절연층의 측단부면에, 상기 절연층의 다른 측단부면과는 표면의 거칠기가 다른 조화부가 형성되어 있다. 상기 조화부의 하나의 예로, 상기 절연층의 다른 측단부면에 비해 표면이 거친 조화부가 형성되어 있는 것을 들 수 있다. The all-solid-state secondary battery manufactured by the manufacturing method as described above has the following characteristics. The first electrode layer, the solid electrolyte layer stacked on both surfaces of the first electrode layer, the second electrode layer stacked on the outer surface of each solid electrolyte layer, respectively, and an insulating layer disposed on the side end surface of the first electrode layer and a thin current collector protruding from the first electrode layer to the outside through the insulating layer, wherein the insulation A roughened portion having a surface roughness different from that of the other side end surfaces of the layer is formed. As an example of the roughening part, a roughening part having a rougher surface than that of the other end surfaces of the insulating layer is formed.

상기 조화부는, 보다 구체적으로는, 상기 절연층의 측단부면의 외측에 형성되어 있었던 잉여 절연층을 제거했을 때에 형성된 것이며, 상기 잉여 절연층은 해당 잉여 절연층의 제거 전에 상기 집전부의 돌출 부분을 감싸서 보호하는 것이다. More specifically, the roughening part is formed when the excess insulating layer formed on the outside of the side end surface of the insulating layer is removed, and the excess insulating layer is formed by removing the protruding portion of the current collector before the excess insulating layer is removed. to wrap and protect.

상기 절연층으로 상기 잉여 절연층을 제거함으로써 형성되는 상기 조화부의 상기 적층 방향의 높이는, 상기 절연층의 상기 적층방향의 두께의 1% 이상 95% 이하인 것을 들 수 있다. It is mentioned that the height of the said lamination direction of the said roughening part formed by removing the said excess insulating layer with the said insulating layer is 1% or more and 95% or less of the thickness of the said lamination|stacking direction of the said insulating layer.

본 발명의 구체적인 실시 형태로서는, 상기 절연층과 상기 집전체 보호 부재 사이의 컷아웃은, 상기 집전체 보호부의 두께의 5%이상 99%이하의 깊이에서 형성되어 있는 것을 들 수 있다. As a specific embodiment of the present invention, a cutout between the insulating layer and the current collector protective member may be formed at a depth of 5% or more and 99% or less of the thickness of the current collector protective part.

제조 공정을 보다 간단하게 하기 위해, 상기 잉여 절연층과 상기 절연층이 일체 형성되어 있는 것인 것이 바람직하다. In order to simplify the manufacturing process more, it is preferable that the said surplus insulating layer and the said insulating layer are integrally formed.

구체적인 실시 형태로서는, 상기 절연층이 수지로 이루어지는 것인 또는 수지를 함유하는 것이 바람직하다. As a specific embodiment, it is preferable that the said insulating layer consists of resin or contains resin.

상기 절연층이, 또 절연성 필러를 함유하는 것이라면, 상기 절연성 필러에 의해 상기 절연층을 형성하는 재료끼리의 밀착성을 향상시키고, 상기 절연층의 강도를 향상시킬 수 있다. If the said insulating layer further contains an insulating filler, the adhesiveness of the materials which form the said insulating layer can be improved by the said insulating filler, and the intensity|strength of the said insulating layer can be improved.

상기 절연성 필러로서, 섬유형 수지, 수지제 부직포, 알루미나, 산화 마그네슘, 실리카, 베마이트, 티타늄 산 바륨, 탄산 바륨, 산화이트륨 및 산화 망간 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이상의 물질을 들 수 있다. Examples of the insulating filler include at least one substance selected from the group consisting of fibrous resin, resin nonwoven fabric, alumina, magnesium oxide, silica, boehmite, barium titanate, barium carbonate, yttrium oxide and manganese oxide. .

상기 집전부가 돌출되고 있는 측의 상기 절연층의 외측 에지의 일부 또는 전부가 상기 제2 극층의 외측 에지보다 외측에 위치하도록 하면, 상기 제1 극층과 상기 제2 극층 (양극층과 음극층)사이의 물리적인 접촉에 의한 단락을 억제할 수 있으므로 바람직하다. When a part or all of the outer edge of the insulating layer on the side from which the current collector protrudes is positioned outside the outer edge of the second electrode layer, the first electrode layer and the second electrode layer (positive electrode layer and negative electrode layer) Since the short circuit by the physical contact between them can be suppressed, it is preferable.

상기 제1 극층과 상기 제2 극층 (양극층과 음극층)사이의 단락을 억제하기 위해서는, 상기 제2 극층의 외측 에지의 일부 또는 전부가, 상기 절연층 상에 배치되어 있는 것이 바람직하다. In order to suppress a short circuit between the first electrode layer and the second electrode layer (anode layer and cathode layer), it is preferable that a part or all of an outer edge of the second electrode layer is disposed on the insulating layer.

전고체 이차전지 전체의 구조적인 안정성을 향상시키기 위해, 상기 제1 극층이, 상기 양극층인 것이 바람직하다. In order to improve the structural stability of the entire solid-state secondary battery, the first electrode layer is preferably the positive electrode layer.

상기 고체전해질층이, 적어도 리튬, 인 및 황을 포함하는 황화물계 고체전해질을 함유하는 전고체 이차전지로 하면, 전지 성능을 더욱 향상시킬 수 있어 바람직하다. When the solid electrolyte layer is an all-solid secondary battery containing at least a sulfide-based solid electrolyte containing lithium, phosphorus, and sulfur, battery performance can be further improved, and thus, it is preferable.

상기 음극층은, 리튬과 합금을 형성하는 음극 활물질 및/또는 리튬과 화합물을 형성하는 음극 활물질을 포함하고, 충전시에 상기 음극층의 내부에 금속 리튬이 석출 가능하고, 상기 음극층의 충전 용량의 80%이상이 금속 리튬에 의해 발휘되는 것으로 하는 것이 바람직하다. The negative electrode layer includes a negative electrode active material that forms an alloy with lithium and/or a negative electrode active material that forms a compound with lithium, wherein metallic lithium can be deposited in the negative electrode layer during charging, and the charge capacity of the negative electrode layer It is preferable that 80% or more of the metal is exhibited by metallic lithium.

본 발명이 구체적인 실시 형태로서는, 상기 음극층은, 무정형 탄소, 금, 백금, 팔라듐, 규소, 은, 알루미늄, 비스무트, 주석 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종이상을 포함하는 것을 들 수 있다. As a specific embodiment of the present invention, the negative electrode layer includes any one or more selected from the group consisting of amorphous carbon, gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin and zinc. .

본 발명에 의하면, 전고체 전지의 제조 방법이 가압 공정을 포함하는 것이므로, 전고체 이차전지의 표면의 요철을 평탄화할 수 있다. 또한, 가압하고 있는 사이에, 상기 집전부의 돌출 부분을 상기 집전부 보호 부재로 감싸서 보호하므로, 상기 집전부에 직접 압력이 가해져서 상기 집전부의 돌출부분의 근원에서 균열이 생기거나, 상기 집전부가 절단되거나 하는 것을 기존보다 억제할 수 있다. According to the present invention, since the manufacturing method of the all-solid-state battery includes a pressing step, it is possible to planarize the surface irregularities of the all-solid-state secondary battery. In addition, since the protruding portion of the current collector is wrapped and protected with the current collector protection member during pressurization, pressure is directly applied to the current collector to cause cracks at the root of the protruding portion of the current collector, or It can be suppressed more than before that all are cut|disconnected.

도 1은 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 개략적인 구성을 나타내는 단면도다.
도 2는 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 개략적인 구성을 나타내는 확대 단면도다.
도 3은 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 개략적인 구성을 나타내는 확대 평면도다.
도 4는 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 제조 방법을 나타내는 모식도다.
도 5는 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 제조 방법을 나타내는 모식도다.
도 6은 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 제조 방법을 나타내는 모식도다.
도 7은 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 잉여 절연층, 절연층 및 양극층을 적층방향에서 본 모식도다.
도 8은 잉여 절연층 재료의 측단부면을 나타내는 모식도다.
도 9는 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 제조 방법을 나타내는 모식도다.
도 10은 일 실시형태에 따른 전고체 이차전지의 조화부를 나타내는 확대도다.
도 11은 일 실시예에 따른 전고체 이차전지의 충방전 평가의 결과를 나타내는 그래프다.
도 12는 일 실시예 및 비교예에 따른 전고체 이차전지의 사이클 특성을 나타내는 그래프다.
도 13은 일 실시예에 따른 전고체 이차전지의 충방전 평가의 결과를 나타내는 그래프다.
도 14는 비교예에 따른 전고체 이차전지의 충방전 평가의 결과를 나타내는 그래프다.
도 15는 비교예에 따른 전고체 이차전지의 충방전 평가의 결과를 나타내는 그래프다.
도 16은 실시예에 따른 전고체 이차전지의 사이클 특성을 나타내는 그래프다.
1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a schematic configuration of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
3 is an enlarged plan view illustrating a schematic configuration of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
4 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
5 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
6 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
7 is a schematic view of an excess insulating layer, an insulating layer, and a positive electrode layer of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment as viewed in a stacking direction.
Fig. 8 is a schematic view showing a side end surface of an excess insulating layer material.
9 is a schematic diagram illustrating a method of manufacturing an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
10 is an enlarged view illustrating a roughening part of an all-solid-state secondary battery according to an exemplary embodiment.
11 is a graph illustrating a result of charging/discharging evaluation of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
12 is a graph showing cycle characteristics of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment and a comparative example.
13 is a graph showing a result of charging/discharging evaluation of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.
14 is a graph showing a result of charging/discharging evaluation of an all-solid-state secondary battery according to a comparative example.
15 is a graph showing a result of charging/discharging evaluation of an all-solid-state secondary battery according to a comparative example.
16 is a graph showing cycle characteristics of an all-solid-state secondary battery according to an embodiment.

이하에 첨부 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대해서 상세하게 설명한다. 한편, 본 명세서 및 도면에 있어서, 실질적으로 동일한 기능 구성을 소유하는 구성 요소에 대해서는 동일한 부호가 부여되는 것에 의해 중복 설명을 생략한다. 또, 도면 중의 각 구성 요소는, 설명의 용이화를 위해서 적당히 확대 또는 축소되고 있어, 도면 중의 각 구성 요소의 크기, 비율은, 실제의 것과 다른 경우도 있다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiment of this invention is described in detail, referring an accompanying drawing. In addition, in this specification and drawings, the same code|symbol is attached|subjected to the component which possesses substantially the same functional structure, and duplicate description is abbreviate|omitted. In addition, each component in the drawing is appropriately enlarged or reduced for ease of explanation, and the size and ratio of each component in the drawing may differ from actual ones.

<1. 전고체 이차전지의 구성> <1. Composition of all-solid-state secondary battery>

먼저, 본 발명의 실시형태 에 따른 전고체 이차전지 1의 구성에 대하여 설명한다. First, the configuration of the all-solid-state secondary battery 1 according to an embodiment of the present invention will be described.

본 실시 형태에 따른 전고체 이차전지 1은, 양극층 10과, 음극층 20과, 고체전해질층 30을 구비하고 있는 것이다. 보다 구체적으로는, 양극층 10 또는 음극층 20 중 하나 (이하, 제1 극층)과, 상기 제1 극층의 양면에 각각 적층된 고체전해질층 30과, 상기 각 고체전해질층의 외면에 각각 적층된 양극층 10과 음극층 20 중 다른 하나(이하, 제2 극층)과, 상기 제1 극층의 측단부면S에 배치된 절연층 13을 구비하는 전고체 리튬 이차전지 1이다. 본 실시 형태에서는, 도 1 및 도 2 에 도시한 바와 같이, 상기 제1 극층이 양극층 10이며, 상기 제2 극층이 음극층 20인 것에 대하여 설명한다. 한편, 측단부면은, 상기 각층의 적층방향이 아닌 주위의 단부이며, 상기 각층의 적층 방향에 대해서 수직한 방향에서의 각층의 단부를 의미한다. The all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment includes a positive electrode layer 10, a negative electrode layer 20, and a solid electrolyte layer 30. More specifically, one of the positive electrode layer 10 or the negative electrode layer 20 (hereinafter, the first electrode layer), the solid electrolyte layer 30 respectively laminated on both surfaces of the first electrode layer, and the solid electrolyte layer laminated on the outer surface of each solid electrolyte layer, respectively An all-solid-state lithium secondary battery 1 including the other one of the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 (hereinafter, the second electrode layer) and the insulating layer 13 disposed on the side end surface S of the first electrode layer. In this embodiment, as shown in FIG. 1 and FIG. 2, the said 1st electrode layer is the positive electrode layer 10, and the said 2nd electrode layer is the negative electrode layer 20 is demonstrated. On the other hand, the side end surface is an end of the periphery rather than the lamination direction of each layer, and means an end of each layer in a direction perpendicular to the lamination direction of each layer.

(1-1. 양극층) (1-1. Anode layer)

양극층 10은, 도 2 에 도시한 바와 같이, 양극집전체 11과 양극 활물질층 12을 포함한다. The positive electrode layer 10 includes a positive electrode current collector 11 and a positive electrode active material layer 12 as shown in FIG. 2 .

양극집전체 11로서는, 예를 들면, 스테인리스강, 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 알루미늄(Al)또는 이것들의 합금으로 이루어지는 판형체 또는 박형체 등을 들 수 있다. Examples of the positive electrode current collector 11 include a plate-like body or a thin body made of stainless steel, titanium (Ti), nickel (Ni), aluminum (Al), or an alloy thereof.

양극 활물질층 12은, 도 2 에 도시한 바와 같이, 양극집전체 11의 양면에 배치되어 있다. 양극 활물질층 12은, 양극 활물질 및 고체전해질을 함유한다. 양극 활물질층 12에 함유되는 고체전해질은, 고체전해질층 30에 함유되는 고체전해질과 동종이 것이어도, 동종이 아니어도 된다. 고체전해질의 상세한 것은, 후술하는 고체전해질층 30의 항목에서 설명한다. The positive electrode active material layer 12 is disposed on both surfaces of the positive electrode current collector 11 as shown in FIG. 2 . The positive electrode active material layer 12 contains a positive electrode active material and a solid electrolyte. The solid electrolyte contained in the positive electrode active material layer 12 may or may not be the same as the solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer 30 . The details of the solid electrolyte will be described in the section of the solid electrolyte layer 30 to be described later.

상기 양극 활물질은, 리튬이온을 가역적으로 흡장 및 방출하는 것이 가능한 양극 활물질이라면 된다. The positive electrode active material may be any positive electrode active material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions.

상기 양극 활물질은, 예를 들면, 분말상 또는 과립 형상의 것이고, 코발트 산 리튬 (이하, LCO라고 함), 니켈 산 리튬(Lithium nickel oxide), 니켈 코발트 산 리튬(lithium nickel cobalt oxide), 니켈코발트 알루미늄 산 리튬 (이하, NCA라고 함), 니켈코발트 망간 산 리튬 (이하, NCM라고 함), 망간 산 리튬(Lithium manganate), 인산철 리튬(lithium iron phosphate) 등의 리튬 염, 황화 니켈, 황화구리, 황, 산화철,또는 산화 바나듐 등을 이용하여 형성 할 수 있다. 이들의 양극 활물질은, 각각 단독으로 이용될 수도 있고, 또 2종이상을 조합해서 이용할 수도 있다. The positive active material is, for example, in a powdery or granular form, lithium cobalt acid (hereinafter referred to as LCO), lithium nickel oxide, lithium nickel cobalt oxide, nickel cobalt aluminum Lithium salts such as lithium acid (hereinafter referred to as NCA), nickel cobalt manganese oxide (hereinafter referred to as NCM), lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, It can be formed using sulfur, iron oxide, or vanadium oxide. These positive electrode active materials may be used individually, respectively, and may be used in combination of 2 or more types.

또, 상기 양극 활물질은 상술한 리튬 염 중, 층상암염형 구조를 소유하는 전이금속산화물의 리튬 염을 포함해서 형성되는 것이 바람직하다. 여기서 「층상 」이란, 얇은 시트 형의 형상을 나타낸다. 또, 「암염구조 」이란, 결정 구조의 일종인 염화나트륨형 구조를 나타내고, 구체적으로는, 양 이온 및 음이온의 각각이 형성하는 면심입방 격자가 서로 단위격자의 모서리의 1/2만 어긋나서 배치된 구조를 나타낸다. In addition, the positive active material is preferably formed by including a lithium salt of a transition metal oxide having a layered rock salt structure among the lithium salts described above. Here, "layered" refers to a thin sheet-like shape. In addition, "rock salt structure" refers to a sodium chloride type structure, which is a type of crystal structure, and specifically, the face-centered cubic lattice formed by each of the positive ions and the anions is arranged with a shift of only 1/2 of the corners of the unit lattice from each other. represents the structure.

이러한 층상암염형 구조를 소유하는 전이금속산화물의 리튬 염으로서는, 예를 들면, LiNixCoyAlzO2(NCA), 또는 LiNixCoyMnzO2(NCM) (단, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1, 이고 x+y+z=1)등의 삼원계 전이금속 산화물의 리튬 염을 들 수 있다. As a lithium salt of a transition metal oxide possessing such a layered rock salt structure, for example, LiNi x Co y Al z O 2 (NCA), or LiNi x Co y Mn z O 2 (NCM) (provided that 0<x and lithium salts of ternary transition metal oxides such as <1, 0<y<1, 0<z<1, and x+y+z=1).

상기 양극 활물질이, 상기의 층상암염형 구조를 소유하는 삼원계 전이금속 산화물의 리튬 염을 포함할 경우, 전고체 이차전지 1의 에너지 밀도 및 열 안정성을 향상시킬 수 있다. When the positive active material includes a lithium salt of a ternary transition metal oxide having the layered rock salt structure, energy density and thermal stability of the all-solid-state secondary battery 1 may be improved.

상기 양극 활물질은, 피복층에 의해 덮여 있어도 좋다. 여기에서, 본 실시형태의 피복층은, 전고체 이차전지 1의 양극 활물질의 피복층으로서 공지된 것이라면 어떤 것도 가능하다. 피복층의 예 로는, 예를 들면, Li2O-ZrO2 등을 들 수 있다. The positive electrode active material may be covered with a coating layer. Here, the coating layer of the present embodiment may be any one known as a coating layer of the positive electrode active material of the all-solid-state secondary battery 1. As an example of a coating layer, Li2O - ZrO2 etc. are mentioned, for example.

또, 양극 활물질이, NCA 또는 NCM등의 삼원계 전이금속 산화물의 리튬 염에서 형성되고 있어, 양극 활물질로서 니켈(Ni)을 포함할 경우, 전고체 이차전지 1의 용량밀도를 상승시키고, 충전 상태에서의 양극 활물질로부터의 금속 용출을 적게 할 수 있다. 이에 따라, 본 실시형태에 따른 전고체 이차전지 1은, 충전 상태에서의 장기 신뢰성 및 사이클 특성을 향상시킬 수 있다. In addition, when the positive electrode active material is formed from a lithium salt of a ternary transition metal oxide such as NCA or NCM, and nickel (Ni) is included as the positive electrode active material, the capacity density of the all-solid-state secondary battery 1 is increased, and the state of charge It is possible to reduce the metal elution from the positive electrode active material in Accordingly, the all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment can improve long-term reliability and cycle characteristics in a charged state.

여기에서, 양극 활물질의 형상으로서는, 예를 들면, 구형, 타원구형 등의 입자 형상을 들 수 있다. 또, 양극 활물질의 입경은 특별히 제한 되지 않고, 종래의 전고체 이차전지의 양극 활물질에 적용 가능한 범위라면 좋다. 한편, 양극층 10에 있어서의 양극 활물질의 함유량도 특별히 제한되지 않고, 종래의 전고체 이차전지 1의 양극층 10에 적용 가능한 범위라면 좋다. Here, as a shape of a positive electrode active material, particle shapes, such as a spherical shape and an ellipsoidal shape, are mentioned, for example. In addition, the particle diameter of the positive electrode active material is not particularly limited, and may be within a range applicable to the positive electrode active material of a conventional all-solid-state secondary battery. On the other hand, the content of the positive electrode active material in the positive electrode layer 10 is also not particularly limited, as long as it is within a range applicable to the positive electrode layer 10 of the conventional all-solid secondary battery 1 .

또, 양극 활물질층 12에는, 상술한 양극 활물질 및 고체전해질에 더하고, 예를 들면, 도전보조제, 결착재료, 필러(filler), 분산제, 이온 전도 보조제 등의 첨가물이 적당히 배합되어 있어도 된다. Further, in the positive electrode active material layer 12, in addition to the above-described positive electrode active material and solid electrolyte, for example, an additive such as a conductive auxiliary agent, a binder material, a filler, a dispersing agent, an ion conductive auxiliary agent may be suitably blended.

양극 활물질층 12에 배합가능한 도전보조제로서는, 예를 들면, 흑연, 카본블랙, 아세틸렌 블랙, 케첸 블랙, 탄소섬유, 카본 나노튜브, 그라펜, 금속분 등을 들 수 있다. 또, 양극 활물질층 12에 배합가능한 바인더로서는, 예를 들면, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로 에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리 불화 비닐리덴(polyvinylidene fluoride), 폴리에틸렌(polyethylene)등을 들 수 있다. 또한, 양극 활물질층 12에 배합가능한 필러, 분산제, 이온 전도 보조제등으로서는, 일반적으로 전고체 이차전지 1의 전극에 이용할 수 있는 공지된 재료를 이용할 수 있다. Examples of the conductive additive that can be blended into the positive electrode active material layer 12 include graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fibers, carbon nanotubes, graphene, and metal powder. In addition, examples of the binder that can be incorporated into the positive electrode active material layer 12 include styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polyethylene, and the like. . Moreover, as a filler, a dispersing agent, an ion conduction auxiliary agent, etc. which can be mix|blended with the positive electrode active material layer 12, well-known materials which can generally be used for the electrode of the all-solid-state secondary battery 1 can be used.

(1-2. 음극층) (1-2. Cathode layer)

음극층 20은, 예를 들면, 도 2 에 도시한 바와 같이, 판 형 또는 박형의 음극집전체 21과, 상기 음극집전체 21위로 형성된 음극 활물질층 22을 포함한다. The negative electrode layer 20 includes, for example, as shown in FIG. 2 , a plate-shaped or thin negative electrode current collector 21 and a negative electrode active material layer 22 formed on the negative electrode current collector 21 .

음극집전체 21은, 본 실시형태에서는, 전고체 이차전지 1의 최외층을 형성하는 것이다. 이 음극집전체 21은, 리튬이라고 반응하지 않는, 즉 합금 및 화합물의 모두 형성하지 않는 재료로 구성되는 것이 바람직하다. 음극집전체 21을 구성하는 재료로서는, 스테인리스강의 이외에, 예를 들면, 구리(Cu), 티타늄(Ti), 철(Fe), 코발트(Co), 및 니켈(Ni)등을 들 수 있다. 음극집전체 21은, 이것들의 금속의 어느 쪽인가 1종으로 구성되어도 좋고, 2종이상의 금속의 합금 또는 클래드 재료로 구성되어도 좋다. The negative electrode current collector 21 forms the outermost layer of the all-solid-state secondary battery 1 in this embodiment. The negative electrode current collector 21 is preferably made of a material that does not react with lithium, that is, neither an alloy nor a compound is formed. Examples of the material constituting the negative electrode current collector 21 include, in addition to stainless steel, copper (Cu), titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and the like. The negative electrode current collector 21 may be composed of one of these metals, or may be composed of an alloy of two or more metals or a cladding material.

음극 활물질층 22는 예를 들어 리튬과 합금을 형성하는 음극 활물질과 리튬과 화합물을 형성하는 음극 활물질 중 적어도 한 쪽을 포함한다. 그리고, 음극 활물질층 22은, 이러한 음극 활물질을 함유 함으로써, 이하에 설명하듯, 음극 활물질층 22의 한 방향 또는 양쪽의 표면상에 금속 리튬을 석출시킬 수 있게 구성되어도 좋다. The negative electrode active material layer 22 includes, for example, at least one of a negative electrode active material that forms an alloy with lithium and a negative electrode active material that forms a compound with lithium. In addition, the negative electrode active material layer 22 may contain such a negative electrode active material so that metallic lithium can be deposited on the surface of one or both sides of the negative electrode active material layer 22 as will be described below.

상기 음극 활물질은, 예를 들면, 무정형 탄소, 돈, 백금, 팔라듐(Pd), 규소(Si)은, 알루미늄(Al), 비스무트(Bi), 주석, 안티몬, 및 아연 등을 들 수 있다. 여기에서, 상기 무정형 탄소로서는, 예를 들면, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙, 케첸 블랙 등의 카본블랙이나 그라펜 등을 들 수 있다. Examples of the negative active material include amorphous carbon, money, platinum, palladium (Pd), silicon (Si), aluminum (Al), bismuth (Bi), tin, antimony, and zinc. Here, as said amorphous carbon, carbon black, such as acetylene black, furnace black, and Ketjen black, graphene, etc. are mentioned, for example.

상기 음극 활물질의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 과립 형상일 수도 있고, 예를 들면, 도금층과 같은 균일한 층상일 수도 있다. 전자의 경우, 리튬이온은 과립 형상의 음극 활물질끼리의 간극을 통과하고, 음극 활물질층 22과 음극집전체 21과의 사이가 주로 리튬으로부터 되는 금속층이 형성되고, 일부의 리튬은 음극 활물질내의 금속 원소와 합금을 형성하는 등으로 해서 음극 활물질층 22안에 존재한다. 한편, 후자의 경우, 음극 활물질층 22과 고체전해질층 30과의 사이에 상기 금속층이 석출한다. The shape of the negative electrode active material is not particularly limited, and may be granular, for example, may be a uniform layer such as a plating layer. In the former case, lithium ions pass through gaps between the anode active materials in the form of granules, and a metal layer mainly made of lithium is formed between the anode active material layer 22 and the anode current collector 21, and some lithium is a metal element in the anode active material. It is present in the negative electrode active material layer 22 by forming an alloy with it. Meanwhile, in the latter case, the metal layer is deposited between the anode active material layer 22 and the solid electrolyte layer 30 .

상술한 것 중에서도, 음극 활물질층 22은, 무정형 탄소로서, 질소 가스 흡착법에 의해 측정되는 비표면적이 100m2/g이하인 저비표면적 무정형 탄소와, 질소 가스 흡착법에 의해 측정되는 비표면적이 300m2/g이상인 고비표면적 무정형 탄소와의 혼합물을 포함하는 것이 바람직하다. Among the above-mentioned, the negative electrode active material layer 22 is amorphous carbon, and has a low specific surface area amorphous carbon having a specific surface area of 100 m 2 /g or less measured by a nitrogen gas adsorption method, and a specific surface area measured by a nitrogen gas adsorption method of 300 m 2 /g It is preferable to include a mixture with the above high specific surface area amorphous carbon.

음극 활물질층 22은, 이것들의 음극 활물질의 어느 1종만을 함유하고 있어도 좋고, 2종이상의 음극 활물질을 함유하고 있어도 좋다. 예를 들면, 음극 활물질층 22은, 상기 음극 활물질로서 무정형 탄소만을 함유하고 있어도 좋고, 돈, 백금, 팔라듐, 규소, 은, 알루미늄, 비스무트, 주석, 안티몬 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종이상을 함유하고 있어도 된다. 또, 음극 활물질층 22은, 금, 백금, 팔라듐, 규소, 은, 알루미늄, 비스무트, 주석, 안티몬 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종이상과 무정형 탄소와의 혼합물을 함유하고 있어도 좋다. The negative electrode active material layer 22 may contain any 1 type of these negative electrode active materials, and may contain 2 or more types of negative electrode active materials. For example, the negative electrode active material layer 22 may contain only amorphous carbon as the negative electrode active material, and any one selected from the group consisting of gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, antimony and zinc. You may contain more than that. Further, the negative electrode active material layer 22 may contain a mixture of amorphous carbon and at least one selected from the group consisting of gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, antimony and zinc.

무정형 탄소와 전술한 금 등의 금속과의 혼합물의 혼합비 (질량비)은, 1:1∼1:3 정도인 것이 바람직하며, 음극 활물질을 이것들의 물질로 구성하는 것으로, 전고체 이차전지 1의 특성이 또 향상된다. The mixing ratio (mass ratio) of the mixture of amorphous carbon and the aforementioned metal such as gold is preferably about 1:1 to 1:3, and the anode active material is composed of these materials, and the characteristics of the all-solid-state secondary battery 1 This is also improved.

상기 음극 활물질로서, 무정형 탄소와 함께 금, 백금, 팔라듐, 규소, 은, 알루미늄, 비스무트, 주석, 안티몬 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종이상을 사용할 경우, 이것들 음극 활물질의 입경은 4μm이하인 것이 바람직하다. 이 경우, 전고체 이차전지 1의 특성이 또 향상된다. When any one or more selected from the group consisting of gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, antimony and zinc together with amorphous carbon is used as the negative electrode active material, the particle diameter of these negative electrode active materials is 4 μm or less. it is preferable In this case, the characteristics of the all-solid-state secondary battery 1 are further improved.

또, 상기 음극 활물질로서, 리튬과 합금을 형성가능한 물질, 예를 들면, 금, 백금, 팔라듐, 규소, 은, 알루미늄, 비스무트, 주석, 안티몬 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종이상을 사용할 경우, 음극 활물질층 22은, 이것들 금속으로 이루어지는 층이어도 된다. 예를 들면, 이 금속의 층은 도금층이어도 된다. In addition, as the negative electrode active material, any one or more selected from the group consisting of a material capable of forming an alloy with lithium, for example, gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin, antimony, and zinc may be used. In this case, the negative electrode active material layer 22 may be a layer made of these metals. For example, a plating layer may be sufficient as this metal layer.

음극 활물질층 22은, 필요에 따라, 또 바인더를 포함해도 좋다. 이 바인더로서는, 예를 들면, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로 에틸렌(PET), 폴리 불화 비닐리덴, 폴리에틸렌 옥사이드 등을 들 수 있다. 바인더는, 이것들의 1종으로 구성되어도, 2종이상으로 구성되어도 된다. 이렇게 바인더를 음극 활물질층 22에 포함시키는 것에 의해, 특별히 상기 음극 활물질이 과립 형상의 경우에, 상기 음극 활물질의 이탈을 억제할 수 있다. The negative electrode active material layer 22 may further contain a binder as needed. Examples of the binder include styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene (PET), polyvinylidene fluoride, and polyethylene oxide. A binder may be comprised by 1 type of these, or may be comprised by 2 or more types. By including the binder in the negative electrode active material layer 22 in this way, especially when the negative electrode active material has a granular shape, it is possible to suppress the separation of the negative electrode active material.

음극 활물질층 22에 함유되는 바인더의 함유율은, 음극 활물질층 22의 총질량에 대하여, 예를 들면, 0.3질량%이상 20.0질량%이하, 바람직하게는 1.0질량%이상 15.0질량%이하, 보다 바람직하게는 3.0질량%이상 15.0질량%이하다. The content of the binder contained in the negative electrode active material layer 22, relative to the total mass of the negative electrode active material layer 22, is, for example, 0.3 mass% or more and 20.0 mass% or less, preferably 1.0 mass% or more and 15.0 mass% or less, more preferably is 3.0 mass % or more and 15.0 mass % or less.

또, 음극 활물질층 22에는, 종래의 전고체 이차전지 1로 사용되는 첨가제, 예를 들면 필러, 분산 재료, 이온 전도 재료등이 적당히 배합되어 있어도 좋다. In addition, the negative electrode active material layer 22 may be suitably blended with additives used in the conventional all-solid-state secondary battery 1, for example, a filler, a dispersion material, an ion conductive material, and the like.

음극 활물질층 22의 두께는, 상기 음극 활물질이 과립 형상의 경우에는, 특별히 제한 되지 않지만, 예를 들면, 1.0μm이상 20.0μm이하, 바람직하게는 1.0μm이상 10μm이하다. 이러한 두께로 함으로써, 음극 활물질층 22의 상술한 효과를 충분히 얻으면서 음극 활물질층 22의 저항치를 충분히 저감할 수 있고, 전고체 이차전지 1의 특성을 충분히 개선할 수 있다. The thickness of the negative electrode active material layer 22 is not particularly limited when the negative electrode active material is granular, but for example, 1.0 μm or more and 20.0 μm or less, preferably 1.0 μm or more and 10 μm or less. By setting it as such a thickness, the resistance value of the negative electrode active material layer 22 can fully be reduced while fully acquiring the above-mentioned effect of the negative electrode active material layer 22, and the characteristic of the all-solid-state secondary battery 1 can fully be improved.

한쪽에서, 음극 활물질층 22의 두께는, 상기 음극 활물질이 균일한 층을 형성할 경우에는, 예를 들면, 1.0nm이상 100.0nm이하다. 이 경우의 음극 활물질층 22의 두께의 상한치는, 바람직하게는 95nm, 보다 바람직하게는 90nm, 더욱 바람직하게는 50nm이다. On the one hand, the thickness of the negative electrode active material layer 22 is, for example, 1.0 nm or more and 100.0 nm or less when the negative electrode active material forms a uniform layer. The upper limit of the thickness of the negative electrode active material layer 22 in this case is preferably 95 nm, more preferably 90 nm, still more preferably 50 nm.

한편, 본 발명은, 전술한 실시형태에 한정되는 것이 아니라, 음극 활물질층 22은, 전고체 이차전지 1의 음극 활물질층 22로서, 이용 가능한 임의의 구성을 채용하는 것이 가능하다. 예를 들면, 음극 활물질층 22은, 전술한 음극 활물질과, 고체전해질과, 음극층 도전보조제를 포함하는 층일 수도 있다. In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, The negative electrode active material layer 22 can employ|adopt any structure which can be used as the negative electrode active material layer 22 of the all-solid-state secondary battery 1. For example, the negative electrode active material layer 22 may be a layer including the above-described negative electrode active material, a solid electrolyte, and a negative electrode layer conductive aid.

이 경우, 예를 들면, 상기 음극 활물질로서 금속활물질 또는 카본(carbon) 활물질 등을 이용할 수 있다. 상기 금속활물질로서는, 예를 들면, 리튬(Li), 인듐(In), 알루미늄(Al), 주석(Sn),및 규소(Si) 등의 금속,및 이것들의 합금 등을 이용할 수 있다. 또, 카본 활물질로서는, 예를 들면, 인조흑연, 흑연탄소섬유, 수지소성 탄소, 열분해 기상성장 탄소, 콕스(coke), 메소카본 마이크로비즈(MCMB), 푸르푸릴 알코올(furfuryl alchol)수지소성 탄소, 폴리아센(polyacene), 피치(pitch)계 탄소섬유, 기상성장 탄소섬유, 천연흑연,및난 흑연화성 탄소등을 이용할 수 있다. 한편, 이것들의 음극 활물질은, 단독으로 이용할 수 있어도 양호하고, 또 2종이상을 조합해서 이용할 수 있어도 좋다. In this case, for example, a metal active material or a carbon active material may be used as the negative electrode active material. As said metal active material, metals, such as lithium (Li), indium (In), aluminum (Al), tin (Sn), and silicon (Si), and alloys thereof, etc. can be used, for example. In addition, as the carbon active material, for example, artificial graphite, graphite carbon fiber, resin plastic carbon, pyrolysis vapor phase growth carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB), furfuryl alcohol resin plastic carbon, Polyacene, pitch-based carbon fiber, vapor-grown carbon fiber, natural graphite, and non-graphitizable carbon may be used. In addition, these negative electrode active materials may be used independently and may be used in combination of 2 or more types.

상기 음극층 도전보조제 및 상기 고체전해질은, 양극 활물질층 12에 포함되는 도전제 및 고체전해질과 같은 화합물을 이용할 수 있다. 이로 인해, 이것들의 구성에 관한 여기에서의 설명은 생략한다. As the negative electrode layer conductive aid and the solid electrolyte, the same compound as the conductive agent and solid electrolyte included in the positive electrode active material layer 12 may be used. For this reason, the description here regarding these structures is abbreviate|omitted.

(1-3. 고체전해질층) (1-3. Solid electrolyte layer)

상기 고체전해질층 30은, 양극층 10과 음극층 20과의 사이에 형성되는 층이며, 고체전해질을 포함하는 것이다. The solid electrolyte layer 30 is a layer formed between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20, and includes a solid electrolyte.

본 실시형태에서는, 고체전해질층 30은, 양극층 10과 음극층 20과의 사이에 적층 되어 있다. 고체전해질층 30의 두께는, 전지로서 완성된 상태에서의 두께가 5μm이상 100μm이하라면 된다. 이 두께는 8μm이상 50μm이하인 것이 바람직하고, 10μm이상 30μm이하인 것이 보다 바람직하다. In this embodiment, the solid electrolyte layer 30 is laminated between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 . The thickness of the solid electrolyte layer 30 may be 5 µm or more and 100 µm or less in a finished state as a battery. It is preferable that they are 8 micrometers or more and 50 micrometers or less, and, as for this thickness, it is more preferable that they are 10 micrometers or more and 30 micrometers or less.

상기 고체전해질은 예를 들면, 분말상의 것이고, 예를 들면 황화물계 고체전해질재료로 구성된다. The solid electrolyte is, for example, in a powder form, and is composed of, for example, a sulfide-based solid electrolyte material.

상기 황화물계 고체전해질재료로서는, 예를 들면, Li2S-P2S5, Li2S-P2S5-LiX(X는 할로겐 원소, 예를 들면 I, Br, Cl), Li2S-P2S5-Li2O, Li2S-P2S5-Li2O-LiI, Li2S-SiS2, Li2S-SiS2-LiI, Li2S-SiS2-LiBr, Li2S-SiS2-LiCl, Li2S-SiS2-B2S3-LiI, Li2S-SiS2-P2S5-LiI, Li2S-B2S3, Li2S-P2S5-ZmSn(m, n은 정의 수, Z는 Ge, Zn 또는 Ga의 어느쪽인가), Li2S-GeS2, Li2S-SiS2-Li3PO4, Li2S-SiS2-LipMOq(p, q는 정의 수, M은 P, Si, Ge, B, Al, Ga 또는 In의 어느쪽인가)등을 들 수 있다. Examples of the sulfide-based solid electrolyte material include Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 SP 2 S 5 -LiX (X is a halogen element, for example, I, Br, Cl), Li 2 SP 2 S 5 - Li 2 O, Li 2 SP 2 S 5 -Li 2 O-LiI, Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-SiS 2 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -LiBr, Li 2 S-SiS 2 -LiCl , Li 2 S-SiS 2 -B 2 S 3 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -LiI, Li 2 SB 2 S 3 , Li 2 SP 2 S 5 -Z m S n (m, n is a positive number, Z is either Ge, Zn or Ga), Li 2 S-GeS 2 , Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4 , Li 2 S-SiS 2 -Li p MO q (p , q is a positive number, and M is any of P, Si, Ge, B, Al, Ga or In).

여기에서, 상기 황화물계 고체전해질재료는, 출발 원료 (예를 들면, Li2S, P2S5등)을 용융 급냉법이나 메커니컬 밀링(mechanical milling)법 등에 의해 처리하는 것으로 제작된다. 또, 이것들의 처리의 뒤에 또 열처리를 행해도 좋다. 고체전해질은, 비정질이여도 양호하고, 결정질이여도 양호하고, 양자가 혼합된 상태에서도 좋다. Here, the sulfide-based solid electrolyte material is manufactured by treating a starting material (eg, Li 2 S, P 2 S 5 , etc.) by a melt quenching method or a mechanical milling method. Moreover, you may heat-process further after these processes. The solid electrolyte may be amorphous, may be crystalline, or may be in a mixed state.

또, 고체전해질로서, 상기의 황화물계 고체전해질재료 중, 황과, 규소, 인 및 붕소로부터 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이상의 원소를 함유하는 재료를 이용하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 고체전해질층 30의 리튬 전도성이 향상되고, 전고체 이차전지 1의 전지특성이 향상된다. 특별히, 고체전해질로서 적어도 구성 원소로서 황(S), 인(P) 및 리튬(Li)을 포함하는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 특별히 Li2S-P2S5을 포함하는 것을 이용하는 것이 보다 바람직하다. Further, as the solid electrolyte, it is preferable to use a material containing at least one element selected from the group consisting of sulfur, silicon, phosphorus and boron among the above sulfide-based solid electrolyte materials. Accordingly, the lithium conductivity of the solid electrolyte layer 30 is improved, and the battery characteristics of the all-solid secondary battery 1 are improved. In particular, it is preferable to use a solid electrolyte containing at least sulfur (S), phosphorus (P) and lithium (Li) as constituent elements, and it is more preferable to use a solid electrolyte containing particularly Li 2 SP 2 S 5 .

여기에서, 고체전해질을 형성하는 황화물계 고체전해질재료로서 Li2S-P2S5을 포함하는 것을 이용할 경우, Li2S와 P2S5과의 혼합 몰비는, 예를 들면, Li2S:P2S5=50:50∼90:10의 범위에서 선택되어도 된다. Here, when a sulfide-based solid electrolyte material containing Li 2 SP 2 S 5 is used as the sulfide-based solid electrolyte material for forming the solid electrolyte, the mixing molar ratio of Li 2 S and P 2 S 5 is, for example, Li 2 S:P. 2 S 5 =50:50 to 90:10 may be selected.

또, 고체전해질층 30에는, 바인더를 또한 포함하고 있어도 좋다. 고체전해질층 30에 포함되는 바인더는, 예를 들면, 스티렌 부타디엔 고무(SBR), 폴리테트라플루오로 에틸렌(polytetrafluoroethylene), 폴리 불화 비닐리덴(polyvinylidenefluoride), 폴리에틸렌(polyethylene), 폴리 아크릴산(poly acrylic acid)등을 들 수 있다. 고체전해질층 30에 포함되는 바인더는, 양극 활물질층 12및 음극 활물질층 22 안의 바인더와 같은 종류일 수도 있고, 다른 종류이어도 좋다. Further, the solid electrolyte layer 30 may further contain a binder. The binder included in the solid electrolyte layer 30, for example, styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene (polytetrafluoroethylene), polyvinylidene fluoride (polyvinylidenefluoride), polyethylene (polyethylene), polyacrylic acid (poly acrylic acid) and the like. The binder contained in the solid electrolyte layer 30 may be of the same type as the binder in the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 22, or may be of a different type.

(1-4. 절연층) (1-4. Insulation layer)

절연층 13은, 예를 들면, 본 실시형태에 있어서의 제1 극층인 양극층 10의 측단부면S의 전체를 덮게 양극층 10의 측단부면S에 밀착되어서 배치된 것이다. The insulating layer 13 is disposed, for example, in close contact with the side end surface S of the anode layer 10 so as to cover the entire side end surface S of the anode layer 10, which is the first electrode layer in the present embodiment.

이 절연층 13은, 전기를 통과시키지 않는 소재인 절연층 재료 13A를 이용하여 형성 되어 있는 것이라면 좋지만, 절연층 재료 13A를 구성하는 소재로서는, 예를 들면, 폴리프로필렌이나 폴리에틸렌, 또는 이것들의 코폴리머등의 수지를 함유하는 수지 필름 등을 들 수 있다. 이러한 수지 필름이라면, 예를 들면, 등방압 프레스 등의 가압 형성 에 따라 양극층 10에 밀착되게 해서 벗겨져 떨어지기 어렵게 할 수 있다. 또, 상기절연층 재료 13A가, 이것들의 수지에 절연성의 필러등을 섞어 혼잡한 것이라면 여전히 좋다. The insulating layer 13 may be formed using the insulating layer material 13A, which is a material that does not allow electricity to pass through. As the material constituting the insulating layer material 13A, for example, polypropylene, polyethylene, or a copolymer thereof. A resin film containing resin, such as these, etc. are mentioned. If it is such a resin film, it can be made to adhere to the positive electrode layer 10 by pressure forming, such as isostatic press, for example, and it can make it hard to peel off. Moreover, it is still good if the said insulating layer material 13A mixes these resin with insulating filler, etc. and it is still good.

절연층 재료 13A가, 절연성 필러를 함유 함으로써, 절연층 재료 13A끼리의 밀착성이 양호해지고, 절연층 재료 13A에 의해 절연층 13을 형성할 때나 사용시에 절연층 13의 강도를 향상시킬 수 있다. 또, 절연층 재료 13A가, 수지와 함께 절연성의 필러를 함유 함으로써, 절연층 13의 표면에 절연성 필러를 섞어 혼잡하는 것에 의한 미세한 요철을 형성할 수 있다. 이 절연층 13의 표면의 요철 형상 에 따라 고체전해질층 30을 적층 할 때에 고체전해질층 30이 절연층 13로부터 따라 벗겨져 떨어지기 어렵게 할 수도 있다. When the insulating layer material 13A contains an insulating filler, the adhesiveness between the insulating layer materials 13A becomes good, and the strength of the insulating layer 13 can be improved when the insulating layer 13 is formed or used by the insulating layer material 13A. Moreover, when the insulating layer material 13A contains an insulating filler with resin, the fine unevenness|corrugation by mixing an insulating filler on the surface of the insulating layer 13 and being crowded can be formed. According to the concavo-convex shape of the surface of the insulating layer 13, when the solid electrolyte layer 30 is laminated, the solid electrolyte layer 30 can be made difficult to peel off from the insulating layer 13.

상기 절연성 필러는, 입자상, 섬유형, 침상 또는 판형의 물건등 여러가지 형상의 물건을 사용 할 수 있다. 이것들 중에서도, 상기 효과를 특별히 현저하게 연주하는 것으로서 섬유형 또는 부직포형의 절연성 필러를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 절연성 필러로서는, 비용 상승을 억제하는 관점에서, 예를 들면, 섬유형수지, 수지제 부직포, 알루미나, 산화 마그네슘, 실리카, 베마이트, 티타늄 산 바륨, 탄산 바륨, 산화이트륨 및 산화 망간으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이상의 물질로 이루어지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. As the insulating filler, articles of various shapes such as particulate, fibrous, needle or plate-shaped articles can be used. Among these, it is preferable to use the insulating filler of a fibrous type or a nonwoven fabric type as a thing which plays the said effect especially notably. As said insulating filler, from a viewpoint of suppressing an increase in cost, for example, a fibrous resin, resin nonwoven fabric, alumina, magnesium oxide, silica, boehmite, barium titanate, barium carbonate, yttrium oxide, and manganese oxide. It is preferable to use one made of at least one material selected from

(1-5. 집전부) (1-5. Current collector)

양극집전체 11및 음극집전체 21은, 집전부를 개재해서 외부의 배선에 접속되어 있다. The positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 21 are connected to an external wiring via a current collector.

상기 집전부는, 예를 들면, 도 2 및 도 3 에 도시한 바와 같이, 양극집전체 11을 외부의 배선 등에 전기적으로 접속하는 양극집전부 111과, 음극집전체 21을 외부의 배선에 접속하는 음극집전부 211을 구비하고 있다. 양극집전부 111은, 예를 들면, 양극집전체 11과 같은 소재로 형성된 박형일 수 있다. 상기 양극집전부 111은, 양극집전체 11로부터 연장되고, 양극집전체 11과 일체로 형성되어 있다. 각 도면에서는, 양극집전체 11과 양극집전부 111과의 사이에 상상선을 기재하고 있다. The current collector includes, for example, as shown in FIGS. 2 and 3 , a positive electrode current collector 111 for electrically connecting the positive electrode current collector 11 to an external wiring or the like, and a negative electrode current collector 21 for connecting the negative current collector 21 to an external wiring. A negative electrode current collector 211 is provided. The positive electrode current collector 111 may have a thin shape formed of, for example, the same material as the positive electrode current collector 11 . The positive electrode current collector 111 extends from the positive electrode current collector 11 and is integrally formed with the positive electrode current collector 11 . In each figure, an imaginary line is drawn between the positive electrode current collector 11 and the positive electrode current collector 111 .

본 실시형태에서는, 상기 제1 극층인 양극층 10이 구비하는 양극집전체 11을 외부의 배선에 접속하는 양극집전부 111이, 절연층 13을 관통해서 외측에 돌출되게 구성된다. 한편, 설명의 편의상, 도 1∼10에서는, 이 양극집전부 111이 돌출되는 방향을 돌출 방향이라고 하고, 전고체 이차전지 1을 구성하는 각층을 상기 적층방향에서 본 평면도에 있어서의 상기 돌출 방향에 대해서 수직한 방향을 폭방향이라고 하고 있다. In the present embodiment, the positive electrode current collector 111 connecting the positive electrode current collector 11 included in the positive electrode layer 10 as the first electrode layer to an external wiring is configured to penetrate the insulating layer 13 and protrude to the outside. On the other hand, for convenience of explanation, in FIGS. 1 to 10, the direction in which the positive electrode current collector 111 protrudes is referred to as a protruding direction, and each layer constituting the all-solid-state secondary battery 1 is located in the protruding direction in the plan view viewed from the stacking direction. The direction perpendicular to it is called the width direction.

음극집전부 211은, 예를 들면, 음극집전체 21과 같은 소재로 형성된 박형이 것인다. 상기 음극집전부 211은, 음극집전체 21로부터 연장되게 음극집전체 21이라고 일체로 형성되어 있어 있다. 도 3에서는, 음극집전체 21과 음극집전부 211과의 사이에 상상 선을 기재해 있다. The negative electrode current collector 211 is, for example, a thin type formed of the same material as the negative electrode current collector 21 . The negative electrode current collector 211 is integrally formed with the negative electrode current collector 21 so as to extend from the negative electrode current collector 21 . In FIG. 3 , an imaginary line is drawn between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 211 .

보다 구체적으로 설명하면, 양극집전체 11은, 전고체 이차전지 1의 사용시에 있어서, 상기 양극집전체 11의 일단부에 장착된 양극집전부 111 및 도시하지 않은 단자(집전 탭)을 개재해서 배선에 접속된다. 이와 동일하게, 음극집전체 21은, 전고체 이차전지 1의 사용시에 있어서, 상기 음극집전체 21의 일단부에 장착된 음극집전부 211 및 도시하지 않은 단자(집전 탭)을 개재해서 배선에 접속된다. More specifically, when the all-solid-state secondary battery 1 is used, the positive electrode current collector 11 is wired through the positive electrode current collector 111 attached to one end of the positive electrode current collector 11 and a terminal (collection tab) not shown. is connected to Similarly, when the all-solid-state secondary battery 1 is used, the negative electrode current collector 21 is connected to the wiring via the negative electrode current collector 211 attached to one end of the negative electrode current collector 21 and a terminal (current collector tab) not shown. do.

한편, 양극집전부 111및 음극집전부 211의 두께는, 일체로 형성되어 있는 양극집전체 11 또는 음극집전체 21의 두께에 의해 적당히 변경할 수 있는 것이지만, 예를 들면, 1μm이상 50μm이하, 보다 바람직하게는 5μm이상 30μm이하이다. On the other hand, the thickness of the positive electrode current collector 111 and the negative current collector 211 can be suitably changed depending on the thickness of the positive electrode current collector 11 or the negative electrode current collector 21 integrally formed, for example, 1 µm or more and 50 µm or less, more preferably It is preferably 5 μm or more and 30 μm or less.

<2. 전고체 이차전지의 제조 방법> <2. Manufacturing method of all-solid-state secondary battery>

계속해서, 본 실시형태에 따른 전고체 이차전지 1을 제조하는 방법 및 순서의 하나의 예에 대해서 도 4∼8을 참조하면서 설명한다. Next, an example of a method and a procedure for manufacturing the all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 4 to 8 .

본 실시형태 에 따른 전고체 이차전지 1의 제조 방법은, 다음과 같은 공정을 포함하는 것이다. The manufacturing method of the all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment includes the following steps.

(2-1. 양극층의 제작) (2-1. Preparation of the anode layer)

양극 활물질층 12을 구성하는 재료(양극 활물질, 바인더 등)을 비극성용매에 첨가하는 것으로, 양극 활물질층 도포 액 (이 양극 활물질층 도포 액은, 슬러리형일 수도 있고, 페이스트형일 수도 있다. 다른 층을 형성하기 위해서 사용되는 도포 액도 동일하다.)을 제작한다. 이어, 도4 (a)에 나타낸 바와 같이, 얻어진 양극 활물질층 도포 액을 양극집전체 11의 양쪽표면에 도포, 건조한 후, 양극집전체 11과 도포한 양극 활물질층 12을 톰슨 칼날 등에서 직사각형판 형에 꿰뚫는다. 이렇게하여 얻어진 적층체를 양극구조체라고 부른다. 이 양극구조체를 PET필름이 깔린 알루미늄판 위로 두고, 이 양극구조체의 주위에 절연층 13을 형성하는 대략 직사각형 링형의 절연층 재료 13A를 배치하고, 이것들 전체 위에 또 PET필름을 배치한 후, 라미네이트 팩을 해서 등방압에 의한 가압 처리(등방압 프레스)를 함으로써, 적층방향으로부터 압력 관하여 도 4(b)에 나타낸, 잘라내기 전의 양극층 10A를 제작한다. By adding the material (positive electrode active material, binder, etc.) constituting the positive electrode active material layer 12 to a non-polar solvent, the positive electrode active material layer coating liquid (this positive electrode active material layer coating liquid may be in the form of a slurry or paste. The coating liquid used for forming is also the same). Then, as shown in Fig. 4 (a), the obtained positive electrode active material layer coating solution was applied to both surfaces of the positive electrode current collector 11 and dried, and then the positive electrode current collector 11 and the applied positive electrode active material layer 12 were applied in a rectangular plate shape using a Thompson blade or the like. pierce in The laminate obtained in this way is called a positive electrode structure. This positive electrode structure is placed on an aluminum plate covered with PET film, and an insulating layer material 13A of a substantially rectangular ring shape forming an insulation layer 13 is placed around the positive electrode structure, and another PET film is placed on all of them, and then a laminate pack Then, the anode layer 10A before cutting, as shown in Fig. 4(b) with respect to the pressure from the lamination direction, is produced by performing a pressurization treatment by isostatic pressure (isotropic press).

(2-2. 음극층의 제작) (2-2. Preparation of cathode layer)

음극 활물질층 22을 구성하는 재료(음극 활물질, 바인더 등)을 극성용매 또는 비극성용매에 첨가하는 것으로, 음극 활물질층 도포 액을 제작한다. 이어, 도5 (a)에 나타낸 바와 같이, 얻어진 음극 활물질층 도포 액을 음극집전체 21위로 도포해 건조한다. 이것을 직사각형판 형이 되게 톰슨 칼날등에서 꿰뚫는 것에 의해 음극층 20을 제작한다. By adding the material (negative electrode active material, binder, etc.) constituting the negative electrode active material layer 22 to a polar solvent or a non-polar solvent, a negative electrode active material layer coating solution is prepared. Then, as shown in Fig. 5 (a), the obtained negative electrode active material layer coating liquid is applied on the negative electrode current collector 21 and dried. The cathode layer 20 is produced by piercing this with a Thompson blade or the like so as to form a rectangular plate.

(2-3. 고체전해질층의 제작) (2-3. Preparation of solid electrolyte layer)

고체전해질층 30은, 황화물계 고체전해질재료에서 형성된 고체전해질에 의해 제작 할 수 있다. 고체전해질의 제작 방법은 이하와 같다. The solid electrolyte layer 30 can be made of a solid electrolyte formed from a sulfide-based solid electrolyte material. The method for preparing the solid electrolyte is as follows.

먼저, 용융 급냉법이나 메커니컬 밀링(mechanical milling)법에 의해 출발 원료를 처리한다. 예를 들면, 용융 급냉법을 이용할 경우, 출발 원료 (예를 들면, Li2S, P2S5등)을 소정량 홉합하고, 팰릿형으로 한 것을 진공중으로 소정의 반응 온도에서 반응하게 한 후, 급냉 함으로써 황화물계 고체전해질재료를 제작할 수 있다. 한편, Li2S 및 P2S5의 혼합물의 반응 온도는, 바람직하게는 400도∼1000도이며, 보다 바람직하게는 800도∼900도다. 또, 반응 시간은, 바람직하게는 0.1시간∼12시간이며, 보다 바람직하게는 1시간∼12시간이다. 또한, 반응물의 급냉온도는, 통상 10도이하이며, 바람직하게는 0도이하이며, 급냉속도는, 통상 1도/sec∼10000도/sec정도이며, 바람직하게는 1도/sec∼1000도/sec정도다. First, the starting material is treated by a melt quenching method or a mechanical milling method. For example, when using the melt quenching method, a predetermined amount of starting materials (for example, Li2S, P2S5, etc.) are mixed, and the pelletized product is reacted in a vacuum at a predetermined reaction temperature, and then quenched by quenching to form a sulfide system. A solid electrolyte material can be produced. On the other hand, the reaction temperature of the mixture of Li 2 S and P 2 S 5 is preferably 400°C to 1000°C, more preferably 800°C to 900°C. Moreover, the reaction time becomes like this. Preferably it is 0.1 hour - 12 hours, More preferably, it is 1 hour - 12 hours. In addition, the quenching temperature of the reactant is usually 10 degrees or less, preferably 0 degrees or less, and the quenching rate is usually about 1 degree/sec to 10000 degrees/sec, preferably 1 degree/sec to 1000 degrees/sec. about sec.

또, 메커니컬 밀링법을 이용할 경우, 볼 밀등을 이용해서 출발 원료 (예를 들면, Li2S, P2S5등)을 교반하게 해서 반응하게 하는 것으로, 황화물계 고체전해질재료를 제작 할 수 있다. 한편, 메커니컬 밀링법에 있어서의 교반 속도 및 교반 시간은 특별히 한정되지 않지만, 교반 속도가 빠를 만큼 황화물계 고체전해질재료의 생성 속도를 빠르게 할 수 있고, 교반 시간이 길 만큼 황화물계 고체전해질재료에의 원료의 전화율을 높게 할 수 있다. In addition, in the case of using the mechanical milling method, a sulfide-based solid electrolyte material can be produced by stirring and reacting the starting material (eg, Li 2 S, P 2 S 5 , etc.) using a ball mill or the like. . On the other hand, although the stirring speed and stirring time in the mechanical milling method are not particularly limited, the production rate of the sulfide-based solid electrolyte material can be increased enough that the stirring speed is high, and the stirring time is long enough to increase the amount of the sulfide-based solid electrolyte material. The conversion ratio of the raw material can be made high.

그 후, 용융 급냉법 또는 메커니컬 밀링법에 의해 얻어진 혼합원료를 소정의 온도로 열처리한 후, 분쇄 함으로써 입자상의 고체전해질을 제작할 수 있다. 고체전해질이 유리 전이점을 가질 경우는, 열처리에 의해 비정질로부터 결정질로 변하는 경우가 있다. Thereafter, the mixed raw material obtained by the melt quenching method or the mechanical milling method is heat-treated at a predetermined temperature and then pulverized to produce a particulate solid electrolyte. When the solid electrolyte has a glass transition point, it may change from amorphous to crystalline by heat treatment.

계속해서, 상기의 방법으로 얻어진 고체전해질과, 다른 첨가제, 예를 들면, 바인더 등과 분산매를 포함하는 고체전해질층 도포 액을 제작한다. 분산매로서는, 크실렌, 디에틸벤젠등의 범용의 비극성용매를 이용할 수 있다. 또는 고체전해질과 비교적 반응성이 부족한 극성용매를 이용할 수도 있다. 고체전해질 및 다른 첨가물의 농도는, 형성하는 고체전해질층 30의 조성 및 액상조성물의 점도등 에 따라, 적당히 조절 할 수 있다. Then, a solid electrolyte layer coating liquid containing the solid electrolyte obtained by the above method and other additives such as a binder and a dispersion medium is prepared. As the dispersion medium, a general-purpose non-polar solvent such as xylene or diethylbenzene can be used. Alternatively, a polar solvent having relatively poor reactivity with the solid electrolyte may be used. The concentration of the solid electrolyte and other additives can be appropriately adjusted according to the composition of the solid electrolyte layer 30 to be formed and the viscosity of the liquid composition.

전술한 고체전해질의 액상조성물을 표면이 이형처리된 PET필름 위로 블레이드에서 도포하고, 건한 후, PET필름 위로 고체전해질층 30이 형성된 고체전해질 시트를 제작한다. The liquid composition of the above-described solid electrolyte is applied on a blade on a PET film having a release treatment on the surface, dried, and then a solid electrolyte sheet having a solid electrolyte layer 30 formed on the PET film is manufactured.

(2-4. 적층공정) (2-4. Lamination process)

전술한 바와 같이 해서 제작한 음극층 20의 한쪽면에, 도5 (a)에 가리키듯, 음극층 20과 같은 형상 또는 더욱 큰 형상으로 되게 뚫어낸 고체전해질 시트를 적층 하고, 이것들을 등방압 프레스 함으로써, 도 5(b)에 도시한 바와 같이, 음극층 20과 고체전해질층 30을 밀착되게 해 일체시킨다. 고체전해질층 30이 음극층 20보다 큰 형상의 경우, 고체전해질층 30중, 음극층 20위로 적층했을 때에 외측에 돌출되고 있는 부분에 대해서는 제거할 수도 있다. 이 적층체를, 전해질음극구조체 20A라고 부르기로 한다. On one side of the negative electrode layer 20 prepared as described above, as shown in Fig. 5 (a), a solid electrolyte sheet punched out to have the same shape or a larger shape as the negative electrode layer 20 is laminated, and these are pressed by isostatic pressing. As a result, as shown in Fig. 5(b), the negative electrode layer 20 and the solid electrolyte layer 30 are brought into close contact and integrated. When the solid electrolyte layer 30 has a larger shape than the negative electrode layer 20, a portion of the solid electrolyte layer 30 that protrudes outward when stacked on the negative electrode layer 20 may be removed. This laminate will be referred to as an electrolyte negative electrode structure 20A.

그 다음에, 도6 (a) 에 도시한 바와 같이, 전술한 잘라내기 전의 양극층 10A를 양면에서 2개의 전해질음극구조체 20A 로 끼우도록 적층 한다. 이 때, 양극층 10의 양면에 전해질음극구조체 20A의 고체전해질층 30이 각각 접촉하게 전해질음극구조체 20A를 적층 하고, 이것들 전체를 라미네이트 팩을 해서 등방압 프레스 함으로써, 도 6(b)에 도시한 바와 같은 적층체인 미처리 전고체 이차전지 1A를 제조한다. Then, as shown in Fig. 6(a), the above-described positive electrode layer 10A before cutting is laminated so as to be sandwiched by two electrolyte negative electrode structures 20A from both sides. At this time, the electrolyte negative electrode structure 20A is laminated on both surfaces of the positive electrode layer 10 so that the solid electrolyte layer 30 of the electrolyte negative electrode structure 20A is in contact with each other, and the entirety is laminated pack and isostatically pressed, as shown in FIG. 6(b). An untreated all-solid-state secondary battery 1A, which is a laminate as described above, is prepared.

본 실시형태에서는 전술한 적층공정에 있어서, 도 2, 도 3 및 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 절연층 13의 외측 에지 1E가 음극층 20의 외측 에지 2E보다도 외측이 되도록 해 있다. 절연층 13의 외측 에지 1E는, 음극층 20의 외측 에지 2E보다도, 예를 들면, 1μm이상 2mm이하의 범위에서 외측에 어긋나서 배치되어 있으면 된다. 이 어긋난 폭의 범위는, 0.05mm이상 1mm이하인 것이 바람직하고, 0.1mm이상 0.5mm이하의 범위라면 보다 바람직하다. In the present embodiment, in the lamination step described above, as shown in Figs. 2, 3 and 6(b), the outer edge 1E of the insulating layer 13 is outside the outer edge 2E of the cathode layer 20. As shown in Figs. The outer edge 1E of the insulating layer 13 may be displaced outward from the outer edge 2E of the cathode layer 20 in a range of, for example, 1 µm or more and 2 mm or less. It is preferable that they are 0.05 mm or more and 1 mm or less, and, as for the range of this shift|offset|difference, if it is the range of 0.1 mm or more and 0.5 mm or less, it is more preferable.

보다 구체적으로는, 도 2, 도 3 및 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 음극층 20의 외측 에지 2E의 최소한 일부가 양극층 10의 주위에 설치된 절연층 13의 외측 에지 1E보다는 내측이며, 바람직하게는 절연층 13위로 위치하게 적층된이다. 이렇게 구성하면, 예를 들면, 도 2에 기재되어 있는 전고체 이차전지 1에 있어서, 외부에서의 압력에 의해 음극층 20이 양극층 10측에 가압할 수 있어서 변형해버린 경우라도, 양극층 10과 음극층 20사이의 물리적 단락을 억제 할 수 있다. More specifically, as shown in Figs. 2, 3, and 6(b), in this embodiment, at least a part of the outer edge 2E of the cathode layer 20 is outside the insulating layer 13 provided around the anode layer 10 Inner than edge 1E, preferably laminated over insulating layer 13. With this configuration, for example, in the all-solid-state secondary battery 1 illustrated in FIG. 2 , even when the negative electrode layer 20 can be pressed to the positive electrode layer 10 side by external pressure and is deformed, the positive electrode layer 10 It is possible to suppress the physical short circuit between and the cathode layer 20.

도 2에 기재되어 있는 전고체 이차전지 1에서는, 특별히, 음극층 20의 외측 에지 2E와, 양극층 10이, 양극집전부 111을 개재해서 물리적인 단락을 일으키기 쉬우므로, 도 2, 도 3, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 양극층 10을 그 측단부면S로부터 덮는 절연층 13의 외측 에지 1E의 일부가, 적어도 양극집전부 111이 돌출되고 있는 측에 있어서, 음극층 20의 외측 에지 2E보다도 외측에 있으면 좋다. 이렇게 해 두면, 음극집전체 21 또는 음극 활물질층 22의 외측 에지 2E와 양극집전부 111이 접촉하는 것에 의한 양극층 10과 음극층 20사이의 단락을 억제 할 수 있다. 절연층 13의 외측 에지 1E의 한변 또는 전주가 음극층 20의 외측 에지 2E보다도 외측에 있는 듯이 할 수도 있다. In the all-solid-state secondary battery 1 described in FIG. 2, in particular, the outer edge 2E of the negative electrode layer 20 and the positive electrode layer 10 easily cause a physical short circuit via the positive electrode current collector 111. As shown in Fig. 6(b) , a part of the outer edge 1E of the insulating layer 13 covering the positive electrode layer 10 from the side end surface S thereof is at least on the side from which the positive electrode current collector 111 protrudes, the outside of the negative electrode layer 20 What is necessary is just to exist outside the edge 2E. In this way, the short circuit between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 due to the contact between the negative electrode current collector 21 or the outer edge 2E of the negative electrode active material layer 22 and the positive electrode current collector 111 can be suppressed. One side or electric pole of the outer edge 1E of the insulating layer 13 may be made to be outside the outer edge 2E of the negative electrode layer 20 .

절연층 13의 외측 에지 1E와는, 도 2, 도 3, 도 6(b)에 도시한 바와 같이, 절연층 13의 측단부면 중, 적층 방향에 대해서 수직한 방향에 있어서의 가장 외측의 에지(외측 에지)을 가르키고, 보다 구체적으로는, 양극집전부 111이 돌출되고 있는 측의 절연층 13의 외측 에지를 가르킨다. 또, 음극층 20의 외측 에지 2E와는, 음극층 20의 측단부면 중, 적층 방향에 대해서 수직한 방향에 있어서의 가장 외측의 에지(외측 에지)을 가르키고, 본 실시형태 에서는, 예를 들면, 음극집전체 21 또는 음극 활물질층 22의 측단부면의 그 중적층 방향에 대해서 수직한 방향에 있어서의 가장 외측의 에지다. The outer edge 1E of the insulating layer 13 is, as shown in Figs. 2, 3, and 6(b), the outermost edge (outer side) of the side end surfaces of the insulating layer 13 in the direction perpendicular to the lamination direction. edge), more specifically, the outer edge of the insulating layer 13 on the side from which the positive electrode current collector 111 protrudes. Further, the outer edge 2E of the negative electrode layer 20 refers to the outermost edge (outer edge) in the direction perpendicular to the lamination direction among the side end surfaces of the negative electrode layer 20. In this embodiment, for example, the negative electrode The outermost edge of the side end face of the current collector 21 or the negative electrode active material layer 22 in a direction perpendicular to the stacking direction thereof.

(2-5. 등방압 프레스) (2-5. Isostatic Press)

이하에, 전술한 등방압 프레스에 의한 가압 처리(가압 공정)에 대하여 설명한다. 등방압 프레스는, 적층체의 최소한 한 쪽 면측에 예를 들면, SUS판등의 지지판 4을 배치해서 행한다. 이 등방압 프레스 에 따라 베어냄앞 양극층 10A, 전해질음극구조체 20A 또는 미처리 전고체 이차전지 1A를 형성하는 각적층체에 대하여, 그 적층방향으로부터의 가압 처리를 행할 수 있다. 등방압 프레스의 압력매체로서는, 물이나 오일 등의 액체나, 분체등을 들 수 있다. 압력매체로서는 액체를 이용하는 것이 보다 바람직하다. Below, the pressurization process (pressing process) by the above-mentioned isostatic press is demonstrated. The isostatic press is performed by arranging the support plate 4, such as a SUS plate, on at least one side of the laminate. By this isostatic pressing, the pressure treatment from the lamination direction can be performed on each laminate forming the positive electrode layer 10A, the electrolyte negative electrode structure 20A, or the untreated all-solid-state secondary battery 1A before cutting. Liquids, such as water, oil, and powder, etc. are mentioned as a pressure medium of an isostatic press. It is more preferable to use a liquid as the pressure medium.

등방압 프레스에 있어서의 압력은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 10∼1000MPa, 바람직하게는 100∼500MPa와 할 수 있다. 또, 가압 시간은, 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 1∼120분, 바람직하게는 5∼30분과 할 수 있다. 또한, 가압 시에 있어서의 압력매체의 온도도 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 20∼200도, 바람직하게는 50∼100도와 할 수 있다. Although the pressure in an isostatic press is not specifically limited, For example, 10-1000 Mpa, Preferably it is 100-500 Mpa. Moreover, pressurization time is not specifically limited, For example, it is 1 to 120 minutes, Preferably it is 5 to 30 minutes. Moreover, the temperature of the pressure medium at the time of pressurization is also not specifically limited, For example, it is 20-200 degreeC, Preferably it can be set as 50-100 degreeC.

한편, 등방압 프레스 시에는, 전고체 이차전지 1을 구성하는 적층체는, 지지판 4과 함께, 수지 필름 등에 의해 라미네이트 되어, 외부분위기로 차단된 상태로 하는 것이 바람직하다. 등방압 프레스는, 롤 프레스 등의 다른 프레스법과 비교하고, 전고체 이차전지 1을 구성하는 각층의 갈라짐의 억제나, 전고체 이차전지 1의 휨 방지의 관점에서 유리하다. On the other hand, at the time of isostatic pressure pressing, the laminate constituting the all-solid-state secondary battery 1 is laminated together with the support plate 4 with a resin film or the like, and it is preferable to be in a state blocked by an external atmosphere. Compared with other press methods such as roll press, the isostatic press is advantageous from the viewpoint of suppressing cracking of each layer constituting the all-solid-state secondary battery 1 and preventing warpage of the all-solid-state secondary battery 1.

(2-6. 본 발명에 따른 전고체 이차전지의 제조 방법의 특징) (2-6. Characteristics of the manufacturing method of the all-solid-state secondary battery according to the present invention)

그러나, 본 발명에 따른 전고체 이차전지 1의 제조 방법의 특징은, 적어도 전술한 가압 공정의 사이는, 집전부 (111 또는 211)의 돌출 부분을 감싸서 보호하는 집전부 보호 부재 14에 의해 집전부 (111 또는 211)의 전체를 양면에서 덮어 두는 것이다. However, the feature of the method of manufacturing the all-solid-state secondary battery 1 according to the present invention is that the current collector protector 14 protects the protruding portion of the current collector 111 or 211 by at least during the pressing process described above. It covers the whole of (111 or 211) from both sides.

본 실시형태에서는, 중심으로 끼워넣어져 있는 상기 제1 극층인 양극층 10의 양극집전체 11에 장착되고 있는 양극집전부 111의 돌출 부분을 집전부 보호 부재 14로 가리도록 하고 있다. 집전부 보호 부재 14은, 적어도 등방압을 결여되는 사이, 양극집전부 111전체를 간극 없고 덮을 수 있게, 양극집전부 111의 면적보다도 큰 면을 소유하는 것이면 되고, 그 형상은 특별히 한정되지 않는다. In the present embodiment, the protruding portion of the positive electrode current collector 111 mounted on the positive electrode current collector 11 of the positive electrode layer 10 that is the first electrode layer sandwiched in the center is covered by the current collector protection member 14 . The current collector protection member 14 may have a surface larger than the area of the positive electrode current collector 111 so as to cover the entire positive electrode current collector 111 without a gap at least while lacking isostatic pressure, and the shape is not particularly limited.

집전부 보호 부재 14은, 예를 들면, 도 7 에 나타낸 바와 같이 절연층 13과 일체로 형성되고, 절연층 13의 폭과 같은 폭 및 두께로, 절연층 13로부터 양극집전부 111과 같은 방향으로 양극집전부 111보다도 크게 돌출되는 직사각형판 형의 잉여 절연층 14로 하는 것이 제조의 하기 쉬움이라고 하는 관점에서 바람직하다. 한편, 각도면에서는 이해하기 쉬운 것 같이, 절연층 13과 잉여 절연층 14과의 사이에 상상 선을 기재해 있다. The current collector protective member 14 is, for example, formed integrally with the insulating layer 13 as shown in FIG. 7, has the same width and thickness as the insulating layer 13, and in the same direction as the positive electrode current collector 111 from the insulating layer 13 It is preferable from the viewpoint of easiness of manufacture to use the surplus insulating layer 14 in the shape of a rectangular plate that protrudes larger than the positive electrode current collector 111 . On the other hand, an imaginary line is described between the insulating layer 13 and the surplus insulating layer 14 so that it is easy to understand in terms of angles.

본 실시형태에서는, 이 잉여 절연층 14은, 도 8 에 도시한 바와 같이, 링형의 절연층 재료 13A의 단부에 일체로 형성된 집전부 보호 부재재료 14A에 의해 형성되는 것이다. 본 실시형태에서는, 도 8에 도시한 바와 같은, 절연층 재료 13A와 집전부 보호 부재재료 14A를 구비하는 잉여 절연층 재료 13B를 2장 준비하고, 이것들 2장의 잉여 절연층 재료 13B를, 양극집전부 111전체의 양면을 집전부 보호 부재재료 14A로 끼우도록 배치하고나서 등방압에 의한 압력처리를 함으로써, 도 7 에 도시한 바와 같이, 양극집전부 111을 잉여 절연층 14로 덮도록 해 있다. 한편, 도 8은, 잉여 절연층 재료 13B의 측단부면을 나타내는 모식도다. In this embodiment, as shown in FIG. 8, this excess insulating layer 14 is formed of the current collector protective member material 14A integrally formed at the edge part of the ring-shaped insulating layer material 13A. In the present embodiment, as shown in Fig. 8, two surplus insulating layer materials 13B including insulating layer material 13A and current collector protection member material 14A are prepared, and these two surplus insulating layer materials 13B are combined with anode collection. 7, the positive electrode current collector 111 is covered with the excess insulating layer 14 by arranging both surfaces of the entire 111 to be sandwiched with the current collector protection member material 14A and then performing pressure treatment by isostatic pressure. In addition, FIG. 8 is a schematic diagram which shows the side end surface of the excess insulating layer material 13B.

집전부 보호 부재재료 14A는 절연층 재료 13A와는 독립적으로 형성된 것 일 수도 있지만, 도 7 및 도 8 에 도시한 바와 같이, 절연층 재료 13A의 단부에, 절연층 재료 13A와 일체로 형성되어 있는 것이 제조의 하기 쉬움이라고 하는 관점에서 바람직하다. 집전부 보호 부재 14의 두께는, 예를 들면, 양극집전부 111의 한쪽에(으로) 적층 되어 있는 집전부 보호 부재재료 14A 1장분의 두께가 10μm이상 500μm이하인 것이 바람직하고, 50μm이상 300μm이하인 것이 보다 바람직하고, 80μm이상 200μm이하인 것이 특별히 바람직하다. 또, 이 바람직한 두께는 양극층 10의 두께 에 따라 변함, 양극 활물질층 12의 두께와 가까운 두께의 물건이 적합한다. The current collector protective member material 14A may be formed independently of the insulating layer material 13A, but as shown in Figs. 7 and 8, it is formed integrally with the insulating layer material 13A at the end of the insulating layer material 13A. It is preferable from a viewpoint of easiness of manufacture. The thickness of the current collector protective member 14 is, for example, preferably 10 μm or more and 500 μm or less, and 50 μm or more and 300 μm or less for one current collector protective member material 14A laminated on one side of the positive electrode current collector 111 More preferably, it is especially preferable that they are 80 micrometers or more and 200 micrometers or less. Moreover, this preferable thickness changes with the thickness of the positive electrode layer 10, and the thing close|similar to the thickness of the positive electrode active material layer 12 is suitable.

집전부 보호 부재재료 14A를 양극집전부 111의 양면에 적층 밑 상태에서의 집전부 보호 부재 14전체의 합계 두께는, 20μm이상 1000μm이하인 것이 바람직하고, 100μm이상 600μm이하인 것이 보다 바람직하고, 160μm이상 400μm이하인 것이 특별히 바람직하다. 아까도 기술한 바와 같이, 이 바람직한 합계 두께도 양극층 10의 두께 에 따라 변함, 양극집전체 11의 양면에 형성된 2개의 양극 활물질층 12의 합계 두께와 가까운 두께의 물건이 적합한다. The total thickness of the current collector protection member 14 is preferably 20 μm or more and 1000 μm or less, more preferably 100 μm or more and 600 μm or less, more preferably 160 μm or more 400 μm. The following are especially preferable. As described earlier, this desirable total thickness also varies depending on the thickness of the positive electrode layer 10, and a product having a thickness close to the total thickness of the two positive electrode active material layers 12 formed on both surfaces of the positive electrode current collector 11 is suitable.

이와 같이, 집전부 보호 부재 14의 두께가, 양극 활물질층 12의 두께로 대응한 두께인 것으로 양극집전부 111을 덮고 있는 집전부 보호 부재 14과 양극층 10과의 단차가 저감하고, 가압 처리 시에 양극집전부 111에 균열이 들어가거나, 절단되거나 하는 것을 보다 효과적으로 억제할 수 있다. 양극집전부 111의 양면에 각각 1장씩 적층 되는 2장의 집전부 보호 부재재료 14A의 두께는 서로 같은 일 수도 있고, 달라도 좋다. 또, 절연층 13의 두께와 집전부 보호 부재 14의 두께는 서로 동일해도 양호하고, 달라도 좋다. 제조 공정을 간편하게 할 수 있으므로, 집전부 보호 부재 14은, 전술한 절연층 13과 같은 소재로 되는 것인 것이 바람직하지만, 이것에 한정되지 않다. In this way, since the thickness of the current collector protective member 14 corresponds to the thickness of the positive electrode active material layer 12, the step difference between the current collector protective member 14 and the positive electrode layer 10 covering the positive electrode current collector 111 is reduced, and when the pressure treatment is performed It is possible to more effectively suppress cracks or cuts in the positive electrode current collector 111. The thickness of the two sheets of the current collector protection member material 14A laminated one by one on both surfaces of the positive electrode current collector 111 may be the same as or different from each other. Moreover, the thickness of the insulating layer 13 and the thickness of the current collector protective member 14 may mutually be same, and may differ. Since the manufacturing process can be simplified, the current collector protection member 14 is preferably made of the same material as the insulating layer 13 described above, but is not limited thereto.

양극집전부 111을 집전부 보호 부재 14로 덮는 타이밍은, 특별히 한정되지 않고, 등방압 프레스를 하고 있는 사이, 양극집전부 111이 집전부 보호 부재 14로 덮여 있으면 좋다. 예를 들면, 집전부 보호 부재 14을 형성하는 집전부 보호 부재재료 14A가 절연층 재료 13A와 일체로 형성 되어 있지 않을 경우등에는, 양극집전체 11에 양극 활물질층 12을 적층 하기 전부터, 양극집전부 111을 집전부 보호 부재 14로 덮어 두게 할 수도 있다. The timing for covering the positive electrode current collector 111 with the current collector protection member 14 is not particularly limited, and the positive electrode current collector 111 may be covered with the current collector protection member 14 while the isostatic press is being performed. For example, when the current collector protection member material 14A forming the current collector protection member 14 is not formed integrally with the insulating layer material 13A, before laminating the positive electrode active material layer 12 on the positive electrode current collector 11, the positive electrode collector All 111 may be covered with the current collector protection member 14 .

전술한 바와 같이, 양극집전부 111을 집전부 보호 부재 14로 덮은 상태에서 등방압을 걸고, 전고체 이차전지 1을 구성하는 모든 층을 밀착되게 한 미처리 전고체 이차전지 1A를 형성한다. 그 후, 도 9에 나타낸 바와 같이, 미처리 전고체 이차전지 1A로부터 집전부 보호 부재 14인 잉여 절연층 14을 제거하는 제거 공정을 거치는 것에 따라 전고체 이차전지 1이 완성된다. 한편, 도 9중, 도9 (a)은 미처리 전고체 이차전지 1A를, 도 9(b)은 잉여 절연층 14을 제거한 후의 전고체 이차전지 1을 나타낸다. 이 도 9에서는, 절연층 13이 2장의 절연층 재료 13A로 형성되어 있지만, 이것들 절연층 재료 13A는, 예를 들면, 첫 회합 충전시에 가열되어서 일체시키는 것으로 할 수도 있다. As described above, an isostatic pressure was applied while the positive electrode current collector 111 was covered with the current collector protection member 14, and all the layers constituting the all-solid-state secondary battery 1 were brought into close contact with each other to form an untreated all-solid-state secondary battery 1A. Thereafter, as shown in FIG. 9 , the all-solid-state secondary battery 1 is completed by a removal process of removing the excess insulating layer 14 that is the current collector protection member 14 from the untreated all-solid-state secondary battery 1A. Meanwhile, in FIG. 9, FIG. 9 (a) shows the untreated all-solid-state secondary battery 1A, and FIG. 9(b) shows the all-solid-state secondary battery 1 after the excess insulating layer 14 is removed. In this FIG. 9, the insulating layer 13 is formed of the insulating layer material 13A of 2 sheets, These insulating layer material 13A can also be heated and integrated at the time of the first assembly|assembly filling, for example.

잉여 절연층 14은, 양극집전부 111이 노출되게, 예를 들면, 전고체 이차전지 1을 구성하는 각층의 적층 방향에 대해서 수직한 방향으로 손에서 길게 늘어서 잘라낸다. 이 때, 예를 들면, 절연층 13과 잉여 절연층 14사이의 두께 방향으로 컷아웃 13C를 넣어 두면, 잉여 절연층 14을 제거하기 쉽다. 이 컷아웃 13C는, 양극집전부 111측에서 적층방향외측을 향해서 형성되어 있어도 좋고, 적층방향외측으로부터 양극집전부 111측을 향해서 형성되어 있어도 좋다. 또한, 컷아웃 13C는 잉여 절연층 14의 폭전체에 걸쳐 형성되어 있어도 좋지만, 예를 들면, 파선 상으로 형성되어 있어도 좋고, 잘라내기 시작하는 계기가 되게 잉여 절연층 14의 폭방향의 일단 또는 양단으로부터 소정의 길이의 범위에만 깊이 베 13C가 형성되어 있어도 좋다. 컷아웃 13C의 두께 방향의 깊이는, 전고체 이차전지 1의 적층방향에 있어서의 절연층 13의 두께의 5%이상 99%이하의 범위인 것이 바람직하다. The excess insulating layer 14 is cut out by hand so that the positive electrode current collector 111 is exposed, for example, in a direction perpendicular to the stacking direction of each layer constituting the all-solid-state secondary battery 1 by hand. At this time, for example, if the cutout 13C is placed in the thickness direction between the insulating layer 13 and the surplus insulating layer 14, the surplus insulating layer 14 is easily removed. The cutout 13C may be formed from the positive electrode current collector 111 side toward the outside in the stacking direction, or may be formed from the outside in the stacking direction toward the positive electrode current collector 111 side. In addition, the cutout 13C may be formed over the entire width of the surplus insulating layer 14, but may be formed, for example, in the shape of a broken line, and one end or both ends in the width direction of the surplus insulating layer 14 as an opportunity to start cutting. The depth cut 13C may be formed only in the range of a predetermined length from the. The depth in the thickness direction of the cutout 13C is preferably in the range of 5% or more and 99% or less of the thickness of the insulating layer 13 in the stacking direction of the all-solid-state secondary battery 1.

절연층의 두께의 5%이상의 깊이에서 깊이 베 13C가 형성되어 있으면, 잉여 절연층 14을 잘라내기 쉬우므로 바람직하다. 절연층 13의 두께의 99%이하의 깊이의 컷아웃 13C라면, 등방압을 결여되는 사이에 양극집전부 111에 균열이 생기는 것이나 절단되어버리는 것을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 한편, 잉여 절연층 14을 제거하는 방법은 전술한 물건 에 한정되지 않고, 예를 들면, 사람의 손이 아니고 공구나 기계에 의해 제거하게 할 수도 있다. If the depth cut 13C is formed at a depth of 5% or more of the thickness of the insulating layer, it is preferable because the excess insulating layer 14 is easily cut out. The cutout 13C having a depth of 99% or less of the thickness of the insulating layer 13 is preferable because cracks or cuts in the positive electrode current collector 111 can be suppressed while the isostatic pressure is insufficient. On the other hand, the method for removing the excess insulating layer 14 is not limited to the above-mentioned article, and for example, it may be removed by a tool or a machine instead of a human hand.

<3. 본 실시형태 기재의 제조 방법에 의해 제조된 전고체 이차전지의 특징> <3. Characteristics of the all-solid-state secondary battery manufactured by the manufacturing method of the present embodiment base>

절연층 13과 일체로 형성된 잉여 절연층 14을, 상기 절연층 13에서 손으로 길게 늘려서 절단하는등으로 해서 제거한 전고체 이차전지 1은, 도 10 에 도시한 바와 같이, 양극집전부 111이 돌출되는 측에 있어서의 절연층 13의 측단부면에, 절연층 13의 다른 측단부면과는 다른 표면거칠기의 조화부 13D가 형성되어 있다. In the all-solid-state secondary battery 1, in which the excess insulating layer 14 formed integrally with the insulating layer 13 was removed by elongating and cutting the insulating layer 13 by hand, as shown in FIG. 10 , the positive electrode current collector 111 was On the side end face of the insulating layer 13 on the side, a roughened portion 13D having a surface roughness different from that of the other end face of the insulating layer 13 is formed.

이 조화부 13D는, 예를 들면, 잉여 절연층 14을 절연층 13을 손으로 길게 늘어서 제거했을 때에 형성되는 불규칙한 단면을 말하며, 절연층 13의 다른 측단부면과 비교해서 표면거칠기가 거친 조화부 13D가 되고 있다. 본 실시형태에서는, 잉여 절연층 14을 길게 늘어서 뜯고 있으므로, 조화부 13D는 잉여 절연층 14과 절연층 13과의 경계에서 수지가 찢어져서 부서진 상태가 되어 있다. The roughened portion 13D is, for example, an irregular cross section formed when the excess insulating layer 14 is removed by stretching the insulating layer 13 by hand. is becoming In this embodiment, since the surplus insulating layer 14 is torn apart, resin is torn at the boundary of the surplus insulating layer 14 and the insulating layer 13, and the roughened part 13D is in a broken state.

본 실시형태와 같이 절연층 13과 잉여 절연층 14과의 사이에 컷아웃 13C가 형성되어 있을 경우에는, 도 10 에 나타낸 바와 같이 컷아웃 13C가 형성되어 있었던 부분을 제외하는 부분에 있어서, 이 조화부 13D가 형성된다. 한편, 이 도 10은, 잉여 절연층 14이 제거된 후의 전고체 이차전지 1(도 9(b)에 나타낸다.)을, 양극집전부 111이 돌출되고 있는 측에서 본 모식도면이고, 양극집전부 111로부터 외측을 향해서 절연층 13의 두께의 반정도까지 컷아웃 13C가 형성되어 있을 경우의 전고체 이차전지의 절연층 13및 양극집전부 111을 나타내는 것이다. When the cutout 13C is formed between the insulating layer 13 and the excess insulating layer 14 like this embodiment, as shown in FIG. 10, it is a part except the part in which the cutout 13C was formed. WHEREIN: This roughening Part 13D is formed. Meanwhile, FIG. 10 is a schematic view of the all-solid-state secondary battery 1 (shown in FIG. 9(b) ) after the excess insulating layer 14 has been removed, as viewed from the side from which the positive electrode current collector 111 protrudes, and the positive electrode current collector The insulating layer 13 and the positive electrode current collector 111 of the all-solid-state secondary battery are shown when the cutout 13C is formed from 111 to about half the thickness of the insulating layer 13 outward.

조화부 13D 등의 다른 표면부 13D는, 전술한 바와 같이, 예를 들면, 컷아웃 13C가 형성되어 있었던 장소에 의해 그 형성되는 장소가 다른 것이며, 절연층 13과 잉여 절연층 14과의 사이 전체적으로 미쳐서 형성되어 있는 것일 수도 있고, 일부만에 형성되어 있어도 좋다. 조화부 13D의 적층방향에 있어서의 두께는, 컷아웃을 제외한 범위인 절연층의 두께의 1%이상 95%이하인 것이 바람직하다. As mentioned above, other surface parts 13D such as the roughened part 13D are formed in different places depending on, for example, the place where the cutout 13C was formed, and between the insulating layer 13 and the surplus insulating layer 14 as a whole. It may be crazy and may be formed, and may be formed in only a part. It is preferable that the thickness in the lamination direction of the roughening part 13D is 1% or more and 95% or less of the thickness of the insulating layer which is the range except a cutout.

<4. 본 실시형태 에 따른 전고체 이차전지 및 전고체 이차전지의 제조 방법에 의한 효과><4. Effects of the all-solid-state secondary battery and the all-solid-state secondary battery manufacturing method according to the present embodiment>

전고체 이차전지 1은 분체를 굳혀서 각층을 형성하고 있으므로, 등방압등에 의한 압력처리를 하지 않은 채 제조하면, 분체와 분체 사이의 약간의 간극 등에 의해 각층의 표면에 홈이나 요철이 생기는 우려가 있다. 본 실시형태에 따른 전고체 이차전지 1의 제조 방법에 의하면, 등방압 프레스에 의해 전체를 형성하고 있으므로, 전고체 이차전지 1의 표면의 요철을 될 수 있는 한 작게 억제할 수 있다. 그 결과, 이들 전고체 이차전지 1을 복수개 적층한 적층 전고체 이차전지에 있어서, 전고체 이차전지 1의 돌출부에만 전류가 집중하는 것을 피할 수 있다. 이렇게 전고체 이차전지 1의 표면의 일부분에만 전류가 집중하는 것을 회피할 수 있으면, 양극층 10및 음극층 20의 전체가 충방전에 기여하므로, 적층 전고체 이차전지의 충방전 용량을 향상시킬 수 있다. 또, 양극층 10및 음극층 20이 전체에 걸쳐 균일하게 충방전에 기여 함으로써, 예를 들면, 금속 리튬등이 일부의 장소에만 집중해서 석출하는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 금속 리튬의 석출에 의한 단락을 억제할 수도 있다. Since the all-solid-state secondary battery 1 forms each layer by solidifying the powder, if it is manufactured without pressure treatment by isostatic pressure, etc., there is a risk that grooves or irregularities may occur on the surface of each layer due to a slight gap between the powder and the powder. . According to the manufacturing method of the all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment, since the whole is formed by isostatic pressing, the unevenness of the surface of the all-solid-state secondary battery 1 can be suppressed as small as possible. As a result, in the multilayer all-solid-state secondary battery in which a plurality of these all-solid-state secondary batteries 1 are stacked, it is possible to avoid concentrating the current only on the protrusion of the all-solid-state secondary battery 1. If it is possible to avoid concentrating the current on only a part of the surface of the all-solid-state secondary battery 1 in this way, since the entirety of the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 contributes to charging and discharging, the charge/discharge capacity of the stacked all-solid-state secondary battery can be improved. there is. Moreover, since the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 uniformly contribute to charging and discharging over the whole, it is possible to suppress, for example, concentration of metallic lithium or the like from precipitating in only a part of the place. As a result, the short circuit by precipitation of metallic lithium can also be suppressed.

또, 등방압 프레스를 하고 있는 사이는, 양극집전부 111의 전체면을 집전부 보호 부재 14에 의해 양면에서 가리고 있으므로, 양극집전부 111에 균열이 생기는 것이나 양극집전부 111이 절단되어버리는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 양극집전부 111을 양극집전체 11에 다시 연결시키는 정성을 들일 일이 없고, 신뢰성이 높은 전고체 이차전지 1및 적층 전고체 이차전지를 제조할 수 있다. In addition, since the entire surface of the positive electrode current collector 111 is covered from both sides by the current collector protection member 14 while the isostatic press is being performed, cracks in the positive electrode current collector 111 or cuts in the positive electrode current collector 111 are suppressed. can do. As a result, it is possible to manufacture highly reliable all-solid-state secondary battery 1 and stacked all-solid-state secondary battery without the need to reconnect the positive electrode current collector 111 to the positive electrode current collector 11 again.

<5. 적층 전고체 이차전지의 제조 방법> <5. Manufacturing method of laminated all-solid-state secondary battery>

전술한 바와 같이 해서 제조한 전고체 이차전지 1을 복수개 적층 하여, 적층 전고체 이차전지를 얻는다. 적층 시에는, 절연층 13을 개재하고, 음극집전체 21과, 다른 전고체 이차전지 1의 음극집전체 21이 대향하게 배치한다. 이에 따라, 비교적 다수, 예를 들면 3개나 4개이상의 전고체 이차전지 1을 적층 해도 사이클 특성을 충분히 유지하고, 단락이 생기기 어려운 적층 전고체 이차전지를 제조할 수 있다. A plurality of all-solid-state secondary batteries 1 prepared as described above are laminated to obtain a laminated all-solid-state secondary battery. During lamination, the negative electrode current collector 21 and the negative electrode current collector 21 of the other all-solid-state secondary battery 1 are disposed to face each other with the insulating layer 13 interposed therebetween. Accordingly, even if a relatively large number of, for example, three or four or more all-solid-state secondary batteries 1 are stacked, it is possible to manufacture a stacked all-solid-state secondary battery that sufficiently maintains cycle characteristics and is unlikely to cause a short circuit.

<6. 본 실시형태 에 따른 전고체 이차전지의 충방전> <6. Charging/discharging of the all-solid-state secondary battery according to the present embodiment>

본 실시형태에 따른 전고체 이차전지 1의 충방전에 대해서 이하에 설명한다. Charging and discharging of the all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment will be described below.

본 실시형태에 따른 전고체 이차전지 1은, 그 충전시의 초기 에서는, 음극 활물질층 22안의 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 음극 활물질이 리튬이온과 합금 또는 화합물을 형성 함으로써, 음극 활물질층 22안에 리튬이 흡장 된다. 그 후, 음극 활물질층 22에 의해 발휘되는 충전 용량을 넘은 후는, 음극 활물질층 22의 한 방향 또는 양쪽의 표면상에 금속 리튬이 석출하고, 금속 리튬층이 형성된다. In the all-solid-state secondary battery 1 according to the present embodiment, in the initial stage of charging, the negative electrode active material forming an alloy or compound with lithium in the negative electrode active material layer 22 forms an alloy or compound with lithium ions, so that in the negative electrode active material layer 22 Lithium is stored. After that, after exceeding the charging capacity exhibited by the negative electrode active material layer 22, metallic lithium is deposited on one or both surfaces of the negative electrode active material layer 22 to form a metallic lithium layer.

금속 리튬은, 합금 또는 화합물을 형성가능한 음극 활물질을 개재해서 확산하면서 형성된 것인 때문에, 수가지형(덴드라이트 형)이 아니고, 주로 음극 활물질층 22과 음극집전체 21과의 사이에 균일하게 형성된 것이 된다. 방전시에는, 음극 활물질층 22및 상기금속 리튬층 안에서 금속 리튬이 이온화하고, 양극 활물질층 12측에 이동한다. 따라서, 결과적으로 금속 리튬 자체를 음극 활물질로서 사용 할 수 있으므로, 에너지 밀도가 향상된다. Since metallic lithium is formed by diffusion through an anode active material capable of forming an alloy or compound, it is not of several types (dendrite type), but is mainly formed uniformly between the anode active material layer 22 and the anode current collector 21. do. During discharge, metallic lithium is ionized in the anode active material layer 22 and the metallic lithium layer and moves to the cathode active material layer 12 side. Therefore, as a result, since metallic lithium itself can be used as an anode active material, energy density is improved.

또한, 상기금속 리튬층이, 음극 활물질층 22과 음극집전체 21과의 사이, 즉 음극층 20의 내부에 형성될 경우, 음극 활물질층 22은, 상기 금속 리튬층을 피복하게 된다. 이에 따라, 음극 활물질층 22은 금속층의 보호층으로서 기능한다. 이에 따라, 전고체 이차전지 1의 단락 및 용량저하가 억제되어, 나아가서는, 전고체 이차전지 1의 특성이 향상된다. In addition, when the metallic lithium layer is formed between the negative electrode active material layer 22 and the negative electrode current collector 21, that is, inside the negative electrode layer 20, the negative electrode active material layer 22 covers the metallic lithium layer. Accordingly, the anode active material layer 22 functions as a protective layer of the metal layer. Thereby, the short circuit and the capacity|capacitance fall of the all-solid-state secondary battery 1 are suppressed, and the characteristic of the all-solid-state secondary battery 1 is improved further.

음극 활물질층 22에 있어서, 금속 리튬의 석출을 가능하게 하는 방법으로서는, 예를 들면, 양극 활물질층 12의 충전 용량을 음극 활물질층 22의 충전 용량보다 크게 하는 방법을 들 수 있다. 구체적으로는, 양극 활물질층 12의 충전 용량과 음극 활물질층 22의 충전 용량과의 비교(용량비)은, 이하의 수식(1)의 요건을 채운다. In the negative electrode active material layer 22, as a method of enabling precipitation of metallic lithium, the method of making the charging capacity of the positive electrode active material layer 12 larger than the charging capacity of the negative electrode active material layer 22 is mentioned, for example. Specifically, the comparison (capacity ratio) between the charge capacity of the positive electrode active material layer 12 and the charge capacity of the negative electrode active material layer 22 satisfies the requirements of the following formula (1).

0.002 <b/a <0.5 (1) 0.002 <b/a <0.5 (One)

a: 양극 활물질층 12의 충전 용량(mAh) a: the charge capacity of the positive electrode active material layer 12 (mAh)

b: 음극 활물질층 22의 충전 용량(mAh) b: charging capacity of the negative electrode active material layer 22 (mAh)

상기 수식(1)으로 표시되는 용량비가 0.002보다 클 경우에는, 음극 활물질층 22의 구성에 관계없이, 음극 활물질층 22이 리튬이온으로부터의 금속 리튬의 석출을 충분히 매개할 수 있으므로, 금속 리튬층의 형성이 적절하게 행하여 지기 쉬워진다. 또, 상기 금속 리튬층이 음극 활물질층 22과 음극집전체 21과의 사이에 생길 경우, 음극 활물질층 22이 보호층으로서 충분히 기능하는 것이 가능하기 위해서 바람직하다. 이로 인해, 상기용량비는, 보다 바람직하게는, 0.01이상, 더욱 바람직하게는 0.03이상이다. When the capacity ratio expressed by Equation (1) is greater than 0.002, the anode active material layer 22 can sufficiently mediate the precipitation of metallic lithium from lithium ions, regardless of the configuration of the anode active material layer 22, so that of the metallic lithium layer It becomes easy to perform formation appropriately. Further, when the metallic lithium layer is formed between the negative electrode active material layer 22 and the negative electrode current collector 21, it is preferable in order that the negative electrode active material layer 22 can sufficiently function as a protective layer. For this reason, the capacity ratio is more preferably 0.01 or more, and still more preferably 0.03 or more.

또, 상기용량비가 0.5미만일 경우와, 충전시에 있어서 음극 활물질층 22이 리튬의 대부분을 저장해버린다라고 할 일이 없으므로, 음극 활물질층 22의 구성 에 관계없이, 금속 리튬층을 균일하게 형성하기 쉬워진다. 상기 용량비는, 보다 바람직하게는 0.2이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1이하다. Also, when the capacity ratio is less than 0.5 and there is no case that the negative electrode active material layer 22 stores most of the lithium during charging, it is easy to form the metallic lithium layer uniformly regardless of the configuration of the negative electrode active material layer 22 lose The capacity ratio is more preferably 0.2 or less, and still more preferably 0.1 or less.

상기 용량비는 0.01보다 큰 것이 보다 바람직하다. 용량비가 0.01이하가 될 경우, 전고체 이차전지 1의 특성이 저하되는 우려가 있기 때문이다. 이 이유로서는, 음극 활물질층 22이 보호층으로서 충분히 기능하지 않게 되는 것을 들 수 있다. 예를 들면, 음극 활물질층 22의 두께가 대단히 얇을 경우, 용량비가 0.01이하가 될 수 있다. 이 경우, 충방전의 반복에 의해 음극 활물질층 22이 붕괴되고, 덴드라이트가 석출, 성장할 가능성이 있다. 그 결과, 전고체 이차전지 1의 특성이 저하되어버리는 우려가 있다. 또, 상기 용량비는, 0.5보다도 작은 것이 바람직하다. 상기 용량비가 0.5 이상이 되면, 음극층 20에 있어서의 리튬의 석출량이 줄어들고, 전지용량이 줄어들어버릴 수도 있기 때문이다. 동일한 이유로, 상기 용량비가 0.25미만인 것이 보다 바람직하면 고려된다. 또, 상기 용량비가 0.25미만인 것에 의해 전지의 출력 특성도, 보다 향상시킬 수 있다. More preferably, the capacity ratio is greater than 0.01. This is because, when the capacity ratio is 0.01 or less, the characteristics of the all-solid-state secondary battery 1 may be deteriorated. As this reason, it is mentioned that the negative electrode active material layer 22 does not fully function as a protective layer. For example, when the thickness of the anode active material layer 22 is very thin, the capacity ratio may be 0.01 or less. In this case, there is a possibility that the negative electrode active material layer 22 may collapse due to repeated charging and discharging, and dendrites may precipitate and grow. As a result, there exists a possibility that the characteristic of the all-solid-state secondary battery 1 may fall. Moreover, it is preferable that the said capacity|capacitance ratio is smaller than 0.5. This is because, when the capacity ratio is 0.5 or more, the amount of lithium precipitated in the negative electrode layer 20 decreases, and the battery capacity may decrease. For the same reason, it is considered that the capacity ratio is more preferably less than 0.25. Moreover, when the said capacity ratio is less than 0.25, the output characteristic of a battery can also be improved more.

여기에서, 양극 활물질층 12의 충전 용량은, 양극 활물질의 충전 비용량 (mAh/g)에 양극 활물질층 12안의 양극 활물질의 질량을 곱하는 것으로 얻어진다. 양극 활물질이 복수 종류 사용될 경우, 양극 활물질마다비 충전 용량×질량의 값을 산출하고, 이것들의 값의 총계를 양극 활물질층 12의 충전 용량으로 하면 좋다. 음극 활물질층 22의 충전 용량도 동일한 방법에서 산출된다. 다시 말해, 음극 활물질층 22의 충전 용량은, 음극 활물질의 충전 비용량 (mAh/g)에 음극 활물질층 22안의 음극 활물질의 질량을 곱하는 것으로 얻어진다. 음극 활물질이 복수 종류 사용될 경우, 음극 활물질마다 충전 비용량×질량의 값을 산출하고, 이들의 값의 총계를 음극 활물질층 22의 용량으로 하면 좋다. 여기에서, 양극 활물질 및 음극 활물질의 충전 비용량은, 리튬 금속을 반대의 극에 이용한 전고체 하프 셀을 이용해서 어림잡아진 용량이다. 실제로는, 전고체 하프 셀을 이용한 측정에 의해 양극 활물질층 12및 음극 활물질층 22의 충전 용량이 직접 측정된다. Here, the charge capacity of the positive electrode active material layer 12 is obtained by multiplying the specific charge capacity (mAh/g) of the positive electrode active material by the mass of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer 12 . When a plurality of positive electrode active materials are used, a value of specific charge capacity x mass is calculated for each positive electrode active material, and the sum of these values may be defined as the charge capacity of the positive electrode active material layer 12 . The charging capacity of the negative electrode active material layer 22 is also calculated in the same way. In other words, the charge capacity of the negative electrode active material layer 22 is obtained by multiplying the specific charge capacity (mAh/g) of the negative electrode active material by the mass of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer 22 . When a plurality of negative electrode active materials are used, a value of specific charge capacity x mass is calculated for each negative electrode active material, and the sum of these values may be used as the capacity of the negative electrode active material layer 22 . Here, the charge specific capacity of the positive electrode active material and the negative electrode active material is a capacity estimated using an all-solid half cell using lithium metal for the opposite electrode. In practice, the charging capacities of the positive electrode active material layer 12 and the negative electrode active material layer 22 are directly measured by measurement using an all-solid half cell.

충전 용량을 직접 측정하는 구체적인 방법으로서는, 다음과 같은 방법을 들 수 있다. 우선 양극 활물질층 12의 충전 용량은, 양극 활물질층 12을 작용 극, Li를 반대의 극으로서 사용한 전고체 하프 셀을 제작하고, OCV(개방 전압)로부터 상한 충전 전압까지 CC-CV충전을 행하는 것으로 측정한다. 상기 상한 충전 전압과는, JIS C 8712:2015의 규격으로 정해진 것이며, 리튬 코발트 산계의 양극 활물질을 사용하는 양극 활물질층 12에 대하여는 4.25V, 그 이외의 양극 활물질을 사용하는 양극 활물질층 12에 대해서는 JIS C 8712:2015의 A. 3.2.3 (다른 상한 충전 전압을 적용할 경우의 안전요구 사항)의 규정을 적용해서 요구되는 전압을 가르킨다. 음극 활물질층 22의 충전 용량에 대해서는, 음극 활물질층 22을 작용 극, Li를 반대의 극으로서 사용한 전고체 하프 셀을 제작하고, OCV(개방 전압)로부터 0.01V까지 CC-CV충전을 행하는 것으로 측정한다. As a specific method for directly measuring the charging capacity, the following method is exemplified. First, the charging capacity of the positive electrode active material layer 12 is determined by manufacturing an all-solid-state half cell using the positive electrode active material layer 12 as the working electrode and Li as the opposite electrode, and performing CC-CV charging from the OCV (opening voltage) to the upper limit charging voltage. measure The upper limit charging voltage is determined by the standard of JIS C 8712:2015, and is 4.25V for the positive electrode active material layer 12 using a lithium cobalt acid-based positive electrode active material, and for the positive electrode active material layer 12 using other positive electrode active materials The required voltage is indicated by applying the provisions of JIS C 8712:2015 A. 3.2.3 (safety requirements when other upper limit charging voltage is applied). Regarding the charging capacity of the negative electrode active material layer 22, it is measured by making an all-solid-state half cell using the negative electrode active material layer 22 as the working electrode and Li as the opposite electrode, and performing CC-CV charging from OCV (open voltage) to 0.01 V. do.

이렇게하여 측정된 충전 용량을 각각의 활물질의 질량으로 제산 하는 것으로, 충전 비용량이 산출된다. 양극 활물질층 12의 충전 용량은, 1사이클째의 충전시에 측정되는 초기 충전 용량이여도 된다. By dividing the measured charging capacity by the mass of each active material in this way, the charging specific capacity is calculated. The charging capacity of the positive electrode active material layer 12 may be an initial charging capacity measured at the time of charging in the first cycle.

본 발명의 실시예에서는, 음극 활물질층 22의 충전 용량에 대하여 양극 활물질층 12의 충전 용량이 과대해지도록 해 있다. 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에서는, 전고체 이차전지 1을, 음극 활물질층 22의 충전 용량을 넘어서 충전한다. 다시 말해, 음극 활물질층 22을 과충전한다. 충전의 초기에는, 음극 활물질층 22안에 리튬이 흡장 된다. 다시 말해, 음극 활물질은, 양극층 10로부터 이동해 온 리튬이온과 합금 또는 화합물을 형성한다. 음극 활물질층 22의 용량을 넘어서 충전이 행하여 지면, 음극 활물질층 22의 뒷편, 즉 음극집전체 21과 음극 활물질층 22과의 사이에 리튬이 석출하고, 이 리튬에 의해 금속 리튬층이 형성된다. In the embodiment of the present invention, the charging capacity of the positive electrode active material layer 12 is excessive with respect to the charging capacity of the negative electrode active material layer 22 . As will be described later, in the present embodiment, the all-solid-state secondary battery 1 is charged beyond the charging capacity of the negative electrode active material layer 22 . In other words, the negative electrode active material layer 22 is overcharged. At the initial stage of charging, lithium is occluded in the anode active material layer 22 . In other words, the negative electrode active material forms an alloy or compound with lithium ions that have migrated from the positive electrode layer 10 . When charging is performed beyond the capacity of the negative electrode active material layer 22, lithium is deposited on the back side of the negative electrode active material layer 22, that is, between the negative electrode current collector 21 and the negative electrode active material layer 22, and a metallic lithium layer is formed by this lithium.

이러한 현상은, 음극 활물질을 특정한 물질, 즉 리튬과 합금 또는 화합물을 형성하는 물질로 구성하는 것으로 생긴다. 방전시에는, 음극 활물질층 22및 금속 리튬층중의 리튬이 이온화하고, 양극층 10측에 이동한다. 따라서, 전고체 이차전지 1에서는, 금속 리튬을 음극 활물질로서 사용 할 수 있다. 보다 구체적으로는, 음극층 20의 충전 용량(음극 활물질층 22및 금속 리튬층에 의해 발휘되는 충전 용량의 합계 충전 용량)을 100%로 했을 경우, 그 80%이상의 충전 용량이 상기 금속 리튬층에 의해 발휘되도록 하는 것이 바람직하다. This phenomenon occurs when the negative electrode active material is composed of a specific material, that is, a material that forms an alloy or compound with lithium. During discharge, lithium in the negative electrode active material layer 22 and the metallic lithium layer is ionized and moves to the positive electrode layer 10 side. Therefore, in the all-solid-state secondary battery 1, metallic lithium can be used as an anode active material. More specifically, when the charging capacity of the negative electrode layer 20 (the total charging capacity of the charging capacity exerted by the negative electrode active material layer 22 and the metallic lithium layer) is 100%, the charging capacity of 80% or more is the metallic lithium layer. It is desirable to be exhibited by

또한, 음극 활물질층 22은, 전술한 금속 리튬층을 상기 고체전해질층 30측에서 피복하므로, 상기 금속 리튬층의 보호층으로서 기능하는 동시에, 덴드라이트의 석출, 성장을 억제 할 수 있다. 이에 따라, 전고체 이차전지 1의 단락 및 용량저하가 보다 효율적으로 억제되어, 나아가서는, 전고체 이차전지 1의 특성이 향상된다. In addition, since the negative electrode active material layer 22 covers the above-described metallic lithium layer on the solid electrolyte layer 30 side, it functions as a protective layer of the metallic lithium layer and can suppress precipitation and growth of dendrites. Thereby, the short circuit and capacity|capacitance decrease of the all-solid-state secondary battery 1 are suppressed more efficiently, and by extension, the characteristic of the all-solid-state secondary battery 1 is improved.

<7. 본 발명 에 따른 다른 실시형태> <7. Another embodiment according to the present invention>

본 발명에 따른 전고체 이차전지는, 전술한 것에 한정되지 않다. 예를 들면, 상기 제1 극층이 음극층이며, 상기 제2 극층이 양극층인 것과 할 수도 있다. The all-solid-state secondary battery according to the present invention is not limited to the above. For example, the first electrode layer may be a cathode layer, and the second electrode layer may be an anode layer.

상기 실시예에서는, 상기 제1 극층의 측단부면에 절연층이 배치되는 것을 설명했지만, 상기 제2 극층의 측단부면에도 절연층을 구비하는 것과 할 수도 있다. 양극층과 음극층과의 사이에 설치되어 있는 고체전해질층 30은, 적어도 1층 적층 되어 있어도 좋고, 2층, 3층, 4층 또는 그 이상 적층 되어 있어도 좋다. In the above embodiment, it has been described that the insulating layer is disposed on the side end face of the first pole layer, but it may also be provided with the insulating layer on the side end face of the second pole layer. At least one solid electrolyte layer 30 provided between the positive electrode layer and the negative electrode layer may be laminated, or may be laminated in two, three, four or more layers.

전술한 실시예에서는, 절연층으로 잉여 절연층을 제거한 뒤에 형성되는 조화부의 구체적인 예로서 조화부를 설명했지만, 절연층의 형성 방법이나, 잉여 절연층의 제거 방법에 따라서는, 상기 조화부가 절연층의 다른 표면보다도 매끄러울 수도 있다. 본 발명은, 전고체 리튬이온 이차전지 에 한정되지 않고, 박형의 집전부를 구비하고, 등방압 프레스 등의 가압 처리에 의해 형성해서 제조하는 전고체 이차전지에 광범위하게 응용할 수 있는 것이다. In the above-described embodiment, the roughened part is described as a specific example of the roughened part to be formed after the excess insulating layer is removed with the insulating layer. It may be smoother than other surfaces. The present invention is not limited to an all-solid-state lithium ion secondary battery, but can be widely applied to an all-solid-state secondary battery having a thin current collector and formed by pressure treatment such as isostatic pressing.

(실시예1) (Example 1)

그 다음에, 상술한 실시형태의 실시예를 설명한다. 실시예 1에서는, 이하의 공정에 의해 전고체 이차전지 1을 제작하고, 제작한 전고체 이차전지 1에 대해서 평가를 행했다. Next, examples of the above-described embodiment will be described. In Example 1, the all-solid-state secondary battery 1 was produced by the following process, and the produced all-solid-state secondary battery 1 was evaluated.

[양극층의 제작] [Production of anode layer]

양극 활물질로서의 LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 (NCA) 삼원계 분말과, 황화물계 고체전해질로서의 Li2S-P2S5 (80:20몰%) 비정질분말과, 양극층 도전성물질(도전보조제)로서의 기상성장 탄소섬유분말을 60:35:5의 질량% 비교로 칭량하고, 자전 공전 믹서를 이용해서 혼합했다. 이어서, 이 혼합분에, 결착제로서의 SBR이 용해한 탈수 크실렌 용액을 SBR이 혼합분의 총질량에 대하여 5.0질량%이 되게 첨가해서 1차 혼합액을 제작했다. 이 1차 혼합액에, 점도조정을 위한 탈수 크실렌을 적량첨가하는 것으로, 2차 혼합액을 제작했다. LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (NCA) ternary powder as a cathode active material, Li 2 SP 2 S 5 (80:20 mol%) amorphous powder as a sulfide-based solid electrolyte, and a cathode layer conductive material (conductive auxiliary) The vapor-grown carbon fiber powder was weighed in a mass % comparison of 60:35:5, and mixed using a rotational revolution mixer. Next, to this mixed powder, a dehydrated xylene solution in which SBR as a binder was dissolved was added so that the SBR was 5.0 mass % with respect to the total mass of the mixed powder, to prepare a primary mixed solution. A secondary liquid mixture was prepared by adding an appropriate amount of dehydrated xylene for viscosity adjustment to this primary liquid mixture.

또한, 혼합분의 분산성을 향상시키기 위해, 직경 5mm의 지르코니아 볼을, 공간, 혼합분, 지르코니아 볼이 각각 혼련용기의 전용적에 대하여 1/3씩을 차지하게 2차 혼합액에 투입했다. 이것에 의해 생성된 3차 혼합액을 자전 공전 믹서에 투입하고, 3000rpm으로 3분 교반하여, 양극 활물질층 도포 액을 제작했다. 이어서, 양극집전체 11로서 두께 20μm의 알루미늄 박 집전체를 준비하고, 탁상 스크린 인쇄기에 양극집전체 11을 탑재하고, 두께가 150μm의 메탈 마스크를 이용해서 상기 양극 활물질층 도포 액을 시트 위로 도포했다. In addition, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, zirconia balls having a diameter of 5 mm were put into the secondary mixture so that the space, the mixing powder, and the zirconia balls occupy 1/3 of the total volume of the kneading vessel, respectively. The resulting tertiary liquid mixture was put into an autorotation mixer and stirred at 3000 rpm for 3 minutes to prepare a positive electrode active material layer coating liquid. Next, an aluminum foil current collector with a thickness of 20 μm was prepared as the positive electrode current collector 11, the positive electrode current collector 11 was mounted on a desktop screen printing machine, and the positive electrode active material layer coating solution was applied onto the sheet using a metal mask having a thickness of 150 μm. .

그 후, 양극 활물질층 도포 액이 도포된 시트를 60도의 핫플레이트에서 30분 건조하게 한 후, 이면측에도 도포하고, 또 60도의 핫플레이트에서 30분 건조하게 한 후, 80도로 12시간 진공건조하게 했다. 이것을 톰슨 칼날에서 직사각형판 형에 꿰뚫는 것으로, 양극집전체 11위의 양면에 양극 활물질층 12을 형성했다. 건조후의 양극집전체 11및 양극 활물질층 12의 총두께는 330μm전후이었다. After that, the sheet coated with the positive electrode active material layer coating solution was dried on a hot plate at 60°C for 30 minutes, then applied to the back side, and dried in a hot plate at 60°C for 30 minutes, and then vacuum dried at 80°C for 12 hours. did. The positive electrode active material layer 12 was formed on both sides of the positive electrode current collector 11 by piercing it into a rectangular plate shape with a Thompson blade. The total thickness of the positive electrode current collector 11 and the positive electrode active material layer 12 after drying was about 330 μm.

절연성의 수지 필름을 피나클 다이에서 뚫어내고, 집전부 보호 부재재료 14A와 절연층 재료 13A가 일체가 되고 있는 잉여 절연층 재료 13B를 제조했다. 상기 잉여 절연층 재료 13B에 포함되는 절연층 재료 13A의 형상은, 양극 활물질층 12을 그 주위에서 정확히 둘러쌀 수 있는 크기의 링형의 물건으로 했다. 본 실시예에서 사용한 절연성의 수지 필름은, 절연성 필러로서 수지제 부직포를 함유하는 다이니폰인쇄 주식 회사제인 것인다. 이 잉여부분(집전부 보호 부재재료14A)과 링형부분(절연층 재료13A)과의 사이에는, 필름의 두께 방향으로 필름의 두께의 70%정도의 벤 자국이 형성되고 있어, 집전부 보호 부재재료 14A에 의해 형성된 잉여 절연층 14을 가압 형성후에 용이하게 잘라내는 것이 가능한 구조가 되고 있다. The insulating resin film was punched out with a pinnacle die to prepare an surplus insulating layer material 13B in which the current collector protective member material 14A and the insulating layer material 13A were integrated. The shape of the insulating layer material 13A included in the surplus insulating layer material 13B was a ring-shaped article having a size that could accurately surround the positive electrode active material layer 12 around it. The insulating resin film used in this example was made by Dainippon Printing Co., Ltd. containing a resin nonwoven fabric as an insulating filler. A notch of about 70% of the thickness of the film is formed in the thickness direction of the film between this surplus portion (current collector protective member material 14A) and the ring-shaped portion (insulating layer material 13A), and current collector protective member material It has become a structure in which the excess insulating layer 14 formed by 14A can be cut out easily after press-formation.

양극집전체 11및 양극 활물질층 12을, 표면이 이형처리된 PET필름 (이하, 이형 필름)을 붙인 두께 3mm의 알루미늄판(지지 재료) 위로 싣고, 전술한 절연층 재료 13A를 양극 활물질층 12의 주위에 배치한 후, 또 이형 필름으로 덮고, 두께 0.3mm으로 잉여 절연층 재료 13B와 동형상의 SUS제의 금속 플레이트(지지 재료)로 또 덮은 후, 지지 재료를 포함시켜서 진공 라미네이트 팩을 행했다. 가압 매체중에 가라앉히고, 490MPa에서 정수압처리(등방압 프레스에 의한 압착/압축화학공업 정도)를 행하는 것으로, 절연층 재료 13A는 양극집전체 11및 양극 활물질층 12과 일체시켰다. The positive electrode current collector 11 and the positive electrode active material layer 12 are placed on an aluminum plate (support material) having a thickness of 3 mm to which a PET film (hereinafter referred to as a release film) with a surface release treatment is attached, and the above-described insulating layer material 13A is applied to the positive electrode active material layer 12. After arranging the perimeter, it was further covered with a release film, and further covered with a metal plate (support material) made of SUS having the same shape as the excess insulating layer material 13B with a thickness of 0.3 mm, followed by a vacuum lamination pack including the supporting material. The insulating layer material 13A was integrated with the positive electrode current collector 11 and the positive electrode active material layer 12 by submerging it in a pressurized medium and performing hydrostatic pressure treatment (compression/compression chemical industry degree by isostatic press) at 490 MPa.

이 양극집전체 11의 양면에 양극 활물질층 12이 적층 되어, 이것들 양극 활물질층 12의 적층방향과는 다른 측면 주위면을 덮는 절연층 재료 13A를 구비한 것을 잘라내기 전의 양극층 10A라고 부르는 것으로 한다. A positive electrode active material layer 12 is laminated on both surfaces of this positive electrode current collector 11, and an insulating layer material 13A covering a peripheral surface different from the stacking direction of these positive electrode active material layers 12 is referred to as a positive electrode layer 10A before cutting. .

[음극층의 제작] [Production of cathode layer]

음극집전체 21로서 두께 10μm의 니켈 박집전체를 준비했다. As the negative electrode current collector 21, a nickel foil current collector having a thickness of 10 μm was prepared.

또, 음극 활물질로서, 아사히카본사제CB1(질소흡착비표면적은 약339m2/g, DBP급유량은 약193ml/100g), 아사히카본사제CB2(질소흡착비표면적은 약52m2/g, DBP급유량은 약193ml/100g), 및 입경 3μm의 은입자를 준비했다. 한편, 이 은입자의 입경은, 예를 들면 레이저식 입도 분포계를 이용해서 측정한 메디안 직경 (이른바 D50)을 이용할 수 있다. 이어, 1.5g의 CB1및 1.5g의 CB2, 1g의 은입자를 용기에 넣어, 거기에 바인더(쿠레하사제#9300) 5질량%을 포함하는 N-메틸 피롤리돈(NMP)용액을 4g 더했다. 이어, 이 혼합 용액에 총량 30g의 NMP를 조금씩 더하면서 혼합 용액을 각반 것으로, 음극 활물질층 도포 액을 제작했다. In addition, as an anode active material, CB1 manufactured by Asahi Carbon (Nitrogen adsorption specific surface area is about 339 m2/g, DBP oil supply is about 193 ml/100 g), CB2 manufactured by Asahi Carbon Company (Nitrogen adsorption specific surface area is about 52 m2/g, DBP oil supply amount is about 193 ml/100 g) and silver particles having a particle size of 3 µm were prepared. In addition, as the particle diameter of this silver particle, the median diameter (so-called D50) measured using a laser-type particle size distribution meter can be used, for example. Next, 1.5 g of CB1, 1.5 g of CB2, and 1 g of silver particles were put in a container, and 4 g of an N-methylpyrrolidone (NMP) solution containing 5% by mass of a binder (#9300 manufactured by Kureha Corporation) was added thereto. Next, a negative electrode active material layer coating solution was prepared by gradually adding NMP of a total amount of 30 g to this mixed solution and using the mixed solution in a gaiter.

이 음극 활물질층 도포 액을 Ni박위로 블레이드 coater를 이용해서 도포하고, 공기중으로 80도로 약20분간 건조하게 해 음극 활물질층 22을 형성했다. 이것에 의해 얻어진 적층체를 100도로 약12시간 진공건조해 피나클 다이에서 꿰뚫었다. 이상의 공정에 의해, 음극층 20을 제작했다. This negative electrode active material layer coating solution was applied on Ni foil using a blade coater, and dried in the air at 80°C for about 20 minutes to form a negative electrode active material layer 22. The laminate thus obtained was vacuum-dried at 100°C for about 12 hours and pierced with a Pinnacle die. By the above process, the negative electrode layer 20 was produced.

[고체전해질층 도포 액의 제작] [Production of solid electrolyte layer coating solution]

황화물계 고체전해질로서의 Li2S-P2S5 (80:20몰%) 비정질분말에, 고체전해질에 대하여 1질량%이 되게, 탈수 크실렌에 용해한 SBR바인더를 첨가해서 일차 혼합 슬러리를 생성했다. 또한, 이 1차 혼합 슬러리에, 점도조정을 위한 탈수 크실렌 및 탈수 디에틸벤젠을 적량첨가하는 것으로, 2차 혼합 슬러리를 생성했다. 또한, 혼합분의 분산성을 향상되게 하는 때문에, 직경 5mm의 지르코니아 볼을, 공간, 혼합분, 지르코니아 볼이 각각 혼련용기의 전용적에 대하여 1/3씩을 차지하게 3차 혼합 슬러리에 투입했다. 이것에 의해 제작한 3차 혼합액을 자전 공전 믹서에 투입하고, 3000rpm으로 3분 교반하여, 고체전해질층 도포 액을 제작했다. To Li 2 SP 2 S 5 (80:20 mol%) amorphous powder as a sulfide-based solid electrolyte, an SBR binder dissolved in dehydrated xylene was added so as to be 1% by mass based on the solid electrolyte, to produce a primary mixed slurry. Further, by adding appropriate amounts of dehydrated xylene and dehydrated diethylbenzene for viscosity adjustment to this primary mixed slurry, a secondary mixed slurry was produced. In addition, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, zirconia balls having a diameter of 5 mm were introduced into the tertiary mixing slurry such that the space, the mixing powder, and the zirconia balls each occupy 1/3 of the total volume of the kneading vessel. The tertiary liquid mixture thus prepared was put into an autorotation mixer, and stirred at 3000 rpm for 3 minutes to prepare a solid electrolyte layer coating liquid.

[고체전해질 시트의 제작] [Production of solid electrolyte sheet]

제작한 고체전해질층 도포 액을, 표면이 이형처리된 PET필름 위로 블레이드에서 도포하고, 40도의 핫플레이트에서 10분 건조하게 한 후, 40도로 12시간 진공건조하게 해 고체전해질 시트를 얻었다. The prepared solid electrolyte layer coating solution was applied with a blade onto a PET film having a release treatment on the surface, dried on a hot plate at 40°C for 10 minutes, and vacuum dried at 40°C for 12 hours to obtain a solid electrolyte sheet.

건조후의 고체전해질층의 두께는 42μm 전후이었다. 건조한 고체전해질 시트는 톰슨 칼날에서 뚫어내고, 소정의 크기로 가공했다. The thickness of the solid electrolyte layer after drying was around 42 μm. The dry solid electrolyte sheet was punched out with a Thompson blade and processed to a predetermined size.

[전해질음극구조체의 제작] [Production of Electrolyte Cathode Structure]

고체전해질층 30과 음극 활물질층 22이 접촉하게 음극층 20의 표면에 고체전해질 시트를 배치하고, 이것들을 이형 필름이 붙여진 두께 3mm의 알루미늄판(지지 재료) 위로 태우고, 상기 지지 재료를 포함시켜서 진공 라미네이트 팩을 행했다. 가압 매체중에 가라앉히고, 10MPa에서 정수압처리(등방압 프레스에 의한 압착/압축화학공업 정도)을 행하는 것으로, 고체전해질 시트상의 고체전해질층은 음극층 20과 일체화했다. 이것을 전해질음극구조체 20A라고 부르는 것으로 한다. A solid electrolyte sheet is placed on the surface of the negative electrode layer 20 so that the solid electrolyte layer 30 and the negative electrode active material layer 22 are in contact, and these are burned on an aluminum plate (support material) with a thickness of 3 mm to which a release film is pasted, and vacuum by including the support material Laminate pack was performed. The solid electrolyte layer in the form of a solid electrolyte sheet was integrated with the negative electrode layer 20 by immersing it in a pressurized medium and performing isostatic treatment (compression/compression chemical industry grade by isostatic press) at 10 MPa. Let this be called electrolyte cathode structure 20A.

[전고체 이차전지의 제작] [Production of all-solid-state secondary battery]

제작한 잘라내기 전 양극층 10A를 2개의 전해질음극구조체 20A으로 끼우도록 배치했다. 이때, 전해질음극구조체 20A의 양극집전부 111이 돌출되고 있는 측의 외측 에지 2E가, 컷아웃 13C와 양극층 10의 측단부면S와의 사이에 위치하게 배치했다. 이 적층체를 나가고, 이형 필름을 붙인 두께 3mm의 알루미늄판 (지지 재료)위로 싣고, 또 이형 필름으로 덮고, 두께 0.3mm으로 전해질음극구조체 20A와 같은 형상의 SUS제의 금속 플레이트(지지 재료)로 또 덮은 후, 지지 재료를 포함시켜서 진공 라미네이트 팩을 행했다. 가압 매체중에 가라앉히고, 490MPa에서 정수압처리(등방압 프레스에 의한 압착/압축화학공업 정도)를 행했다. The prepared positive electrode layer 10A before cutting was arranged so as to be sandwiched by two electrolyte negative electrode structures 20A. At this time, the outer edge 2E on the side from which the positive electrode current collector 111 of the electrolyte negative electrode structure 20A protrudes was disposed between the cutout 13C and the side end surface S of the positive electrode layer 10 . Take out this laminate, put it on an aluminum plate (support material) with a thickness of 3 mm to which a release film is attached, cover with a release film, and a metal plate made of SUS (support material) with a thickness of 0.3 mm and the same shape as the electrolyte cathode structure 20A Moreover, after covering, the vacuum lamination pack was performed by including a support material. It was submerged in a pressurized medium, and hydrostatic treatment (compression-bonding/compression chemical industry grade by an isostatic press) was performed at 490 MPa.

계속해서, 얻어진 미처리 전고체 이차전지 1A를 라미네이트 팩으로부터 꺼내고, 잉여 절연층 14을 절연층 13과 잉여 절연층 14과의 사이에 형성된 컷아웃 13C로부터 잘라내는 것으로, 전고체 이차전지 1의 단 셀(단전지)을 제작했다. 한편, 실시예에서는, 지지 재료로서 알루미늄판과 SUS제의 금속 플레이트를 사용하고 있지만, 이것들 지지 재료의 재질은, 등방압에 의한 가압 처리에 충분할 수 있는 강도를 소유하는 소재라면 특별히 한정되지 않는다. Subsequently, the obtained untreated all-solid-state secondary battery 1A is taken out from the laminate pack, and the surplus insulating layer 14 is cut out from the cutout 13C formed between the insulating layer 13 and the surplus insulating layer 14, the single cell of the all-solid-state secondary battery 1 (cell) was produced. On the other hand, in Examples, an aluminum plate and a metal plate made of SUS are used as the supporting material, but the material of these supporting materials is not particularly limited as long as the material has sufficient strength for pressure processing by isostatic pressure.

[적층 전고체 이차전지의 제작] [Production of stacked all-solid-state secondary battery]

제작한 전고체 이차전지 1의 단 셀을 4층 적층 밑후, 양극집전부 111및 음극집전부 211에 각각 Al금속제 탭 및 Ni금속제 탭을 용 접하고, 라미네이트 팩을 해서 적층 전고체 이차전지를 얻었다. After the prepared single cell of the all-solid-state secondary battery 1 was laminated in four layers, Al metal tabs and Ni metal tabs were welded to the positive electrode current collector 111 and the negative electrode current collector 211, respectively, and a laminate pack was applied to obtain a laminated all-solid-state secondary battery.

[전고체 이차전지의 평가] [Evaluation of all-solid-state secondary batteries]

상기의 순서로 제작한 적층 전고체 이차전지를 그 적층방향의 외측으로부터 2장의 금속판으로 사이에 두고, 미리 상기 금속판에 뚫어 둔 구멍에 접시 스프링을 넣은 나사를 통과시키고, 전지에의 인가 압력이 1.0MPa가 되도록 나사를 조였다. The stacked all-solid-state secondary battery produced in the above procedure is sandwiched between two metal plates from the outside in the stacking direction, and a screw with a disk spring is passed through a hole previously drilled in the metal plate, and the pressure applied to the battery is 1.0. Tighten the screw to MPa.

전지의 특성 평가는, 전술한 바와 같이 가압한 상태의 적층 전고체 이차전지에 대하여, 45도로, 0.1C의 정전류에서, 상한전압 4.25V까지 충전한 후, 0.05C의 전류가 될때까지 정전압에서 충전하고, 방전은 종지 전압 2.5V까지 0.1C방전하는 충방전 조건으로 충방전 평가 장치TOSCAT-3100에 의해 평가했다. 이 평가 결과를 도 11에 나타낸다. In the evaluation of the battery characteristics, as described above, the laminated all-solid-state secondary battery in the pressurized state was charged at 45 degrees at a constant current of 0.1C, up to an upper limit voltage of 4.25V, and then charged at a constant voltage until a current of 0.05C. and discharge was evaluated by the charge-discharge evaluation apparatus TOSCAT-3100 under the charge-discharge conditions of discharging 0.1C to a final voltage of 2.5V. This evaluation result is shown in FIG.

또, 충방전의 사이클 평가의 때문에, 전술한 바와 같이 가압한 상태의 적층 전고체 이차전지에 대하여, 45도로, 0.33C의 정전류에서, 상한전압 4.25V까지 충전하고, 종지 전압 2.5V까지 0.33C로 방전하는 충방전 사이클 평가를 행했다. 그 결과를 도 12에 나타낸다. In addition, for cycle evaluation of charge and discharge, the stacked all-solid-state secondary battery in the pressurized state as described above is charged at a constant current of 0.33 C at 45 degrees to an upper limit voltage of 4.25 V, and a final voltage of 0.33 C to 2.5 V. The charging/discharging cycle evaluation was performed. The results are shown in FIG. 12 .

또 이 적층 전고체 이차전지에 대해서, 라미네이트 필름을 포함하는 전체의 두께를, 필름 두께 측정기에 의해 측정했다. 측정은 다른 6점에 있어서 행동, 두께의 편차를 조사하는 것 에 따라 표면의 요철을 평가했다. 결과를 표1에 나타낸다. Moreover, about this laminated all-solid-state secondary battery, the thickness of the whole including a laminated film was measured with the film thickness measuring device. The measurement evaluated the surface unevenness|corrugation by examining the dispersion|variation in behavior and thickness in 6 other points|pieces. The results are shown in Table 1.

도11의 그래프에서는, 이론용량을 넘는 것 같은 과충전이나 스파이크 형의 충방전 곡선이 관찰되지 않는 것부터 충방전이 문제 없고 행하여 지고 있는 것부터, 단락 현상 없고, 양극집전부 111에 균열이 생기는 것이나 절단되어 있지 않은 것을 알 수 있다. 또, 이 도11의 그래프로부터, 실시예 1로 제작한 적층 전고체 이차전지는 단락 하지 않고 충방전가능한 것을 확인할 수 있었다. 또, 도12의 결과로, 실시예 1로 제작한 적층 전고체 이차전지는 안정된 충방전 사이클 특성을 발휘하고 있는 것을 확인할 수 있었다. In the graph of Fig. 11, overcharge or spike-shaped charge/discharge curve that exceeds the theoretical capacity is not observed, charging and discharging are performed without any problem, there is no short circuit phenomenon, and cracks or cuts in the positive electrode current collector 111 are observed. It can be seen that there is no In addition, from the graph of Fig. 11, it was confirmed that the multilayer all-solid-state secondary battery produced in Example 1 can be charged and discharged without short circuit. In addition, as a result of FIG. 12 , it was confirmed that the multilayer all-solid-state secondary battery manufactured in Example 1 exhibited stable charge/discharge cycle characteristics.

(실시예2) (Example 2)

실시예 2에서는, 양극층 10과 음극층 20과의 사이에 고체전해질층 30을 2층 형성한 이외는, 실시예 1과 같은 순서로 전고체 이차전지 1및 이들 전고체 이차전지 1을 적층 밑 적층 전고체 이차전지를 제작하고, 평가를 행했다. 고체전해질층 30을 2층 형성하는 방법은 이하와 같다. In Example 2, the all-solid-state secondary battery 1 and these all-solid-state secondary batteries 1 were stacked in the same manner as in Example 1 except that two layers of the solid electrolyte layer 30 were formed between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20. A laminated all-solid-state secondary battery was produced and evaluated. A method of forming two solid electrolyte layers 30 is as follows.

[전해질양극구조체의 제작] [Production of Electrolyte Anode Structure]

2개의 고체전해질 시트로 잘라내기 전의 양극층 10A를 사이에 두도록 한 상태에서 이것들을 이형 필름이 붙여진 두께 3mm의 알루미늄판(지지 재료) 위로 싣고, 또 이형 필름으로 덮고, 두께 0.3mm으로 베어냄앞 양극층 10A와 동형상의 SUS제의 금속 플레이트(지지 재료)로 또 덮은 후, 지지 재료를 포함시켜서 진공 라미네이트 팩을 행했다. 가압 매체 중에 가라앉히고, 30MPa에서 정수압처리(등방압 프레스에 의한 압착/압축화학공업 정도)을 행하는 것으로, 전해질 시트상의 전해질층은 잘라내기 전의 양극층 10A와 일체화했다. 이것을 전해질양극구조체라고 부르는 것으로 한다. With the positive electrode layer 10A sandwiched between two solid electrolyte sheets, these are placed on an aluminum plate (supporting material) with a thickness of 3 mm pasted with a release film, covered with a release film, and cut to a thickness of 0.3 mm Front positive electrode After covering again with the SUS-made metal plate (support material) of the same shape as layer 10A, the support material was included and the vacuum lamination pack was performed. It was submerged in a pressurized medium and subjected to hydrostatic pressure treatment at 30 MPa (squeezing/compression chemical industry grade by isostatic press), so that the electrolyte layer on the electrolyte sheet was integrated with the positive electrode layer 10A before being cut. Let this be called an electrolyte anode structure.

[전고체 이차전지 및 적층 전고체 이차전지의 제작] [Production of all-solid-state secondary batteries and stacked all-solid-state secondary batteries]

제작한 전해질양극구조체를 2개의 전해질음극구조체 20A으로 끼우도록 배치한 후는, 실시예 1과 동일로 해서 전고체 이차전지 1및 적층 전고체 이차전지를 제작했다. After arranging the produced electrolyte positive electrode structure to sandwich the two electrolyte negative electrode structures 20A, an all-solid-state secondary battery 1 and a laminated all-solid-state secondary battery were produced in the same manner as in Example 1.

[전고체 이차전지의 평가] [Evaluation of all-solid-state secondary batteries]

실시예 2로 제작한 적층 전고체 이차전지에 대해서, 실시예 1과 같은 순서로 충방전 평가 및 충방전 사이클 평가를 행하고, 충방전 평가의 결과를 도 13에, 충방전 사이클 평가의 결과를 도12에 각각 나타냈다. 도13및 도12의 결과로, 양극층 10과 음극층 20과의 사이에 고체전해질층 30을 2층 적층한 전고체 이차전지 1을 사용했을 경우도, 실시예 1과 동일하게 양극집전부 111은 균열이 생기거나 절단되거나 하고 있지 않고,또 단락될 일도 없고 안정되게 충방전가능한 것을 확인할 수 있었다. For the laminated all-solid-state secondary battery produced in Example 2, charge/discharge evaluation and charge/discharge cycle evaluation were performed in the same procedure as in Example 1, the results of the charge/discharge evaluation are shown in FIG. 13, and the results of the charge/discharge cycle evaluation are shown in FIG. 12, respectively. 13 and 12, in the case of using the all-solid-state secondary battery 1 in which two layers of the solid electrolyte layer 30 were laminated between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20, the positive electrode current collector 111 was similar to that of Example 1. It was confirmed that the silver was not cracked or cut, and there was no short circuit and stable charging and discharging was possible.

(비교예1) (Comparative Example 1)

실시예 1로 사용한 잉여 절연층 재료 13B 대신 컷아웃 13C 및 집전부 보호 부재재료 14A를 구비하지 않고 있는 절연층 재료 13A를 사용하고, 그 외는 실시예 1과 같은 순서로 전고체 이차전지 1및 적층 전고체 이차전지를 제작하고, 실시예 1과 동일한 순서로 충방전 평가를 행했다. 이 평가 결과를 도 14에 나타낸다. 이 도14의 그래프에서는, 스파이크 형의 충방전 곡선이 관찰되어 있는 것부터, 양극집전부 111에 균열이 생기고 있을지 절단되어버려 있는 것으로, 이론용량을 크게 밑도는 충방전 용량밖에 검출할 수 없었다. 이 도14의 그래프의 경우, 그 충방전 용량과 이론용량과의 비교로부터 계산하면, 적층 전고체 이차전지를 구성하고 있는 4층의 전고체 이차전지 1의 그 중2개 또는 3개의 전고체 이차전지 1의 양극집전부 111에 균열이 생기고 있을지 절단되어 있으면 고려된다. Instead of the surplus insulating layer material 13B used in Example 1, the insulating layer material 13A without the cutout 13C and the current collector protective member material 14A was used, except for the all-solid-state secondary battery 1 and stacked in the same order as in Example 1 An all-solid-state secondary battery was produced, and charging/discharging evaluation was performed in the procedure similar to Example 1. This evaluation result is shown in FIG. In the graph of Fig. 14, from the fact that a spike-shaped charge-discharge curve was observed, and the positive electrode current collector 111 was cracked or cut, only a charge-discharge capacity significantly lower than the theoretical capacity could be detected. In the case of the graph of Fig. 14, if calculated from the comparison between the charge/discharge capacity and the theoretical capacity, two or three all-solid-state secondary batteries of the four-layer all-solid-state secondary battery 1 constituting the stacked all-solid-state secondary battery If the positive electrode current collector 111 of Battery 1 is cracked or cut, it is considered.

(비교예2) (Comparative Example 2)

실시예 1로 사용한 잉여 절연층 재료 13B 대신 컷아웃 13C 및 집전부 보호 부재재료 14A를 구비하지 않고 있는 절연층 재료 13A를 사용하고, [양극층의 제작]공정 및 [전고체 이차전지의 제작]공정에 있어서, 실시예 1로 사용한 0.3mm의 SUS제의 금속 플레이트를 사용하지 않고 지지 재료로서 알루미늄판만을 사용해서 전고체 이차전지 1을 제작한 것 외에는 실시예 1과 같은 방법에서 적층 전고체 이차전지를 제작하고, 이 적층 전고체 이차전지의 평가를 행했다. Instead of the surplus insulating layer material 13B used in Example 1, the insulating layer material 13A without the cutout 13C and the current collector protection member material 14A was used, and the [Production of the positive electrode layer] process and the [Production of the all-solid-state secondary battery] In the process, the laminated all-solid-state secondary battery 1 was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the all-solid-state secondary battery 1 was manufactured using only an aluminum plate as a support material without using the 0.3 mm SUS metal plate used in Example 1. A battery was produced and this laminated all-solid-state secondary battery was evaluated.

이 적층 전고체 이차전지에 대해서, 실시예 1과 동일하게 하여, 라미네이트 필름을 포함하는 전체의 두께를, 필름 두께 측정기에 의해 측정했다. 측정은 다른 6점에 있어서 행동, 두께의 편차를 조사하는 것 에 따라 표면의 요철을 평가했다. 결과를 표1에 나타낸다. 충방전 평가의 결과를 도 15에, 충방전 사이클 평가의 결과를 도 12에 각각 나타냈다. About this laminated all-solid-state secondary battery, it carried out similarly to Example 1, and the thickness of the whole including a laminated film was measured with the film thickness measuring device. The measurement evaluated the surface unevenness|corrugation by examining the dispersion|variation in behavior and thickness in 6 other points|pieces. The results are shown in Table 1. The result of the charge/discharge evaluation was shown in FIG. 15, and the result of the charge/discharge cycle evaluation was shown in FIG. 12, respectively.

도15의 결과로, 비교예 2로 제작한 적층 전고체 이차전지에서는, 이론용량이상이 과잉한 충전량이 생기고 있는 것부터, 양극집전부 111은 균열이 생기거나 절단되거나 하지 않고 있지만, 단락이 일어나고 있으면 고려된다. 또 도12의 결과로, 단락에 의해 충방전 용량의 열화가 현저하게 나타나고 있는 것을 알 수 있다. As a result of Fig. 15, in the multilayer all-solid-state secondary battery produced in Comparative Example 2, since an excess charge was generated above the theoretical capacity, the positive electrode current collector 111 did not crack or cut, but if a short circuit occurred, are considered Also, from the result of Fig. 12, it can be seen that the charge/discharge capacity deteriorated remarkably due to the short circuit.

(실시예3) (Example 3)

실시예 1로 제작한 전고체 이차전지 1을 적층 하지 않고 단일 셀로, 양극집전체 11및 음극집전체 21에 각각 Al금속제 탭 및 Ni금속제 탭을 용 접하고, 라미네이트 팩을 해 전지시험에 제공했다. 실시예 1과 동일하게 충방전 사이클 특성 평가를 행한 결과를 도 16에 나타낸다. 그 결과로부터, 실시예 1의 적층 전고체 이차전지 과 동일이 양호한 사이클 특성을 관찰 할 수 있었다. 이 실시예 3의 전고체 이차전지 1에 대해서, 그 두께를, 실시예 1과 동일하게 하여, 라미네이트 필름을 포함하는 전체의 두께를 너머로 필름 두께 측정기를 이용해서 6점 두께를 측정하고, 두께의 편차를 평가했다. 그 결과를 표1에 나타낸다. The all-solid-state secondary battery 1 prepared in Example 1 was not laminated as a single cell, and Al metal tabs and Ni metal tabs were welded to the positive electrode current collector 11 and the negative electrode current collector 21, respectively, and a laminate pack was applied to the battery test. 16 shows the results of evaluation of charge/discharge cycle characteristics in the same manner as in Example 1. From the results, it was possible to observe the same good cycle characteristics as the laminated all-solid-state secondary battery of Example 1. About the all-solid-state secondary battery 1 of this Example 3, the thickness was made the same as that of Example 1, and the thickness of 6 points was measured using a film thickness meter over the whole thickness including the laminate film, and the thickness of The variance was evaluated. The results are shown in Table 1.

(비교예3) (Comparative Example 3)

비교예 2로 제작한 전고체 이차전지 1을 적층 하지 않고 단일 셀로 하고, 라미네이트 팩을 하고, 라미네이트 필름을 포함하는 전체의 두께를 너머로 필름 두께 측정기를 이용해서 6점 두께를 측정하고, 두께의 편차를 평가했다. 측정 방법은 실시예 1과 동일하다. 그 결과를 표1에 나타낸다. All-solid-state secondary battery 1 prepared in Comparative Example 2 was not laminated, but a single cell, laminated pack, over the entire thickness including the laminate film, and 6-point thickness was measured using a film thickness meter, and the thickness variation evaluated. The measurement method is the same as in Example 1. The results are shown in Table 1.

단셀 수number of single cells 개스킷gasket 두께
/μm
thickness
/μm
평균두께/
μm
Average thickness/
μm
표준편차Standard Deviation
실시예1Example 1 44 집전부 보호부재있음With current collector protection member 1860
1868
1852
1856
1865
1851
1860
1868
1852
1856
1865
1851
18591859 6.36.3
실시예3Example 3 1One 집전부 보호부재있음With current collector protection member 627
620
621
635
619
615
627
620
621
635
619
615
623623 6.56.5
비교예2Comparative Example 2 44 집전부 보호부재없음No protection member for current collector 1793
1810
1799
1812
1817
1809
1793
1810
1799
1812
1817
1809
18071807 8.18.1
비교예3Comparative Example 3 1One 집전부 보호부재없음No protection member for current collector 670
652
652
627
625
619
670
652
652
627
625
619
641641 18.318.3

표1의 결과로, 실시예 1과 비교예 2, 실시예 3과 비교예 3에 대하여, 각각 두께의 편차를 비교하면, 등방압 프레스를 행할 때에 두께 0.3mm의 SUS제의 금속 플레이트를 이용한 실시예 1및 실시예 3에서는, 등방압 프레스를 행할 때에 SUS제의 금속 플레이트를 이용하지 않은 (지지 재료를 양극층 10 또는 전고체 이차전지 1의 한쪽면만에 배치해서 가압 처리를 행한) 비교예 1및 비교예 3보다도 두께의 편차가 명확히 작고, 표면의 요철이 억제되어 있는 것을 알 수 있다. 표면의 요철을 작게 억제할 수 있으면, 돌출부에만 집중해서 전류가 집중하는 것이 없어진다. 이렇게 일부분에만 집중해서 전류가 걸리지 않게 되면, 양극층 10및 음극층 20의 전체가 충방전에 기여하므로, 전고체 이차전지 1의 충방전 용량을 향상시킬 수 있다. 또, 양극층 10및 음극층 20이 전체에 걸쳐 균일하게 충방전에 기여 함으로써, 예를 들면, 금속 리튬등이 있는 일부의 장소에만 집중해서 석출하는 것에 의한 단락을 억제할 수도 있다. 그 결과, 도 1 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1및 실시예 2에서는 단락이 생기지 않고 안정된 충방전 사이클을 실현되었다고 고려된다. 이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 또는 실시예 3과 같이 전고체 이차전지 1의 표면을 보다 평탄하게 하기 위해, 양극층 10, 음극층 20 또는 전고체 이차전지 1을 형성하는 적층체를, 2장의 지지 재료로 적층방향의 양면에서 사이에 둔 상태에서 가압 처리를 하는 것이 바람직하다. As a result of Table 1, when the variation in thickness is compared with respect to Example 1 and Comparative Example 2, Example 3 and Comparative Example 3, respectively, when performing isostatic pressing, an SUS metal plate having a thickness of 0.3 mm was used. In Examples 1 and 3, Comparative Example 1 (in which a support material was placed on only one side of the positive electrode layer 10 or the all-solid-state secondary battery 1 and subjected to pressure treatment) without using a metal plate made of SUS when performing isostatic pressing And it turns out that the dispersion|variation in thickness is clearly smaller than that of Comparative Example 3, and the surface unevenness|corrugation is suppressed. If the unevenness of the surface can be suppressed small, the concentration of the current by concentrating only on the protrusion is eliminated. When the current is not applied by concentrating only on a portion in this way, the entirety of the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 contributes to charging and discharging, so that the charging and discharging capacity of the all-solid-state secondary battery 1 can be improved. In addition, since the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20 uniformly contribute to charging and discharging over the whole, it is possible to suppress a short circuit due to concentration and deposition in only a part of the lithium metal or the like, for example. As a result, as shown in FIG. 12, in Examples 1 and 2, it is considered that a short circuit did not generate|occur|produce and the stable charging/discharging cycle was implement|achieved. As can be seen from the above results, as in Example 1 or Example 3, in order to make the surface of the all-solid-state secondary battery 1 more flat, the positive electrode layer 10, the negative electrode layer 20, or a laminate forming the all-solid-state secondary battery 1 It is preferable to pressurize in a state sandwiched by two supporting materials on both surfaces in the lamination direction.

그러나, 양면에서 지지 재료로 사이에 둔 상태에서 등방압 프레스등의 가압 처리를 할 경우에는, 비교예 1과 비교예 2과의 비교로부터도 알수 있듯이, 집전부에 균열이 생기거나 집전부가 절단되거나 하는 확률이 높아진다. 따라서, 전고체 이차전지 1을 양면에서 지지 재료로 사이에 둔 상태에서 가압 처리를 할 경우에는, 잉여 절연층 14을 구비하는 것에 의한 효과가 보다 현저하게 발휘되었다고 고려된다. However, when a pressure treatment such as isostatic pressing is performed in a state sandwiched by a supporting material from both sides, as can be seen from the comparison between Comparative Example 1 and Comparative Example 2, cracks are formed in the current collector or the current collector is cut or it is more likely to happen Therefore, it is considered that the effect by providing the surplus insulating layer 14 was exhibited more remarkably when the pressurization process was performed in the state which sandwiched the all-solid-state secondary battery 1 from both surfaces as a support material.

이와 같이, 양면에서 지지 재료로 사이에 둔 상태에서 등방압 프레스 등의 가압 처리를 할 경우에는, 한 쪽 지지 재료의 적층방향으로부터 본 형상을, 가압 처리되는 양극층 10, 음극층 20 또는 전고체 이차전지 1을 형성하는 적층체의 적층방향으로부터 본 형상과 같은 형상으로 해 두는 것이 바람직하다. 예를 들면 지지 재료로서 전고체 이차전지 1보다 큰 형상의 물건으로 양면에서 사이에 둔 상태에서 등방압에 의한 가압 처리를 하면, 지지체의 양극층 10, 음극층 20 또는 전고체 이차전지 1과 접촉하지 않고 있는 부분이 적층 방향으로 크게 구부러져버려 지지체를 재이용할 수 없게 된다. 또, 지지체와 지지체의 사이에 끼워져 있었던 전고체 이차전지 1의 두께에 의해 지지 재료간에 공간이 생기는 것으로, 진공 라미네이트 팩한 라미네이트 재료가 등방압에 의한 가압 처리의 즈음에 깨져버릴 수도 있다. In this way, when performing pressure treatment such as isostatic pressing while sandwiching the support material from both sides, the positive electrode layer 10, the negative electrode layer 20, or the all-solid state to be pressurized is the shape viewed from the lamination direction of the one supporting material. It is preferable to make it into the same shape as the shape seen from the lamination direction of the laminated body which forms the secondary battery 1. For example, as a support material, when an article of a shape larger than that of the all-solid-state secondary battery 1 is subjected to pressure treatment by isostatic pressure in a state sandwiched from both sides, it comes into contact with the positive electrode layer 10, the negative electrode layer 20, or the all-solid-state secondary battery 1 of the support body. The part that has not been done is greatly bent in the lamination direction, and the support body cannot be reused. In addition, since a space is created between the support materials due to the thickness of the all-solid-state secondary battery 1 sandwiched between the support and the support, the vacuum lamination-packed laminate material may break at the time of pressurization by isostatic pressure.

실시예 1및 실시예 2에서는, 전고체 이차전지 1을 4적층 한 적층 전고체 이차전지에 대해서 검토했지만, 본 발명 에 따른 전고체 이차전지 1을 5층이상 적층 한 적층 전고체 이차전지에 있어서도 마찬가지로, 양극집전부 111에 균열이 생기거나 절단되거나 하지 않고, 단락도 일어나기 어려운 적층 전고체 이차전지와 할 수 있는 것이 충분히 추론할 수 있다. 한편, 본 발명은 이것들 실시예에 한정되는 것이 아닌 것은 말할 필요도 없다. In Examples 1 and 2, a stacked all-solid-state secondary battery in which four all-solid-state secondary batteries 1 are stacked was examined, but also in a stacked all-solid-state secondary battery in which five or more layers of all-solid-state secondary battery 1 according to the present invention are stacked Similarly, it can be sufficiently inferred that the positive electrode current collector 111 does not crack or cut, and what can be done with the stacked all-solid-state secondary battery in which a short circuit hardly occurs. In addition, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these Examples.

1 전고체 이차전지
10 양극층
11 양극집전체
12 양극 활물질층
13 절연층
14 집전부 보호 부재(잉여 절연층)
20 음극층
21 음극집전체
22 음극 활물질층
30 고체전해질층
1 All-solid-state secondary battery
10 anode layer
11 positive electrode current collector
12 cathode active material layer
13 insulating layer
14 Current collector protection member (excess insulating layer)
20 cathode layer
21 Anode current collector
22 Anode active material layer
30 solid electrolyte layer

Claims (20)

양극층 또는 음극층 중 어느 하나인 제1 극층과,
상기 제1 극층의 양면에 각각 적층된 고체전해질층과,
상기 각 고체전해질층의 외면에 각각 적층된 상기 양극층 또는 상기 음극층 중 다른 하나인 제2 극층과,
상기 제1 극층의 측단부면에 상기 제1 극층을 덮게 배치된 절연층과,
상기 제1 극층으로부터 상기 절연층을 관통해서 외측에 돌출되는 박형의 집전부를 구비한 전고체 이차전지로서,
상기 집전부가 돌출되는 측에 있어서의 상기 절연층의 측단부면에, 상기 절연층의 다른 측단부면과는 표면 거칠기가 다른 조화부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
A first electrode layer that is either an anode layer or a cathode layer;
A solid electrolyte layer laminated on both sides of the first electrode layer,
a second electrode layer which is the other one of the positive electrode layer and the negative electrode layer laminated on the outer surface of each solid electrolyte layer;
an insulating layer disposed on the side end surface of the first electrode layer to cover the first electrode layer;
An all-solid-state secondary battery having a thin current collector protruding from the first electrode layer through the insulating layer to the outside,
An all-solid-state secondary battery, characterized in that a roughening portion having a surface roughness different from that of another end surface of the insulating layer is formed on a side end surface of the insulating layer on a side from which the current collector protrudes.
제1항에서,
상기 조화부는 상기 절연층의 다른 측단부면에 비교해서 그 표면이 거친 조화부인 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The all-solid-state secondary battery, characterized in that the roughened part is a roughened part whose surface is rougher than that of the other side end surfaces of the insulating layer.
제2항에서,
상기 조화부는 상기 절연층의 측단부면의 외측에 형성되어 있었던 잉여 절연층을 제거했을 때에 형성된 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 2,
The all-solid-state secondary battery, characterized in that the roughening part is formed when the excess insulating layer formed on the outer side of the side end surface of the insulating layer is removed.
제3항에서,
상기 잉여 절연층은 상기 잉여 절연층의 제거전에 있어서 상기 집전부의 돌출 부분을 감싸서 보호하는 것인 전고체 이차전지.
In claim 3,
The excess insulating layer is an all-solid-state secondary battery to protect the protruding portion of the current collector before removal of the insulating layer.
제1항에서,
상기 조화부의 상기 적층방향으로의 두께는 상기 절연층의 상기 적층방향으로의 두께의 1% 이상 95% 이하인 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The thickness of the roughened portion in the stacking direction is 1% or more and 95% or less of the thickness of the insulating layer in the stacking direction.
제3항 또는 제4항에서,
상기 잉여 절연층은 상기 절연층과 일체화되어 있는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
5. In claim 3 or 4,
The all-solid-state secondary battery, characterized in that the excess insulating layer is integrated with the insulating layer.
제1항에서,
상기 절연층은 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The all-solid-state secondary battery, characterized in that the insulating layer contains a resin.
제7항에서,
상기 절연층은 절연성 필러를 함유하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 7,
The all-solid-state secondary battery, characterized in that the insulating layer contains an insulating filler.
제8항에서,
상기 절연성 필러는 섬유형수지, 수지제 부직포, 알루미나, 산화 마그네슘, 실리카, 베마이트, 티타늄 산 바륨, 탄산 바륨, 산화이트륨 및 산화 망간으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종이상의 물질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 8,
The insulating filler is made of at least one material selected from the group consisting of fibrous resin, resin nonwoven fabric, alumina, magnesium oxide, silica, boehmite, barium titanate, barium carbonate, yttrium oxide, and manganese oxide, characterized in that All-solid-state secondary battery.
제1항에서,
상기 집전부가 돌출되는 측에 있어서의 상기 절연층의 외측 에지의 일부 또는 전부는, 상기 제2 극층의 외측 에지보다도 외측에 위치하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
Part or all of the outer edge of the insulating layer on the side from which the current collector protrudes is located outside the outer edge of the second electrode layer.
제10항에서,
상기 제2 극층의 외측 에지의 일부 또는 전부는, 상기 절연층 상에 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 10,
Part or all of the outer edge of the second electrode layer is an all-solid-state secondary battery, characterized in that disposed on the insulating layer.
제1항에서,
상기 제1 극층은 양극층인 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The first electrode layer is an all-solid-state secondary battery, characterized in that the positive electrode layer.
제1항에서,
상기 고체전해질층은 리튬, 인 및 황을 적어도 함유하는 황화물계 고체전해질을 함유하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The solid electrolyte layer is an all-solid-state secondary battery, characterized in that it contains a sulfide-based solid electrolyte containing at least lithium, phosphorus and sulfur.
제1항에서,
상기 음극층은 리튬과 합금을 형성하는 음극 활물질 및/또는 리튬과 화합물을 형성하는 음극 활물질을 포함하고,
충전시에 상기 음극층의 내부에 금속 리튬이 석출가능하고,
상기 음극층의 충전 용량의 80%이상이 금속 리튬에 의해 발휘되는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The negative electrode layer includes a negative electrode active material forming an alloy with lithium and/or a negative electrode active material forming a compound with lithium,
When charging, metallic lithium can be deposited inside the negative electrode layer,
All-solid-state secondary battery, characterized in that 80% or more of the charging capacity of the negative electrode layer is exhibited by metallic lithium.
제1항에서,
상기 음극층은 무정형 탄소, 금, 백금, 팔라듐, 규소, 은, 알루미늄, 비스무트, 주석 및 아연으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지.
In claim 1,
The anode layer is an all-solid-state secondary battery, characterized in that it comprises any one or more selected from the group consisting of amorphous carbon, gold, platinum, palladium, silicon, silver, aluminum, bismuth, tin and zinc.
제1항에서,
상기 전고체 이차전지가 2개 이상 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 적층 전고체 이차전지.
In claim 1,
A stacked all-solid-state secondary battery, characterized in that two or more all-solid-state secondary batteries are stacked.
양극층 또는 음극층 중 어느 하나인 제1 극층의 양면에 고체전해질층이 각각 적층되어 있고, 상기 각 고체전해질층의 외면에 상기 양극층 또는 상기 음극층 중 다른 하나인 제2 극층이 각각 적층 되어 있으며, 상기 제1 극층을 외부의 배선에 전기적으로 접속하는 박형의 집전부가 상기 제1 극층으로부터 외측에 돌출되게 배치되고, 상기집전부를 보호하는 집전부 보호 부재가 상기 집전부를 싸게 배치되어 있는 적층체를 제조하는 적층체 제조 공정과,
상기 적층체에, 그 적층방향으로 가압하는 가압 공정과,
상기 가압 공정의 뒤에, 상기 집전부 보호 부재를 제거하는 제거 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 방법.
A solid electrolyte layer is respectively laminated on both sides of the first electrode layer, which is either the positive electrode layer or the negative electrode layer, and the second electrode layer, which is the other one of the positive electrode layer or the negative electrode layer, is laminated on the outer surface of each solid electrolyte layer. and a thin current collector for electrically connecting the first electrode layer to an external wiring is disposed to protrude outward from the first electrode layer, and a current collector protection member for protecting the current collector is inexpensively disposed on the current collector A laminate manufacturing process for manufacturing a laminate with a
A pressing step of pressing the laminate in the lamination direction;
After the pressing step, the all-solid-state secondary battery manufacturing method comprising a removing step of removing the current collector protection member.
제17항에서,
상기 적층체는 상기 제1 극층의 측단부면을 덮게 배치된 절연층을 추가로 구비하고,
상기 집전부 보호 부재는 상기 절연층의 측단부면에 일체로 형성된 잉여 절연층인 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 방법.
In claim 17,
The laminate further includes an insulating layer disposed to cover the side end surface of the first electrode layer,
The all-solid-state secondary battery manufacturing method, characterized in that the current collector protection member is an excess insulating layer integrally formed on the side end surface of the insulating layer.
제18항에서,
상기 절연층과 상기 잉여 절연층과의 사이에, 상기 잉여 절연층을 제거 하기 위한 컷아웃을 형성하는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 방법.
In claim 18,
An all-solid-state secondary battery manufacturing method, characterized in that between the insulating layer and the excess insulating layer, to form a cutout for removing the excess insulating layer.
제19항에서,
상기 컷아웃은 상기 잉여 절연층의 두께의 5% 이상 99% 이하의 범위에서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전고체 이차전지 제조 방법.
In paragraph 19,
The all-solid-state secondary battery manufacturing method, characterized in that the cutout is formed in the range of 5% or more and 99% or less of the thickness of the excess insulating layer.
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