特許ウォッチ

公開番号2025070337
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-02
出願番号2023180575
出願日2023-10-19
発明の名称全固体電池
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250424BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】それぞれのセル構造の負極集電体から延出したタブ線を集合させて電池として作用させるにあたり、タブ線の屈曲により、タブ線と正極集電体との間の空間距離が短くなる場合であっても、絶縁性を担保できる全固体電池を提供する。
【解決手段】正極集電体、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電体がこの順で積層された電極体を含む全固体電池において、正極層の端部に第1の絶縁材を備えさせるとともに、負極集電体と固体電解質層との間であって、固体電解質層の端部及び第1の絶縁材の端部と対向する部分に、第2の絶縁材を備えさせる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極集電体、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電体がこの順で積層された電極体を含む全固体電池であって、
前記正極集電体は、前記正極層側の面に、前記正極層の端部に隣接する第１の絶縁材を備え、
前記固体電解質層は、前記正極層及び前記第１の絶縁材に当接して配置され、
前記負極集電体と前記固体電解質層との間であって、前記固体電解質層の端部及び前記第１の絶縁材の端部と対向する部分に、第２の絶縁材が備えられ、
前記第２の絶縁材は、前記負極集電体の前記負極層側の表面から前記正極集電体の前記正極層側の表面までの沿面距離が、同直線距離よりも大きくなるように、前記固体電解質層に当接して配置される、
全固体電池。
続きを表示（約 740 文字）【請求項２】
前記第１の絶縁材は、前記電極体の延在方向において、前記正極層に隣接する端部からの距離が大きくなるにつれて、前記電極体の積層方向の厚みが減少する、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記第２の絶縁材は、前記電極体の延在方向において、前記負極層の端部とオーバーラップするように配置される、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記第２の絶縁材は、少なくとも一部が前記負極集電体に当接して配置される、請求項３に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記電極体は、前記固体電解質層と前記負極層との間に中間層を備え、
前記電極体の延在方向において、前記中間層の端部は、前記負極層の端部又は前記第２の絶縁材の端部と略同一位置に配置される、又は前記負極層の端部又は前記第２の絶縁材の端部よりも内側に配置される、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記第２の絶縁材は、少なくとも一部が前記中間層に当接して配置される、請求項５に記載の全固体電池。
【請求項７】
前記固体電解質層の端部は、前記電極体の延在方向において、前記第１の絶縁材の端部と略同一の位置にある、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項８】
前記第２の絶縁材は、接着層と絶縁層とを含む積層体であり、
前記接着層は、負極集電体側に配置され、
前記絶縁層は、前記固体電解質層側に配置される、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項９】
前記接着層は、アクリル系粘着層であり、
前記絶縁層は、ポリエチレンを含む、請求項８に記載の全固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。二次電池としては、エネルギー密度が高いリチウム金属電池が注目されている。
【０００３】
リチウム金属電池は、負極としてリチウム金属を用いる二次電池であり、高容量の電池となりうる。中でも、電解液を固体電解質層に変えて全固体化した、いわゆる全固体リチウム金属電池は、安全性に優れる点で注目されている。全固体リチウム金属電池は、例えば、リチウム金属からなる負極と、正極と、固体電解質層と、を備えるセル構造を有する。
【０００４】
図５は、従来の全固体電池の構成を示す断面図である。図５に示される全固体電池１は、負極集電体２ａとリチウム金属層（負極層）３ａ、又は負極集電体２ｂとリチウム金属層（負極層）３ｂとで形成される負極と、正極集電体４と正極活物質層（正極層）５ａ又は５ｂとで形成される正極と、正極活物質層（正極層）５ａ又は５ｂに隣接する固体電解質層６ａと６ｂとを備える。図５に示される全固体電池１は、リチウム金属層（負極層）３ａと固体電解質層６ａとの間に中間層７ａを備え、リチウム金属層（負極層）３ｂと固体電解質層６ｂとの間に中間層７ｂを備える。また、正極活物質層（正極層）５ａの両端部には、第１の絶縁材８ａと８ｃとがそれぞれ配置されており、正極活物質層５ｂの両端部には、第１の絶縁材８ｂと８ｄとがそれぞれ配置されている。なお、図中のＬは、全固体電池１を構成する層の積層方向を示している。
【０００５】
全固体電池は、このようなセル構造を複数積層した電極体を備え、それぞれのセル構造の負極集電体から延出したタブ線を集合させて電池として作用させる。そして、タブ線を集合させる際には、電極体から延出したタブ線は屈曲し、特に、集合部から遠距離にあるタブ線の屈曲は大きくなる。その結果、タブ線と正極集電体との間の空間距離が短くなり、絶縁距離を確保できなくなることが懸念されていた。
【０００６】
特許文献１には、正極集電箔、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電箔がこの順で積層された電極体において、正極層は固体電解質層及び負極層よりも内部に配置されて積層されており、正極集電箔の正極層側の面であって、少なくとも固体電解質層及び負極層の端部と対向する部分に絶縁層が配置された全固体電池が開示されている。
【０００７】
特許文献１に記載された全固体電池に適用される絶縁層は、粘着層を介して正極集電箔にセラミックス層が粘着している態様であり、硬度の高いセラミックス層によって金属異物による絶縁層の破損を抑制して短絡を抑制するとともに、仮に短絡が生じた場合であっても、セラミックス層の高抵抗によって短絡部の発熱を抑制する効果が期待されている。
【０００８】
しかしながら、特許文献１に記載された絶縁層は、セラミックス層を有することから、絶縁層そのものを屈曲させて用いることは想定されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０２２－１０４１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、それぞれのセル構造の負極集電体から延出したタブ線を集合させて電池として作用させるにあたり、タブ線の屈曲により、タブ線と正極集電体との間の空間距離が短くなる場合であっても、絶縁性を担保できる全固体電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許