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公開番号2025074176
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-13
出願番号2025030469,2021525400
出願日2025-02-27,2020-06-01
発明の名称二次電池
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250502BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電特性が高い固体二次電池を提供する。
【解決手段】基板上に第1の層及び正極活物質層を有し、第1の層と前記正極活物質層は接し、第1の層は導電性を有し、第1の層は第1の陽イオン及び第1の陰イオンを有する第1の結晶構造を有し、正極活物質層は第2の陽イオン及び第2の陰イオンを有する第2の結晶構造を有し、第1の結晶構造における前記第1の陽イオン-前記第1の陽イオン間距離の最小値をLaとし、第2の結晶構造における前記第2の陽イオン-前記第2の陽イオン間距離の最小値をLbとしたとき、以下の式(1)の値が0.1以下である、固体二次電池。
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【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極集電体層と、
前記正極集電体層上の、下地膜と、
前記下地膜上の、正極活物質層と、
前記正極活物質層上の、固体電解質層と、
前記固体電解質層上の、負極活物質層と、
前記負極活物質層上の、負極集電体層と、を有し、
断面視において、前記固体電解質層の端部は前記正極活物質層の端部及び前記正極集電体層の端部から延在した領域に位置する、二次電池。
続きを表示（約 450 文字）【請求項２】
正極集電体層と、
前記正極集電体層上の、下地膜と、
前記下地膜上の、正極活物質層と、
前記正極活物質層上の、固体電解質層と、
前記固体電解質層上の、負極活物質層と、
前記負極活物質層上の、負極集電体層と、を有し、
前記固体電解質層は前記正極活物質層の側面及び前記正極集電体層の側面に接した領域を有する、二次電池。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記正極集電体層及び前記下地膜は、同一の金属を有する、固体二次電池。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３において、
前記正極集電体層はチタンを有する、二次電池。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記下地膜はチタンを有する、二次電池。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一項において、
前記正極活物質層はコバルト酸リチウムを有する、二次電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一様態は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置、電子機器、またはそれらの製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【０００２】
なお、本明細書中において電子機器とは、蓄電装置を有する装置全般を指し、蓄電装置を有する電気光学装置、蓄電装置を有する情報端末装置などは全て電子機器である。
【背景技術】
【０００３】
使用者が携帯する電子機器や、ウエアラブルな電子機器が盛んに開発されている。
【０００４】
蓄電装置の一例である一次電池または二次電池は使用者が携帯する電子機器や、ウエアラブルな電子機器の電源として機能する。使用者が携帯する電子機器は、長時間使用可能であることが望まれており、大容量の二次電池が利用される。しかし、大容量の二次電池は大きく、重量がかさむ問題がある。そこで携帯する電子機器に内蔵できる小型または薄型で大容量の二次電池の開発が進められている。
【０００５】
一般に普及しているリチウムイオン二次電池はキャリアイオンであるリチウムイオンを移動させるための媒体として有機溶媒などの電解液を用いる。しかし、液体を用いる二次電池においては、液体を用いているため使用温度範囲、使用電位による電解液の分解反応や漏液の問題がある。また、電解液を用いる二次電池は、漏液による発火のリスクが有る。
【０００６】
液体を用いない二次電池として固体電解質を用いる固体電池と呼ばれる蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１が開示されている。また、特許文献２にはグラフトポリマーを用いて固体二次電池が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
米国特許第８４０４００１号明細書
特開２０１１－０１４３８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
薄膜型の固体二次電池（薄膜全固体電池とも呼ぶ）には、充放電特性、サイクル特性、信頼性、安全性、又はコストといった様々な面で改善の余地が残されている。例えば、薄膜全固体電池の充放電容量を高めるためには、正極活物質層の結晶性を高める方法が挙げられる。結晶性を高めるためには、高温で熱処理する方法等が挙げられるが、正極集電体または基板の材質によっては該熱処理が困難な場合がある。
【０００９】
そこで、本発明の一態様は、充放電容量が大きい固体二次電池を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、サイクル特性が良好な固体二次電池を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、電解液を用いる従来のリチウムイオン二次電池よりも安全性の高い新規な全固体二次電池を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置を提供することを課題とする。
【００１０】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、明細書、図面、請求項の記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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