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公開番号2025096179
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-26
出願番号2024207134
出願日2024-11-28
発明の名称二次電池の製造方法
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 10/058 20100101AFI20250619BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】デンドライトによる内部ショートが抑制された二次電池の製造方法である。
【解決手段】セパレータに、炭素、溶媒及びバインダを有するスラリーを塗工し、スラリーを乾燥させることで溶媒を除去して、バインダを有する炭素層を形成し、炭素層と負極とを対向させて、プレス処理を行う、二次電池の製造方法である。プレス処理において加熱することが好ましい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
セパレータに、炭素及び溶媒を有するスラリーを塗工し、
前記スラリーを乾燥させることで前記溶媒を除去して、炭素層を形成し、
前記炭素層と負極とを対向させて、プレス処理を行う、二次電池の製造方法。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
セパレータに、炭素、溶媒及びバインダを有するスラリーを塗工し、
前記スラリーを乾燥させることで前記溶媒を除去して、前記バインダを有する炭素層を形成し、
前記炭素層と負極とを対向させて、プレス処理を行う、二次電池の製造方法。
【請求項３】
セパレータに、炭素、溶媒及びポリグルタミン酸を有するスラリーを塗工し、
前記スラリーを乾燥させることで前記溶媒を除去して、前記ポリグルタミン酸を有する炭素層を形成し、
前記炭素層と負極とを対向させて、プレス処理を行い、
前記溶媒は水を有する、二次電池の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記プレス処理において加熱する、二次電池の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、前記プレス処理では線加圧を実施する、二次電池の製造方法。
【請求項６】
セパレータに、炭素及び溶媒を有するスラリーを塗工し、
前記スラリーを乾燥させることで前記溶媒を除去して、炭素層を形成し、
前記炭素層と負極とを対向させて、第１のプレス処理を行い、
前記セパレータと正極とを対向させて、第２のプレス処理を行う、二次電池の製造方法。
【請求項７】
セパレータに、炭素、溶媒及びバインダを有するスラリーを塗工し、
前記スラリーを乾燥させることで前記溶媒を除去して、前記バインダを有する炭素層を形成し、
前記炭素層と負極とを対向させて、第１のプレス処理を行い、
前記セパレータと正極とを対向させて、第２のプレス処理を行う、二次電池の製造方法。
【請求項８】
セパレータに、炭素、溶媒及びポリグルタミン酸を有するスラリーを塗工し、
前記スラリーを乾燥させることで前記溶媒を除去して、前記ポリグルタミン酸を有する炭素層を形成し、
前記炭素層と負極とを対向させて、第１のプレス処理を行い、
前記セパレータと正極とを対向させて、第２のプレス処理を行い、
前記溶媒は水を有する、二次電池の製造方法。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか一において、前記第１のプレス処理又は前記第２のプレス処理において加熱する、二次電池の製造方法。
【請求項１０】
請求項６乃至請求項８のいずれか一において、前記第１のプレス処理では線加圧を実施し、前記第２のプレス処理では面加圧を実施する、二次電池の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池の製造方法に関する。ただし本発明は上記分野に限定されず、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、車両及びこれらの製造方法に関することがある。例えば半導体装置、表示装置、発光装置、照明装置、電子機器、及び車両において、必要な電源として、本発明により得られた二次電池を適用することができる。また電子機器には、二次電池を搭載した情報端末装置などが含まれる。また蓄電装置には、据置型の蓄電装置などが含まれる。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、高出力、高容量であるリチウムイオン二次電池は半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は充放電を繰り返すと、負極にてリチウムデンドライトが析出するといった課題がある。リチウムデンドライトは、充放電の過程で成長するリチウム金属の樹状結晶であり、例えば負極表面の不均一な箇所に電流が集中することにより析出する。リチウムデンドライトが正極へ到達するとリチウムイオン二次電池は内部ショートに至ることがあり、リチウムイオン二次電池の信頼性が低下してしまう。
【０００４】
負極活物質には黒鉛が用いられることが多く、また黒鉛に代えてリチウム金属を用いることでリチウムイオン二次電池の高容量化が期待されている。黒鉛は、低い温度で充放電を行うとリチウムデンドライトが析出しやすく、リチウム金属は常温での充放電であってもリチウムデンドライトが析出してしまう。
【０００５】
このようなリチウムデンドライトを抑制するために、電解液にフッ素を有する無機塩を使用したリチウムイオン二次電池が提案されている（特許文献１参照）。
【０００６】
またリチウムイオン二次電池が有するセパレータに対する研究開発が盛んであり、多孔質基材と、多孔質基材の片面又は両面にポリフッ化ビニリデン系樹脂を含む接着性多孔質層とを備えたものが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
再公表２０１５／１４５２８８号公報
特開２０１７－１３５１１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１の構成では、電解液にフッ素を有する無機塩を使用しなければならないため、電解液の選択肢が狭い。例えば低温環境での動作に適した電解液を選択することが難しくなる。そこで本発明は、デンドライトの影響を低減する新たな構成を有する二次電池及びその製造方法を提供することを課題の一とする。
【０００９】
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。また、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。また、本明細書、図面、請求項等の記載から、これら以外の課題を抽出することも可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を鑑み、本発明者等は負極に析出したデンドライトの成長方向を制御するべく新たな構成及びその製造方法を見出した。新たな構成とは、セパレータの片面に炭素層を有する構成であり、当該構成により、二次電池の内部ショートを抑制することができ、二次電池の信頼性が向上する。なお、負極に析出したデンドライトの成長方向を制御するため、セパレータの片面は負極と対向した面とすると好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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