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公開番号2025109021
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-24
出願番号2024002665
出願日2024-01-11
発明の名称固体電池及び固体電池の製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社,パナソニックホールディングス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250716BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、抵抗上昇を抑制することができる固体電池を提供することを目的とする。
【解決手段】正極活物質層110、固体電解質層120、及び負極活物質層130をこの順で有し、正極活物質層110、固体電解質層120、及び負極活物質層130が水分を含み、(i)正極活物質層110の水分量が、100～350ppmであり、固体電解質層120の水分量が、500～1400ppmであり、かつ負極活物質層130の水分量が、400～1200ppmであり、かつ/又は(ii)正極活物質層110の水酸基規格値が、0.63～0.71であり、固体電解質層120の水酸基規格値が、0.61～0.85であり、負極活物質層130の水酸基規格値が、0.66～2.85である、固体電池。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層をこの順で有し、
前記正極活物質層、前記固体電解質層、及び前記負極活物質層が水分を含み、
（ｉ）前記正極活物質層の水分量が、１００～３５０ｐｐｍであり、前記固体電解質層の水分量が、５００～１４００ｐｐｍであり、かつ前記負極活物質層の水分量が、４００～１２００ｐｐｍであり、かつ／又は
（ｉｉ）前記正極活物質層の水酸基規格値が、０．６３～０．７１であり、前記固体電解質層の水酸基規格値が、０．６１～０．８５であり、かつ前記負極活物質層の水酸基規格値が、０．６６～２．８５である、
固体電池。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記固体電解質層が、硫化物固体電解質を含む、請求項１に記載の固体電池。
【請求項３】
前記正極活物質層に含まれる水分の一部が、前記正極活物質層に物理吸着する物理吸着水であり、
前記正極活物質層に含まれる水分量に対して、前記物理吸着水の水分量が、０．５０～０．９０である、
請求項１に記載の固体電池。
【請求項４】
下記工程を含む、請求項１～３のいずれか一項に記載の固体電池の製造方法：
露点０℃以下の環境において、前記正極活物質層、前記固体電解質層、及び前記負極活物質層に水分を吸着させること、及び
水分が吸着した前記正極活物質層、水分が吸着した前記固体電解質層、及び水分が吸着した前記負極活物質層をこの順で積層させて固体電池を得ること。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、固体電池及び固体電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
固体電池は、電解質として固体電解質を含む二次電池であり、電解質として電解液を用いる液系電池と比較して高い安全性を有するため注目されている。固体電池は、液系電池より出力が小さく、その改善のため様々な開発が行われており、次のような固体電解質を含む電気化学素子が知られている。
【０００３】
特許文献１には、正極と、負極と、正極と負極に挟まれた固体電解質と、を有する積層体を備え、前記積層体は水分を含有し、前記積層体が含有する水分量は、前記積層体に対して０．００１質量％以上０．３質量％未満である電気化学素子が開示されている。特許文献１の電気化学素子によると、高電圧を印加時に動作を維持できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１８／０２６００９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
例えば特許文献１のように、固体電解質を備えた電極積層体に対して、所定量の水分を一律に吸着させることで固体電池の性能を改善することは知られている。しかしながら、電極積層体全体ではなく、正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層に対して、適切な水分をそれぞれ吸着させ、それらを用いた固体電池及びその性能については十分に知られていない。
【０００６】
そこで本開示は、抵抗上昇を抑制することができる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】
【０００７】
本開示は、以下の手段によって、上記目的を達成するものである。
【０００８】
〈態様１〉
正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層をこの順で有し、
上記正極活物質層、上記固体電解質層、及び上記負極活物質層が水分を含み、
（ｉ）上記正極活物質層の水分量が、１００～３５０ｐｐｍであり、上記固体電解質層の水分量が、５００～１４００ｐｐｍであり、かつ上記負極活物質層の水分量が、４００～１２００ｐｐｍであり、かつ／又は
（ｉｉ）上記正極活物質層の水酸基規格値が、０．６３～０．７１であり、上記固体電解質層の水酸基規格値が、０．６１～０．８５であり、かつ上記負極活物質層の水酸基規格値が、０．６６～２．８５である、
固体電池。
〈態様２〉
上記固体電解質層が、硫化物固体電解質を含む、態様１に記載の固体電池。
〈態様３〉
上記正極活物質層に含まれる水分の一部が、上記正極活物質層に物理吸着する物理吸着水であり、
上記正極活物質層に含まれる水分量に対して、上記物理吸着水の水分量が、０．５０～０．９０である、
態様１又は２に記載の固体電池。
〈態様４〉
下記工程を含む、態様１～３のいずれか一項に記載の固体電池の製造方法：
露点０℃以下の環境において、上記正極活物質層、上記固体電解質層、及び上記負極活物質層に水分を吸着させること、及び
水分が吸着した上記正極活物質層、水分が吸着した上記固体電解質層、及び水分が吸着した上記負極活物質層をこの順で積層させて固体電池を得ること。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の固体電池によると、抵抗上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の固体電池を説明するための概略図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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