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公開番号2025125005
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-27
出願番号2024020810
出願日2024-02-15
発明の名称全固体電池の製造方法及び全固体電池
出願人日本電気硝子株式会社
代理人弁理士法人大阪フロント特許事務所
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250820BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】反りを抑制することができる、全固体電池の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明に係る全固体電池の製造方法は、正極集電体層2と、1対の正極活物質層3と、1対の固体電解質層4と、1対の負極活物質層5と、を備える全固体電池の製造方法であって、酸化物固体電解質からなり、互いに対向している第1の主面4a及び第2の主面4bをそれぞれ有する、1対の固体電解質層4を用意する工程と、1対の固体電解質層4の各第1の主面4aに、正極活物質前駆体を含む正極合材層を形成し、1対の正極合材付き固体電解質層を得る、正極合材層形成工程と、1対の正極合材付き固体電解質層を、正極集電体層2を挟み互いに対向するように、かつ各正極合材層と正極集電体層2の各主面とが接触するように配置した後、焼成することにより、1対の正極活物質層3を形成する、正極形成工程と、1対の固体電解質層4の各第2の主面4bに負極活物質層5を形成する、負極形成工程と、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極集電体層と、１対の正極活物質層と、１対の固体電解質層と、１対の負極活物質層と、を備える全固体電池の製造方法であって、
酸化物固体電解質からなり、互いに対向している第１の主面及び第２の主面をそれぞれ有する、１対の前記固体電解質層を用意する工程と、
１対の前記固体電解質層の各前記第１の主面に、正極活物質前駆体を含む正極合材層を形成し、１対の正極合材付き固体電解質層を得る、正極合材層形成工程と、
１対の前記正極合材付き固体電解質層を、前記正極集電体層を挟み互いに対向するように、かつ各前記正極合材層と前記正極集電体層の各主面とが接触するように配置した後、焼成することにより、１対の前記正極活物質層を形成する、正極形成工程と、
１対の前記固体電解質層の各前記第２の主面に前記負極活物質層を形成する、負極形成工程と、
を備える、全固体電池の製造方法。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記正極活物質層の厚みが前記負極活物質層の厚みよりも厚い、請求項１に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項３】
前記正極形成工程において、１対の前記正極合材付き固体電解質層及び前記正極集電体層の積層体の焼成を、該積層体に対して積層方向に荷重を加えながら行う、請求項１に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項４】
負極集電体層と、１対の正極活物質層と、１対の固体電解質層と、１対の負極活物質層と、を備える全固体電池の製造方法であって、
酸化物固体電解質からなり、互いに対向している第１の主面及び第２の主面をそれぞれ有する、１対の前記固体電解質層を用意する工程と、
１対の前記固体電解質層の各前記第１の主面に、負極活物質前駆体を含む負極合材層を形成し、１対の負極合材付き固体電解質層を得る、負極合材層形成工程と、
１対の前記負極合材付き固体電解質層を、前記負極集電体層を挟み互いに対向するように、かつ各前記負極合材層と前記負極集電体層の各主面とが接触するように配置した後、焼成することにより、１対の前記負極活物質層を形成する、負極形成工程と、
１対の前記固体電解質層の各前記第２の主面に前記正極活物質層を形成する、正極形成工程と、
を備える、全固体電池の製造方法。
【請求項５】
前記負極形成工程において、１対の前記負極合材付き固体電解質層及び前記負極集電体層の積層体の焼成を、該積層体に対して積層方向に荷重を加えながら行う、請求項４に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項６】
前記固体電解質層が緻密層のみからなり、前記固体電解質層の厚みが７０μｍ以下である、請求項１または４に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項７】
前記固体電解質層が、緻密層と、多孔質層と、を有し、前記緻密層及び前記多孔質層が積層されている、請求項１または４に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項８】
前記緻密層の厚みが７０μｍ以下である、請求項７に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項９】
前記緻密層及び前記多孔質層の合計の厚みが１７０μｍ以下である、請求項７に記載の全固体電池の製造方法。
【請求項１０】
前記正極形成工程よりも前に、前記負極形成工程を行う、請求項１または４に記載の全固体電池の製造方法。
（【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、全固体電池の製造方法及び全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、モバイル機器や電気自動車等に不可欠な、大容量で軽量な電源としての地位を確立している。しかしながら、従来のリチウムイオン二次電池には、電解質として可燃性の有機系電解液が主に用いられているため、発火等の危険性が懸念されている。この問題を解決する方法として、有機系電解液に代えて固体電解質を使用した全固体リチウムイオン電池の開発が進められている。また、リチウムは世界的な原材料の高騰等の問題が懸念されているため、全固体ナトリウムイオン電池の開発も進められている。
【０００３】
下記の特許文献１には、全固体型のリチウム二次電池の例が開示されている。このリチウム二次電池においては、正極合材層、固体電解質層及び負極合材層がこの順序で積層されている。正極合材層の表面には、正極集電体が設けられている。負極合材層の表面には、負極集電体が設けられている。固体電解質層の材料の例としては、ペロブスカイト型酸化物、ＮＡＳＩＣＯＮ型酸化物やＬＩＳＩＣＯＮ型酸化物等が挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１５／１２８９８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、酸化物固体電解質からなる固体電解質層上に、電極層としての合材層を形成した場合、固体電解質層及び電極層の積層体に反りが生じることがある。そのため、電極層及び集電体の密着性が損なわれるおそれがあり、全固体電池における電池特性が劣化するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、反りを抑制することができる、全固体電池の製造方法及び全固体電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する全固体電池の製造方法及び全固体電池の各態様について説明する。
【０００８】
本発明の態様１に係る全固体電池の製造方法は、正極集電体層と、１対の正極活物質層と、１対の固体電解質層と、１対の負極活物質層と、を備える全固体電池の製造方法であって、酸化物固体電解質からなり、互いに対向している第１の主面及び第２の主面をそれぞれ有する、１対の前記固体電解質層を用意する工程と、１対の前記固体電解質層の各前記第１の主面に、正極活物質前駆体を含む正極合材層を形成し、１対の正極合材付き固体電解質層を得る、正極合材層形成工程と、１対の前記正極合材付き固体電解質層を、前記正極集電体層を挟み互いに対向するように、かつ各前記正極合材層と前記正極集電体層の各主面とが接触するように配置した後、焼成することにより、１対の前記正極活物質層を形成する、正極形成工程と、１対の前記固体電解質層の各前記第２の主面に前記負極活物質層を形成する、負極形成工程と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
態様２の全固体電池の製造方法は、態様１において、前記正極活物質層の厚みが前記負極活物質層の厚みよりも厚いことが好ましい。
【００１０】
態様３の全固体電池の製造方法は、態様１または態様２において、前記正極形成工程において、１対の前記正極合材付き固体電解質層及び前記正極集電体層の積層体の焼成を、該積層体に対して積層方向に荷重を加えながら行うことが好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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