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公開番号2025133573
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-11
出願番号2024031604
出願日2024-03-01
発明の名称固体二次電池及びその製造方法
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250904BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】正極層と絶縁枠体との間の隙間が少ない固体二次電池及びその製造方法を提供すること。
【解決手段】固体二次電池は、正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に積層された固体電解質層と、を含む電極積層体と、前記正極層の側面に隙間をあけて配置された絶縁枠体と、を備え、前記絶縁枠体の少なくとも一部は、前記電極積層体の積層方向に加圧されて、前記正極層側に拡張している。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に積層された固体電解質層と、を含む電極積層体と、
前記正極層の側面に隙間をあけて配置された絶縁枠体と、を備え、
前記絶縁枠体の少なくとも一部は、前記電極積層体の積層方向に加圧されて、前記正極層側に拡張している、固体二次電池。
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記絶縁枠体は、低ヤング率体と、前記低ヤング率体の外周に配置された高ヤング率体と、を含み、
前記低ヤング率体は、加圧により加圧方向に対して直交する方向に拡張変形可能であって、
前記高ヤング率体は、前記低ヤング率体よりもヤング率が高く、
前記絶縁枠体の前記低ヤング率体の少なくとも一部は、前記電極積層体の積層方向に加圧されて、前記正極層側に拡張変形している、請求項１に記載の固体二次電池。
【請求項３】
前記絶縁枠体は、多孔質体と、前記多孔質体の内部に含浸されたゲル状絶縁材と、を有する複合体を含み、
前記複合体は、加圧により加圧方向に対して直交する方向に前記ゲル状絶縁材を押し出し可能であって、
前記絶縁枠体の前記複合体の少なくとも一部は、前記電極積層体の積層方向に加圧されて、前記正極層側に前記ゲル状絶縁材が押し出されている、請求項１に記載の固体二次電池。
【請求項４】
前記絶縁枠体は、さらに、前記複合体の前記正極層側とは反対側の外周面を被覆する非多孔質部材を含む、請求項３に記載の固体二次電池。
【請求項５】
前記固体電解質層及び前記負極層の少なくとも一方は、平面視で前記正極層の縁部から突出した突出部を有し、
前記突出部を介して、前記絶縁枠体の少なくとも一部が加圧されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の固体二次電池。
【請求項６】
前記正極層は、正極集電体と、前記正極集電体の一方もしくは両方の表面に積層された正極活物質層とを有し、
前記負極層及び前記固体電解質層は、前記正極活物質層を挟んで対向配置されている、請求項１～４のいずれか１項に記載の固体二次電池。
【請求項７】
正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に積層された固体電解質層と、を含む電極積層体と、前記正極層の側面に配置された絶縁枠体とを、備える固体二次電池の製造方法であって、
前記正極層と前記負極層との間に前記固体電解質層を配置し、前記正極層の側面に前記絶縁枠体を、隙間をあけて配置した状態で加圧して、前記電極積層体を得るとともに、前記絶縁枠体の少なくとも一部を加圧して、前記隙間の少なくとも一部を埋めるように拡張させる、固体二次電池の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体二次電池及びその製造方法に関する。
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。二次電池の中でも正極層と負極層との間に固体電解質層を配置した電極積層体を有する固体二次電池は、固体電解質が不燃性であるために安全性が向上する点や、より高いエネルギー密度を有する点において優れており、特に注目を集めている。固体二次電池では、電極積層体の正極層、固体電解質層及び負極層の位置ずれや短絡を防止するために正極層の周囲に絶縁体を配置して、正極層の側面を絶縁することが行われている。絶縁体として、電極積層体の側面に近い側から、第１の樹脂層、及び第２の樹脂層をこの順で有し、かつ前記第１の樹脂層の弾性率が、前記第２の樹脂層の弾性率よりも小さい複層構造体を用いることが検討されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１９－１５３５３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、固体二次電池では、長寿命化が課題である。長寿命化のために、固体二次電池の正極層の周囲に絶縁体を配置することは有効である。絶縁体として、形状安定性が高い絶縁枠体を使用することは、固体二次電池の長寿命化に有効である。しかしながら、形状安定性が高い絶縁枠体を正極層の側面に隙間なく配置することは難しい。正極層の側面と絶縁枠体との間に隙間があると、固体二次電池が振動した際に正極層の位置が移動しやすくなり、正極層と負極層の対面位置のずれ、正極層の面圧のばらつきなどを生じさせる原因になる。
【０００５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、正極層と絶縁枠体との間の隙間が少ない固体二次電池及びその製造方法を提供することを目的とする。そして、延いてはエネルギーの効率化に寄与するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者らは、加圧によって変形可能な易変形性の絶縁枠体を正極層の側面に隙間をあけて配置して、その絶縁枠体を、隙間の少なくとも一部を埋めるように拡張させることによって上記の課題を解決することが可能となることを見出し、本発明を完成するに至った。したがって、本発明は、次のものを提供する。
【０００７】
（１）正極層と、負極層と、前記正極層と前記負極層との間に積層された固体電解質層と、を含む電極積層体と、前記正極層の側面に隙間をあけて配置された絶縁枠体と、を備え、前記絶縁枠体の少なくとも一部は、前記電極積層体の積層方向に加圧されて、前記正極層側に拡張している、固体二次電池。
【０００８】
（１）の固体二次電池によれば、絶縁枠体の少なくとも一部が電極積層体の積層方向の加圧によって、正極層側に拡張しているので、正極層と絶縁枠体との間の隙間を少なくできる。
【０００９】
（２）前記絶縁枠体は、低ヤング率体と、前記低ヤング率体の外周に配置された高ヤング率体と、を含み、前記低ヤング率体は、加圧により加圧方向に対して直交する方向に拡張変形可能であって、前記高ヤング率体は、前記低ヤング率体よりもヤング率が高く、前記絶縁枠体の前記低ヤング率体の少なくとも一部は、前記電極積層体の積層方向に加圧されて、前記正極層側に拡張変形している、（１）に記載の固体二次電池。
【００１０】
（２）の固体二次電池によれば、低ヤング率体の外周に高ヤング率体が配置されているので、低ヤング率体は外周側に拡張変形しにくく、正極層側に拡張変形しやすい。このため、低ヤング率が拡張変形することによって、正極層と絶縁枠体との間の隙間を少なくできる。
（【００１１】以降は省略されています）

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