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公開番号2025145231
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-03
出願番号2024045309
出願日2024-03-21
発明の名称全固体電池
出願人太陽誘電株式会社
代理人個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250926BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】電池特性の向上、信頼性の向上、および歩留まり率向上を実現することができる全固体電池を提供する。
【解決手段】固体電解質層と内部電極層とが第1方向に交互に積層された積層チップを備え、複数の内部電極層は、積層チップにおいて第1方向に直交する第2方向において互いに対向する2端面に交互に引き出され、内部電極層の周囲に余白部が設けられており、第1方向から見た場合に、第1方向と第2方向と直交する第3方向において、内部電極層の周縁部と余白部の一部とが重なる重なり部が形成され、第3方向における内部電極層の余白部側の先端点E1と余白部の内部電極層側の先端点E2とを結ぶ直線と、内部電極層の第3方向の両端を結ぶ直線とがなす角度をθとし、余白部の厚みをt1とし、第3方向における先端点E1と先端点E2との長さをdとした場合に、0.1×t1/tanθ≦d≦2.0×t1/tanθの関係が成立する。
【選択図】図6

特許請求の範囲【請求項１】
第１方向において互いに対向する２主面と、前記第１方向に直交する第２方向において互いに対向する２端面と、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向において互いに対向する２側面を有する固体電解質層と、
前記固体電解質層の一方の主面上に形成され、一方の端面に引き出された第１内部電極層と、
前記固体電解質層の他方の主面上に形成され、他方の端面に引き出された第２内部電極層と、
前記固体電解質層の一方の主面上において前記第１内部電極層の周囲に形成され、前記固体電解質層および前記第１内部電極層と組成が異なる第１余白部と、
前記固体電解質層の他方の主面上において前記第２内部電極層の周囲に形成され、前記固体電解質層および前記第２内部電極層と組成が異なる第２余白部と、
前記第１方向から見た場合に、前記第３方向において、前記第１内部電極層の周縁部と前記第１余白部の一部とが重なる第１重なり部および前記第２内部電極層の周縁部と前記第２余白部の一部とが重なる第２重なり部と、を含み、
前記第１重なり部または前記第２重なり部のいずれかにおいて、前記第３方向における前記内部電極層の前記余白部側の先端点Ｅ１と前記余白部の前記内部電極層側の先端点Ｅ２とを結ぶ直線と、前記内部電極層の前記第３方向の両端を結ぶ直線とがなす角度をθとし、前記第１方向における前記余白部の厚みをｔ１とし、前記第３方向における前記先端点Ｅ１と前記先端点Ｅ２との長さをｄとした場合に、０°＜θ＜９０°であって、０．１×ｔ１／ｔａｎθ≦ｄ≦２．０×ｔ１／ｔａｎθの関係が成立する、全固体電池。
続きを表示（約 780 文字）【請求項２】
前記θは、５°以上９０°未満である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記ｔ１は、５μｍ以上２００μｍ以下である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記第１方向および前記第３方向を含む断面において、前記第１重なり部または前記第２重なり部のいずれかにおける前記内部電極層の外形状が曲率を有している、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記第１方向および前記第３方向を含む断面において、前記第１重なり部または前記第２重なり部のいずれかにおける前記内部電極層の外形状は、前記先端点Ｅ１から前記先端点Ｅ２まで曲率を有している、請求項４に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記先端点Ｅ１が前記内部電極層の厚みにおいて前記第１方向の一方側に位置する場合、前記内部電極層の外形状は、前記第１方向の他方側に凸になって湾曲している、請求項４に記載の全固体電池。
【請求項７】
前記第１方向および前記第３方向を含む断面において、前記第１重なり部または前記第２重なり部のいずれかにおける前記内部電極層の外形状の曲率半径ｒ１は、１μｍ以上５００μｍ以下である、請求項４に記載の全固体電池。
【請求項８】
ｒ１／ｔ１（％）は、１００％以上１０００％以下である、請求項７に記載の全固体電池。
【請求項９】
前記内部電極層の積層数は、２層以上２００層以下である、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項１０】
前記複数の内部電極層のうち、全層数の９０％以上の内部電極層において、０．１×ｔ１／ｔａｎθ≦ｄ≦２．０×ｔ１／ｔａｎθの関係が成立する、請求項１に記載の全固体電池。
（【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、全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
積層型の全固体電池は、発火や漏液の心配がなく、またリフロー半田付けが可能であり、安全で取り扱いが容易な二次電池である（例えば、特許文献１参照）。従来の電解液を使用したリチウムイオン電池からの移行が検討されており、幅広い分野での利用に展開されることが期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１４－１１６１３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電池容量確保の観点から、内部電極層の端部は薄くなっていないことが好ましい。しかしながら、充放電が繰り返されると、内部電極層は体積膨張および体積収縮を繰り返す。したがって、内部電極層の端部が厚くなっていると、固体電解質層と内部電極層との間で界面クラックが生じ、電池特性が劣化するおそれがある。そこで、界面クラックを抑制する観点から、内部電極層の端部では、先端が薄く、先端から内方に向かって次第に厚くなっていることが好ましい。
【０００５】
しかしながら、内部電極層の端部において、先端から内方に向かって次第に厚くなる形状を実現しようとすると、固体電解質層と内部電極層との間の位置ずれ、圧着時の変形や圧着不良、焼結時の変形、などに起因して、電池特性および信頼性が低下するおそれがある。また、圧着時の変形によりクラックが発生し、歩留まり率が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、電池特性の向上、信頼性の向上、および歩留まり率向上を実現することができる全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】
本発明に係る全固体電池は、第１方向において互いに対向する２主面と、前記第１方向に直交する第２方向において互いに対向する２端面と、前記第１方向および前記第２方向と直交する第３方向において互いに対向する２側面を有する固体電解質層と、前記固体電解質層の一方の主面上に形成され、一方の端面に引き出された第１内部電極層と、前記固体電解質層の他方の主面上に形成され、他方の端面に引き出された第２内部電極層と、前記固体電解質層の一方の主面上において前記第１内部電極層の周囲に形成され、前記固体電解質層および前記第１内部電極層と組成が異なる第１余白部と、前記固体電解質層の他方の主面上において前記第２内部電極層の周囲に形成され、前記固体電解質層および前記第２内部電極層と組成が異なる第２余白部と、前記第１方向から見た場合に、前記第３方向において、前記第１内部電極層の周縁部と前記第１余白部の一部とが重なる第１重なり部および前記第２内部電極層の周縁部と前記第２余白部の一部とが重なる第２重なり部と、を含み、前記第１重なり部または前記第２重なり部のいずれかにおいて、前記第３方向における前記内部電極層の前記余白部側の先端点Ｅ１と前記余白部の前記内部電極層側の先端点Ｅ２とを結ぶ直線と、前記内部電極層の前記第３方向の両端を結ぶ直線とがなす角度をθとし、前記第１方向における前記余白部の厚みをｔ１とし、前記第３方向における前記先端点Ｅ１と前記先端点Ｅ２との長さをｄとした場合に、０°＜θ＜９０°であって、０．１×ｔ１／ｔａｎθ≦ｄ≦２．０×ｔ１／ｔａｎθの関係が成立する。
【０００８】
上記全固体電池において、前記θは、５°以上９０°未満であってもよい。
【０００９】
上記全固体電池において、前記ｔ１は、１μｍ以上２００μｍ以下であってもよい。
【００１０】
上記全固体電池の前記第１方向および前記第３方向を含む断面において、前記第１重なり部または前記第２重なり部のいずれかにおける前記内部電極層の外形状が曲率を有していてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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