JP2008053125A - Fully solid electric storage element - Google Patents
Fully solid electric storage element Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008053125A JP2008053125A JP2006229809A JP2006229809A JP2008053125A JP 2008053125 A JP2008053125 A JP 2008053125A JP 2006229809 A JP2006229809 A JP 2006229809A JP 2006229809 A JP2006229809 A JP 2006229809A JP 2008053125 A JP2008053125 A JP 2008053125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- negative electrode
- solid
- solid electrolyte
- storage device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Description
本発明は全固体蓄電素子及びその製造方法に関する。 The present invention relates to an all-solid-state energy storage device and a method for manufacturing the same.
近年、パーソナルコンピュータ、携帯電話等のポータブル機器の開発に伴い、その電源としての電池の需要が大幅に拡大している。このような用途に用いられる電池においては、イオンを移動させる媒体として、有機溶媒等の液体の電解質(電解液)が従来使用されている。このような電解液を用いた電池においては、電解液の漏液等の問題を生ずる可能性がある。このような問題を解消すべく、液体の電解質に代えて固体電解質を使用するとともに、その他の要素の全てを固体で構成した全固体蓄電素子の開発が進められている。かかる全固体蓄電素子は、電解質が固体であるために、発火等を誘引する漏液の心配がなく、また、腐食による電池性能の劣化等の問題も生じ難いものである。こうした全固体リチウム二次電池として、Li2S−SiS2−Li3PO4等のリチウムイオン伝導性電解質を固体電解質として用いたものが開示されている(例えば、特許文献1参照)。 In recent years, with the development of portable devices such as personal computers and mobile phones, the demand for batteries as power sources has been greatly expanded. In batteries used for such applications, liquid electrolytes (electrolytic solutions) such as organic solvents are conventionally used as a medium for moving ions. A battery using such an electrolytic solution may cause problems such as leakage of the electrolytic solution. In order to solve such a problem, development of an all-solid-state electric storage element in which a solid electrolyte is used in place of a liquid electrolyte and all other elements are made of solid is underway. Such an all-solid-state energy storage device has a solid electrolyte, so there is no fear of leakage that induces ignition and the like, and problems such as deterioration of battery performance due to corrosion hardly occur. As such an all solid lithium secondary battery, a battery using a lithium ion conductive electrolyte such as Li 2 S—SiS 2 —Li 3 PO 4 as a solid electrolyte is disclosed (for example, see Patent Document 1).
一方、全固体蓄電素子は、液状の電解質を用いた電池に比して一般に出力が低く、大電流を取り出すことが困難であった。また、全固体蓄電素子は、充放電におけるレート特性やサイクル特性が低く、液状の電解質を用いた電池に比して電池寿命が短いという問題があった。このような問題を解消し、大電流の取り出しや充放電サイクル特性の向上を図るべく、固体電解質と同じ材料からなる無機酸化物を電極活物質の粒子間に介在させた固体電解質電池が開示されている(例えば、特許文献2参照)。さらに、対向する極を指向して突出する多数の棒状の突起部を備える正極活物質と負極活物質との間にゲル状電解質を注入して二次電池を形成することが開示されている(非特許文献1)。
しかしながら、特許文献2において開示された全固体蓄電素子であっても、出力特性や充放電サイクル特性に関しては未だ改善の余地があった。ところで、電極活物質と電解質との接触面積を増大させると容量は増大し、電解質層が薄いほどイオン伝導性が向上する。接触面積を増大させるために電極活物質と電解質との界面を粗面化又は多孔質化すると同時に電解質層を薄くすると、局部的に正極と負極とが短絡してしまうおそれがあった。さらにこうした場合には構造が複雑化し、また、セル同士の電気的接続の自由度も低くなりがちである。また、非特許文献1による方法では電解質層を薄くすることによるイオン伝導性の向上は期待できない。 However, even the all-solid-state energy storage device disclosed in Patent Document 2 still has room for improvement in terms of output characteristics and charge / discharge cycle characteristics. By the way, when the contact area between the electrode active material and the electrolyte is increased, the capacity is increased, and the ionic conductivity is improved as the electrolyte layer is thinner. In order to increase the contact area, when the interface between the electrode active material and the electrolyte is roughened or made porous and at the same time the electrolyte layer is made thin, there is a possibility that the positive electrode and the negative electrode are locally short-circuited. Further, in such a case, the structure is complicated, and the degree of freedom in electrical connection between cells tends to be low. In addition, the method according to Non-Patent Document 1 cannot be expected to improve ion conductivity by thinning the electrolyte layer.
そこで、本発明は、電極と電解質体との接触面積を増大させるとともに同時に電極間の電解質層の厚みを薄くすることができる全固体蓄電素子及びその製造方法を提供することを一つの目的とする。また、本発明は、構造を複雑化することなく、電極と電解質体との接触面積を増大させると同時に電極間の電解質体の厚みを薄くすることができる全固体蓄電素子及びその製造方法を提供することを他の一つの目的とする。さらに、本発明は、電極と電解質体との接触面積を増大させると同時に電極間の電解質体の厚みを薄くすることができるとともにセル同士の電気的接続の自由度を向上させることができる、全固体蓄電素子及びその製造方法を提供することを他の一つの目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an all-solid-state energy storage device capable of increasing the contact area between the electrode and the electrolyte body and simultaneously reducing the thickness of the electrolyte layer between the electrodes, and a method for manufacturing the same. . The present invention also provides an all-solid-state energy storage device capable of increasing the contact area between the electrode and the electrolyte body and reducing the thickness of the electrolyte body between the electrodes without complicating the structure, and a method for manufacturing the same. Another purpose is to do. Furthermore, the present invention can increase the contact area between the electrode and the electrolyte body and simultaneously reduce the thickness of the electrolyte body between the electrodes and improve the degree of freedom of electrical connection between the cells. Another object is to provide a solid state energy storage device and a method for manufacturing the same.
本発明者は、正極、負極及び固体電解質体の配列構造について検討した結果、交互あるいは千鳥状に配列された正極及び負極の間にゲル状の固体電解質体を介在させた配列構造を備えることにより、上記した課題を達成できることを見出し、本発明を完成した。すなわち、本発明によれば以下の手段が提供される。 As a result of examining the arrangement structure of the positive electrode, the negative electrode, and the solid electrolyte body, the present inventor has provided an arrangement structure in which a gel-like solid electrolyte body is interposed between the positive electrode and the negative electrode arranged alternately or in a staggered manner. The inventors have found that the above-described problems can be achieved, and have completed the present invention. That is, according to the present invention, the following means are provided.
本発明によれば、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、前記正極と前記負極とに接触するゲル状の固体電解質体と、を有する1又は2以上のユニットを備え、少なくとも一つの前記ユニット内における固体電解質体において、前記正極の少なくとも一部及び前記負極の少なくとも一部による千鳥状又は交互の配列構造を有する、全固体蓄電素子が提供される。 According to the present invention, comprising one or more units having a positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode having a negative electrode active material, and a gelled solid electrolyte body in contact with the positive electrode and the negative electrode, In the solid electrolyte body in at least one of the units, there is provided an all-solid-state electric storage element having a staggered or alternating arrangement structure of at least a part of the positive electrode and at least a part of the negative electrode.
本発明の全固体蓄電素子においては、前記正極は、前記配列構造を形成する複数個の正極部分と層状の正極層とを備え、前記負極は、前記配列構造を形成する複数個の負極部分と層状の負極層とを備え、前記正極層と前記負極層とは前記固体電解質体を介して対向状に配置されていることが好ましい。また、千鳥状の前記配列構造を構成する正極部分及び負極部分は、マトリックス状に配列されることができ、交互の前記配列構造を構成する正極部分及び負極部分は、互いに平行なバンド状に配列されていてもよい。 In the all-solid-state energy storage device of the present invention, the positive electrode includes a plurality of positive electrode portions and a layered positive electrode layer that form the array structure, and the negative electrode includes a plurality of negative electrode portions that form the array structure and It is preferable that a negative electrode layer is provided, and the positive electrode layer and the negative electrode layer are disposed to face each other with the solid electrolyte body interposed therebetween. In addition, the positive electrode portions and the negative electrode portions constituting the staggered arrangement structure can be arranged in a matrix, and the positive electrode portions and the negative electrode portions constituting the alternate arrangement structure are arranged in parallel bands. May be.
また、本発明の全固体蓄電素子においては、前記正極及び/又は前記負極は中空部を有することができる。さらに、前記層の端部において、前記正極と前記負極との間に段差を備えることもできる。 Moreover, in the all-solid-state electricity storage element of this invention, the said positive electrode and / or the said negative electrode can have a hollow part. Furthermore, a step can be provided between the positive electrode and the negative electrode at the end of the layer.
さらに、本発明の全固体蓄電素子においては、2以上の前記ユニットが積層された積層構造を備え、前記固体電解質体において配列構造を形成する正極部分及び負極部分は、積層方向において千鳥状又は交互の配列構造を備えることもできる。また、2以上の前記ユニットが集電体を介して積層方向に面対称に前記正極及び/又は前記負極が配置されるように積層されていてもよい。 Furthermore, the all-solid-state energy storage device of the present invention has a laminated structure in which two or more units are laminated, and the positive electrode portion and the negative electrode portion that form the array structure in the solid electrolyte body are staggered or alternately in the lamination direction. It is also possible to provide the following arrangement structure. Further, two or more units may be stacked such that the positive electrode and / or the negative electrode are arranged symmetrically in the stacking direction via a current collector.
本発明の全固体蓄電素子は、正極活物質を有する正極と、負極活物質を有する負極と、前記正極と前記負極とに介在されこれらに接触するゲル状の固体電解質体と、を有する1又は2以上の層を備え、少なくとも一つの前記層内において前記正極及び前記負極による千鳥状又は交互の配列構造を有することができる。このような配列構造によれば、一つの層内において正極と負極とが千鳥状又は交互に配列されていることから固体電解質体との接触面積を容易に増大させることができる。また、電極間の固体電解質体の厚みを容易に薄くすることができる。さらに、全固体蓄電素子の厚みを抑制できる。この結果、出力が向上し、内部抵抗の低い全固体蓄電素子を得ることができる。特に二次電池においては、接触面積の増大により、単位面積当たりの電流値が小さくなり、充放電の差異の電極への負荷が低減するため、サイクル特性が向上する。以下、正極、負極及び電解質体について説明し、その後本発明の全固体蓄電素子において特徴的な構造について説明する。また、全固体蓄電素子の製造方法についても説明する。 The all-solid-state energy storage device of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode active material, a negative electrode having a negative electrode active material, and a gel-like solid electrolyte body interposed between and in contact with the positive electrode and the negative electrode. Two or more layers may be provided, and at least one of the layers may have a staggered or alternating arrangement structure of the positive electrode and the negative electrode. According to such an arrangement structure, since the positive electrode and the negative electrode are arranged in a staggered manner or alternately in one layer, the contact area with the solid electrolyte body can be easily increased. In addition, the thickness of the solid electrolyte body between the electrodes can be easily reduced. Furthermore, the thickness of the all-solid power storage element can be suppressed. As a result, an output is improved and an all-solid-state energy storage device with low internal resistance can be obtained. In particular, in a secondary battery, the current value per unit area decreases due to an increase in contact area, and the load on the electrode due to charge / discharge differences is reduced, so that the cycle characteristics are improved. Hereinafter, the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte body will be described, and then the characteristic structure of the all-solid-state energy storage device of the present invention will be described. A method for manufacturing the all-solid-state energy storage device will also be described.
(正極活物質及び正極)
正極活物質としては、種々の金属酸化物、金属硫化物などを用いることができる。特に金属酸化物が用いられる場合には、二次電池焼結を酸素雰囲気下で行うことが可能となる。こうした正極活物質の具体例としては、二酸化マンガン(MnO2)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物(例えばLixMn2O4またはLixMnO2)、リチウムニッケル複合酸化物(例えばLixNiO2)、リチウムコバルト複合酸化物(LixCoO2)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばLiNi1−yCoyO2)、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばLiMnyCo1−yO2)、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物(LixMn2−yNiyO4)、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物(LixFePO4、LixFe1−yMnyPO4、LixCoPO4など)、ナシコン構造を有するリチウムリン酸化合物(LixV2(PO4)3など)、硫酸鉄(Fe2(SO4)3)、バナジウム酸化物(例えばV2O5)などから選択される少なくとも一種が挙げられる。なお、これらの化学式中、x,yは0〜1の範囲であることが好ましい。
(Positive electrode active material and positive electrode)
As the positive electrode active material, various metal oxides, metal sulfides, and the like can be used. In particular, when a metal oxide is used, secondary battery sintering can be performed in an oxygen atmosphere. Specific examples of such a positive electrode active material include manganese dioxide (MnO 2 ), iron oxide, copper oxide, nickel oxide, lithium manganese composite oxide (for example, Li x Mn 2 O 4 or Li x MnO 2 ), lithium nickel composite oxide. (Eg, Li x NiO 2 ), lithium cobalt composite oxide (Li x CoO 2 ), lithium nickel cobalt composite oxide (eg, LiNi 1-y Co y O 2 ), lithium manganese cobalt composite oxide (eg, LiMn y Co) 1-y O 2 ), spinel-type lithium manganese nickel composite oxide (Li x Mn 2-y Ni y O 4 ), lithium phosphorous oxide having an olivine structure (Li x FePO 4 , Li x Fe 1-y Mn y PO 4, etc. Li x CoPO 4), lithium phosphorus oxide having a NASICON structure Things (such as Li x V 2 (PO 4) 3), include at least one selected from iron sulfate (Fe 2 (SO 4) 3 ), vanadium oxide (e.g. V 2 O 5). In these chemical formulas, x and y are preferably in the range of 0-1.
なお、正極には、正極活物質のほか適宜導電助材やバインダや後述する固体電解質などを含めることができる。導電助剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト、種々炭素繊維、カーボンナノチューブ等が挙げられる。バインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、SBR、ポリイミドなどが挙げられる。 In addition to the positive electrode active material, the positive electrode can appropriately include a conductive additive, a binder, a solid electrolyte described later, and the like. Examples of the conductive assistant include acetylene black, carbon black, graphite, various carbon fibers, and carbon nanotubes. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVDF), SBR, and polyimide.
(負極活物質及び負極)
また、負極活物質としては、例えば、カーボン、金属化合物、金属酸化物、Li金属化合物、Li金属酸化物(リチウム−遷移金属複合酸化物を含む)、ホウ素添加炭素、グラファイト、ナシコン構造を有する化合物などを用いることができる。これらは1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用して用いても良い。上記カーボンとしては、例えば、グラファイトカーボン、ハードカーボン、ソフトカーボンなど、従来公知のカーボン材料が挙げられる。上記金属化合物としては、LiAl、LiZn、Li3Bi、Li3Cd、Li3Sd、Li4Si、Li4.4Pb、Li4.4Sn、Li0.17C(LiC6)等が挙げられる。上記金属酸化物としては、SnO、SnO2、GeO、GeO2、In2O、In2O3、PbO、PbO2、Pb2O3、Pb3O4、Ag2O、AgO、Ag2O3、Sb2O3、Sb2O4、Sb2O5、SiO、ZnO、CoO、NiO、FeO等が挙げられる。Li金属化合物としては、Li3FeN2、Li2.6Co0.4N、Li2.6Cu0.4N等が挙げられる。Li金属酸化物(リチウム−遷移金属複合酸化物)としては、Li4Ti5O12などLixTiyOzで表されるリチウム−チタン複合酸化物等が挙げられる。上記ホウ素添加炭素としては、ホウ素添加カーボン、ホウ素添加グラファイト等が挙げられる。負極には、正極活物質のほか適宜導電助材やバインダや後述する固体電解質などを含めることができる。導電助剤やバインダについては既に「正極活物質及び正極」の項で記載した内容と同様である。上記ナシコン構造を有する化合物としては、リチウムリン酸化合物(LixV2(PO4)3など)が挙げられる。
(Negative electrode active material and negative electrode)
Examples of the negative electrode active material include carbon, metal compounds, metal oxides, Li metal compounds, Li metal oxides (including lithium-transition metal composite oxides), boron-added carbon, graphite, and compounds having a NASICON structure. Etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the carbon include conventionally known carbon materials such as graphite carbon, hard carbon, and soft carbon. Examples of the metal compound include LiAl, LiZn, Li 3 Bi, Li 3 Cd, Li 3 Sd, Li 4 Si, Li 4.4 Pb, Li 4.4 Sn, and Li 0.17 C (LiC 6 ). It is done. The metal oxides, SnO, SnO 2, GeO, GeO 2, In 2 O, In 2 O 3, PbO, PbO 2, Pb 2 O 3, Pb 3 O 4, Ag 2 O, AgO, Ag 2 O 3 , Sb 2 O 3 , Sb 2 O 4 , Sb 2 O 5 , SiO, ZnO, CoO, NiO, FeO and the like. Examples of the Li metal compound include Li 3 FeN 2 , Li 2.6 Co 0.4 N, Li 2.6 Cu 0.4 N, and the like. Examples of the Li metal oxide (lithium-transition metal composite oxide) include a lithium-titanium composite oxide represented by Li x Ti y O z such as Li 4 Ti 5 O 12 . Examples of the boron-added carbon include boron-added carbon and boron-added graphite. In addition to the positive electrode active material, the negative electrode can appropriately include a conductive additive, a binder, a solid electrolyte described later, and the like. The conductive aid and binder are the same as those already described in the section “Positive electrode active material and positive electrode”. Examples of the compound having a NASICON structure include lithium phosphate compounds (such as Li x V 2 (PO 4 ) 3 ).
(ゲル状固体電解質体)
ゲル状固体電解質体としては、高分子ゲル電解質を用いることができる。電解質としては、可動イオンとしてのリチウムを含むものを用いることが好ましい。
(Gel-like solid electrolyte body)
A polymer gel electrolyte can be used as the gel solid electrolyte body. It is preferable to use an electrolyte containing lithium as a mobile ion.
高分子ゲル電解質に用いるのに好ましい電解質としては、例えば、通常リチウムイオン電池で用いられるものであればよく、例えば、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiTaF6、LiAlCl4、Li2B10Cl10等の無機酸陰イオン塩、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも1種類のリチウム塩(電解質塩)を含み、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の環状カーボネート類;ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、1,2−ジブトキシエタン等のエーテル類;γ−ブチロラクトン等のラクトン類;アセトニトリル等のニトリル類;プロピオン酸メチル等のエステル類;ジメチルホルムアミド等のアミド類;酢酸メチル、蟻酸メチルの中から選ばれる少なくともから1種類または2種以上を混合した、非プロトン性溶媒等の有機溶媒(可塑剤)を用いたものなどが挙げられる。 Preferred electrolytes for use in the polymer gel electrolyte, for example, may be those usually used in a lithium ion battery, for example, LiPF 6, LiBF 4, LiClO 4, LiAsF 6, LiTaF 6, LiAlCl 4, Li 2 It is selected from inorganic acid anion salts such as B 10 Cl 10 and organic acid anion salts such as LiCF 3 SO 3 , Li (CF 3 SO 2 ) 2 N, Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 N , Containing at least one lithium salt (electrolyte salt), cyclic carbonates such as propylene carbonate and ethylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, and diethyl carbonate; tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1, 4-dioxane, 1,2-dimethyl Ethers such as xyethane and 1,2-dibutoxyethane; lactones such as γ-butyrolactone; nitriles such as acetonitrile; esters such as methyl propionate; amides such as dimethylformamide; methyl acetate and methyl formate And those using an organic solvent (plasticizer) such as an aprotic solvent in which at least one selected from the group consisting of 2 or more is mixed.
(集電体)
正極集電体及び負極集電体については、従来公知の材料を用いることができる。集電体材料としては、導電性金属酸化物層を用いることが好ましい。例えば、SnO2、In2O3、ZnO、TiOx(0.5≦x≦2)が挙げられる。これら導電性金属酸化物には、構造中にSb、Nb、Taなど導電性を高めるための微量元素を(例えば10at%以下)含んでも良い。また、高温使用や寿命等を考えるとCuとAlのクラッド材が好ましい。
(Current collector)
Conventionally known materials can be used for the positive electrode current collector and the negative electrode current collector. As the current collector material, a conductive metal oxide layer is preferably used. For example, SnO 2, In 2 O 3 , ZnO, TiO x (0.5 ≦ x ≦ 2) and the like. These conductive metal oxides may contain a trace element (for example, 10 at% or less) for enhancing conductivity such as Sb, Nb, Ta in the structure. In consideration of high temperature use and life, Cu and Al clad materials are preferable.
(外部電極)
外部電極を構成する材料は特に限定されない。例えば、Ag、Ag/Pd合金、Niメッキ、蒸着によるCuなどが挙げられる。また、外部電極表面には実装のための半田メッキなどをおこなっても良い。外部電極の接続形態は特に限定されない。
(External electrode)
The material constituting the external electrode is not particularly limited. For example, Ag, Ag / Pd alloy, Ni plating, Cu by vapor deposition, and the like can be mentioned. Further, solder plating for mounting may be performed on the surface of the external electrode. The connection form of the external electrode is not particularly limited.
(第1の実施形態)
本発明の全固体蓄電素子についての第1の実施形態を図1〜図7に示す。図1に示すように、第1の実施形態は、正極20及び負極40が千鳥状に配列された配列構造を有する全固体蓄電素子10に関する。全固体蓄電素子10は、正極20と、負極40と、固体電解質体60とを備えるユニット80を有している。このユニット80には、正極活物質を含む正極部分22と負極活物質を含む負極部分42と固体電解質体60とを有する少なくとも一つの電極-固体電解質体層70を備えることができる。全固体蓄電素子10は、正極20及び負極40の外側にはそれぞれ正極集電体30及び負極集電体50を備えている。なお、正極集電体30及び負極集電体50は、それぞれ適当な外部電極(図示せず)が接続されている。以下、この全固体蓄電素子10の構成について説明する。
(First embodiment)
1st Embodiment about the all-solid-state electrical storage element of this invention is shown in FIGS. As shown in FIG. 1, 1st Embodiment is related with the all-solid-state electrical storage element 10 which has the arrangement structure where the positive electrode 20 and the negative electrode 40 were arranged in zigzag form. The all-solid-state electricity storage element 10 has a unit 80 that includes a positive electrode 20, a negative electrode 40, and a solid electrolyte body 60. The unit 80 may include at least one electrode-solid electrolyte layer 70 having a positive electrode portion 22 including a positive electrode active material, a negative electrode portion 42 including a negative electrode active material, and a solid electrolyte body 60. The all-solid-state energy storage device 10 includes a positive electrode current collector 30 and a negative electrode current collector 50 on the outside of the positive electrode 20 and the negative electrode 40, respectively. The positive electrode current collector 30 and the negative electrode current collector 50 are connected to appropriate external electrodes (not shown). Hereinafter, the configuration of the all-solid-state energy storage device 10 will be described.
(電極−固体電解質層の構成)
(固体電解質体)
図1(a)に示すように、固体電解質体60は、正極20と負極40とに接触するように構成されている。本実施形態では、正極20及び負極40の間に介在配置され、正極20と負極40との間を充てんして、正極20の表面及び負極40の表面に接触することができるようになっている。こうした固体電解質体60の内部には、後述するように、正極部分22と負極部分42とを備えることができる。結果として、固体電解質体60は、図1(b)に示すように、正極部分22と負極部分42とを囲繞する格子状の平面形態を備えているということができる。また、区画された固体電解質体60の各格子内部に正極部分22及び負極部分42を備えているということもできる。
(Configuration of electrode-solid electrolyte layer)
(Solid electrolyte)
As shown in FIG. 1A, the solid electrolyte body 60 is configured to contact the positive electrode 20 and the negative electrode 40. In this embodiment, it is disposed between the positive electrode 20 and the negative electrode 40, fills the space between the positive electrode 20 and the negative electrode 40, and can come into contact with the surface of the positive electrode 20 and the surface of the negative electrode 40. . As described later, the solid electrolyte body 60 can include a positive electrode portion 22 and a negative electrode portion 42. As a result, it can be said that the solid electrolyte body 60 has a lattice-like planar form surrounding the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 as shown in FIG. It can also be said that the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are provided inside each lattice of the partitioned solid electrolyte body 60.
(電極の構造)
本実施形態においては、正極20は、全固体蓄電素子10における積層方向に直交する平面に相当する層状の正極層24と当該正極層24に分散して配置され固体電解質体60側に突出状に形成された複数個の正極部分22とを備えることができる。また、負極40は、全固体蓄電素子10における積層方向に直交する平面に相当する層状の負極層44と当該負極層44に分散して配置され固体電解質体60側に突出状に形成された負極部分42とを備えることができる。
(Electrode structure)
In the present embodiment, the positive electrode 20 is arranged in a layered positive electrode layer 24 corresponding to a plane orthogonal to the stacking direction in the all-solid-state energy storage device 10 and dispersed in the positive electrode layer 24 so as to protrude toward the solid electrolyte body 60 side. A plurality of positive electrode portions 22 formed may be provided. The negative electrode 40 includes a layered negative electrode layer 44 corresponding to a plane orthogonal to the stacking direction in the all-solid-state energy storage device 10 and a negative electrode formed in a projecting manner on the solid electrolyte body 60 side by being dispersed in the negative electrode layer 44. A portion 42.
(正極部分)
電極−固体電解質体層70において、正極部分22は、均一に分散して分布されていることが好ましい。また、個々の正極部分22の形状としては、特に限定しないで、角錐状、円錐状、円錐台状、角錐台状、立方体状、直方体状、円柱状、角柱状等の任意の形状とすることができる。また、全体として傾斜した凸状であってもよい。成形性や後述する固体導電質体60の厚みを薄くすることへの寄与を考慮すると、正極20の形状は、円錐台状、角錐台状、立方体状、直方体状、円柱状、角柱状等の頂面を有する形状が好ましい。より好ましくは、角錐台状、立方体状、直方体状である。後述するように、正極部分22の千鳥状配置を考慮すると、図1に示す立方体状や角柱など、少なくとも平面方向において異方性の少ない等方性の凸状体を好ましく用いることができる。正極部分22を含む正極20は、実質的な中実体(多孔質体を含む)であることが好ましい。また、正極部分22を含む正極20は、実質的な中実体(多孔質体を含む)であることが好ましい。
(Positive electrode part)
In the electrode-solid electrolyte layer 70, the positive electrode portions 22 are preferably distributed uniformly. In addition, the shape of each positive electrode portion 22 is not particularly limited, and may be any shape such as a pyramid shape, a cone shape, a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, a cube shape, a rectangular parallelepiped shape, a columnar shape, a prism shape, and the like. Can do. Moreover, the convex shape inclined as a whole may be sufficient. In consideration of the moldability and contribution to reducing the thickness of the solid conductive body 60 described later, the shape of the positive electrode 20 is a truncated cone shape, a truncated pyramid shape, a cubic shape, a rectangular parallelepiped shape, a cylindrical shape, a prismatic shape, or the like. A shape having a top surface is preferred. More preferred are a truncated pyramid shape, a cubic shape, and a rectangular parallelepiped shape. As will be described later, in consideration of the staggered arrangement of the positive electrode portions 22, an isotropic convex body having little anisotropy in at least the plane direction, such as a cubic shape or a prism shown in FIG. 1, can be preferably used. The positive electrode 20 including the positive electrode portion 22 is preferably a substantial solid (including a porous body). In addition, the positive electrode 20 including the positive electrode portion 22 is preferably a substantial solid (including a porous body).
(負極部分)
負極部分42は、正極部分22と同様、電極−固体電解質体層70において、均一に分散して分布されていることが好ましい。個々の負極部分42の形状としては、特に限定しないが、正極部分22について説明したような各種形状を採ることができるとともに、正極部分22として好ましい形状を負極部分42においても好ましい態様とすることができる。また、負極部分42のサイズについても、同様に、正極部分22において好ましいサイズを採用することができる。また、負極部分42を含む負極40は、実質的な中実体(多孔質体を含む)であることが好ましい。
(Negative electrode part)
Similarly to the positive electrode portion 22, the negative electrode portion 42 is preferably uniformly distributed and distributed in the electrode-solid electrolyte layer 70. The shape of each negative electrode portion 42 is not particularly limited, but various shapes as described for the positive electrode portion 22 can be adopted, and a preferable shape for the positive electrode portion 22 is also a preferable aspect in the negative electrode portion 42. it can. In addition, as for the size of the negative electrode portion 42, a preferable size can be adopted in the positive electrode portion 22. Further, the negative electrode 40 including the negative electrode portion 42 is preferably a substantial solid (including a porous body).
(電極配列構造)
次に、正極部分22と負極部分42とによる固体電解質体60における配列構造について説明する。本実施形態の全固体蓄電素子10においては、図1(b)に示すように、固体電解質体60内に正極20及び負極40とからなる電極配列構造を有することができる。より具体的には、正極20の一部分である正極部分22と負極40の一部分である負極部分42とからなる電極配列構造を有することができる。
(Electrode arrangement structure)
Next, the arrangement structure in the solid electrolyte body 60 by the positive electrode part 22 and the negative electrode part 42 is demonstrated. As shown in FIG. 1B, the all solid state energy storage device 10 of the present embodiment can have an electrode arrangement structure including a positive electrode 20 and a negative electrode 40 in a solid electrolyte body 60. More specifically, an electrode arrangement structure including a positive electrode part 22 that is a part of the positive electrode 20 and a negative electrode part 42 that is a part of the negative electrode 40 can be provided.
電極配列構造は、正極部分22及び負極部分42が互いに均一に分布される配列であることが好ましい。こうした配列構造としては、図1に示すように、固体電解質体60の層内に複数個の正極部分22が千鳥状(ジグザグ状)に配列されているとともに、複数個の負極部分42が千鳥状(ジグザグ状)に配列された平面形態となる配列構造が挙げられる。千鳥状に配列される正極部分22及び負極部分は好ましくはそれぞれ10個以上、好ましくは数十個以上備えられている。 The electrode arrangement structure is preferably an arrangement in which the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are uniformly distributed. As such an array structure, as shown in FIG. 1, a plurality of positive electrode portions 22 are arranged in a zigzag (zigzag) manner in the layer of the solid electrolyte body 60, and a plurality of negative electrode portions 42 are staggered. An array structure having a planar form arranged in a (zigzag) manner is exemplified. Each of the positive electrode portions 22 and the negative electrode portions arranged in a staggered manner is preferably 10 or more, and preferably several tens or more.
また、図1(a)に示すように、正極部分22と負極部分42とは、電池10の積層方向においては、互いに対峙しないようオフセットされた状態(中心軸がずれた状態)となるように配列されていることが好ましい。対峙しないことで、対峙した部分で固体電解質体60の厚みが局部的に薄くなって短絡しやすくなることを回避することができる。 As shown in FIG. 1A, the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are offset so that they do not face each other in the stacking direction of the battery 10 (the center axis is shifted). It is preferable that they are arranged. By not facing each other, it is possible to avoid that the thickness of the solid electrolyte body 60 is locally thinned and easily short-circuited at the facing portion.
オフセットされた正極部分22と負極部分42とは、積層方向においてそれぞれの厚みが少なくとも一部重複するように配列されていることが好ましい。すなわち、正極部分22と負極部分42とは積層方向に沿って互い他方の形成領域に入り込んだ構造を採ることが好ましい。こうすることで、全固体蓄電素子10の厚みを増大させることなく正極部分22及び負極部分42と固体電解質体60との接触面積を増大させることができる。さらに、電極間の固体電解質体60の厚みを抑制できるようになるし、また、電極−固体電解質体層70の層厚も抑制して、ひいては全固体蓄電素子10の厚みも抑制できる。 The offset positive electrode portion 22 and negative electrode portion 42 are preferably arranged so that their thicknesses at least partially overlap in the stacking direction. That is, it is preferable that the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 have a structure in which they enter the other forming region along the stacking direction. By doing so, the contact area between the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 and the solid electrolyte body 60 can be increased without increasing the thickness of the all-solid-state energy storage device 10. Furthermore, the thickness of the solid electrolyte body 60 between the electrodes can be suppressed, and the layer thickness of the electrode-solid electrolyte body layer 70 can also be suppressed, so that the thickness of the all-solid power storage element 10 can also be suppressed.
また、オフセットすることで正極部分22と負極部分42との側面において電池を構成することが可能となる。すなわち、正極部分22と負極部分42とが配列された層70内において積層方向に直交する方向であっても電池10として機能させることができるようになる。さらに、本実施形態の全固体蓄電素子10においては、正極20が層状の正極層24を備え、負極40が層状の負極層44を備えている。このため、図1に示すように正極部分22と負極層44との間及び負極部分42と正極層24との間との間においても電池を構成することができる。このため電池10の出力を向上させることができる。 Moreover, it becomes possible to comprise a battery in the side surface of the positive electrode part 22 and the negative electrode part 42 by offsetting. That is, the battery 10 can be made to function even in a direction orthogonal to the stacking direction in the layer 70 in which the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are arranged. Furthermore, in the all-solid-state energy storage device 10 of the present embodiment, the positive electrode 20 includes a layered positive electrode layer 24, and the negative electrode 40 includes a layered negative electrode layer 44. For this reason, as shown in FIG. 1, a battery can also be configured between the positive electrode portion 22 and the negative electrode layer 44 and between the negative electrode portion 42 and the positive electrode layer 24. For this reason, the output of the battery 10 can be improved.
固体電解質体60内においては、正極部分22と負極部分42とは全体としてマトリックス状に配列されていることが好ましい。すなわち、正極部分22と負極部分42とがm×nのマトリックスを構成するようになっていることが好ましい。マトリックス状に配列することで、一層効果的に電極と固体電解質体60との接触面積を増大させることができる。 In the solid electrolyte body 60, the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are preferably arranged in a matrix as a whole. That is, it is preferable that the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 constitute an m × n matrix. By arranging in a matrix, the contact area between the electrode and the solid electrolyte body 60 can be more effectively increased.
図1には、正極部分22と負極部分42とによる配列構造の典型例である。この配列構造では、固体電解質体60の層内において正極部分22及び負極部分42が全体としてマトリックス状にしかもそれぞれが千鳥状に配列された配列構造(平面視での配列構造)を有している。さらに、当該配列の縦方向及び横方向においては正極部分22と負極部分42とが交互に配列されている。 FIG. 1 is a typical example of an arrangement structure of the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42. In this arrangement structure, the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are arranged in a matrix as a whole in the layer of the solid electrolyte body 60, and each has an arrangement structure (arrangement structure in plan view). . Further, the positive electrode portions 22 and the negative electrode portions 42 are alternately arranged in the vertical direction and the horizontal direction of the arrangement.
以上説明した本実施形態の全固体蓄電素子10によれば、正極部分22及び負極部分42がそれぞれ千鳥状に配列した配列構造を備えるため、固体電解質体60との各電極との接触界面の面積を増大させることができる。これにより、電池10としての出力向上を期待することができる。また、電極−固体電解質体層70内における配列構造によって、正極20及び負極40間の固体電解質体60の厚みを薄くすることができる。これにより、内部抵抗を小さくすることができる。さらに、本実施形態の全固体蓄電素子10によれば、正極部分22と負極部分42との配列構造により全固体蓄電素子10の構造を複雑化することなく、これらの効果を得ることができる。 According to the all-solid-state electricity storage device 10 of the present embodiment described above, since the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 have an array structure in which the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are arranged in a zigzag manner, Can be increased. Thereby, the output improvement as the battery 10 can be expected. Moreover, the thickness of the solid electrolyte body 60 between the positive electrode 20 and the negative electrode 40 can be reduced by the arrangement structure in the electrode-solid electrolyte body layer 70. Thereby, internal resistance can be made small. Furthermore, according to the all-solid-state energy storage device 10 of the present embodiment, these effects can be obtained without complicating the structure of the all-solid-state energy storage device 10 due to the arrangement structure of the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42.
(積層型全固体蓄電素子)
なお、全固体蓄電素子10は、図1に示すように、一つの電池ユニット80(正極20、負極40、固体電解質体60)のみを備える構成としてもよいが、電池ユニット80を積層した積層型全固体蓄電素子としてもよい。積層型全固体蓄電素子の例を図2に示す。例えば、図2(a)に示すように、全固体蓄電素子ユニット80の正極集電体30を介して正極20が面対称となるよう積層してもよいし、負極集電体50を介して負極40が面対称となるように積層してもよい。こうした積層型全固体蓄電素子によれば、積層方向に隣接するセルであっても容易に並列接続が可能な積層体を得ることができる。また、図2(a)に示す積層構造によれば、側面に集電体を設けることで内部の集電体30、50の側方から集電することができる。
(Stacked all-solid energy storage device)
As shown in FIG. 1, the all-solid-state power storage element 10 may be configured to include only one battery unit 80 (the positive electrode 20, the negative electrode 40, and the solid electrolyte body 60), but the stacked type in which the battery units 80 are stacked. An all-solid energy storage device may be used. An example of a stacked all-solid-state energy storage device is shown in FIG. For example, as illustrated in FIG. 2A, the positive electrode 20 may be laminated so as to be plane-symmetrical via the positive electrode current collector 30 of the all-solid-state energy storage element unit 80, or via the negative electrode current collector 50. You may laminate | stack so that the negative electrode 40 may become plane symmetry. According to such a stacked all-solid-state energy storage device, it is possible to obtain a stacked body that can be easily connected in parallel even with cells adjacent in the stacking direction. Moreover, according to the laminated structure shown to Fig.2 (a), it can collect from the side of the internal electrical power collectors 30 and 50 by providing a electrical power collector in a side surface.
また、積層型全固体蓄電素子は、ユニット80を適当な導電部材を介在させて積層して形成してもよい。こうした積層型全固体蓄電素子によれば、全固体蓄電素子10が直列に接続された積層体を得ることができる。 In addition, the stacked type all solid state power storage element may be formed by stacking the units 80 with an appropriate conductive member interposed therebetween. According to such a stacked type all-solid-state energy storage device, a stacked body in which all-solid-state energy storage devices 10 are connected in series can be obtained.
さらに、図2(b)に示すように、正極集電体30を介して正極20を重ねるとともに、正極集電体30を挟む2つの正極20の正極部分22を積層方向に千鳥状となるように配置することができる。この配置によれば、同時に、各正極20に対向状に配置される2つの負極20の負極部分42も積層方向に千鳥状に配置されることになる。積層方向に正極部分22及び負極部分42がそれぞれ千鳥状に配置されることで、充放電時における内部応力を緩和することができる。また、この積層形態によれば、積層方向に正極部分22と負極部分42とが交互に配置されていることになる。なお、図2(b)に示す形態では、正極集電体30を挟むように正極20を配置する構成として記載したが、負極集電体50を挟むように負極40を配置する構成としてもよいし、これらの双方の構成を有するようにしてもよい。 Further, as shown in FIG. 2B, the positive electrodes 20 are stacked via the positive electrode current collector 30, and the positive electrode portions 22 of the two positive electrodes 20 sandwiching the positive electrode current collector 30 are staggered in the stacking direction. Can be arranged. According to this arrangement, at the same time, the negative electrode portions 42 of the two negative electrodes 20 arranged to face each positive electrode 20 are also arranged in a staggered manner in the stacking direction. By arranging the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 in a staggered manner in the stacking direction, internal stress during charging and discharging can be relaxed. Moreover, according to this lamination | stacking form, the positive electrode part 22 and the negative electrode part 42 are alternately arrange | positioned in the lamination direction. In the configuration shown in FIG. 2B, the positive electrode 20 is disposed so as to sandwich the positive electrode current collector 30, but the negative electrode 40 may be disposed so as to sandwich the negative electrode current collector 50. However, both of these configurations may be provided.
このように、千鳥状の電極配列構造を有する全固体蓄電素子10を積層した積層型全固体蓄電素子によれば、電池10内で形成されるセル同士の電気的接続の自由度が向上されているといえ、必要に応じた接続形態を採用して、出力等についての要請に容易に応えることができる。 As described above, according to the laminated all solid state storage element in which the all solid state storage element 10 having the staggered electrode arrangement structure is stacked, the degree of freedom of electrical connection between cells formed in the battery 10 is improved. However, it is possible to easily meet the demand for output and the like by adopting a connection form as necessary.
(全固体蓄電素子の製造方法)
次に、本実施形態の全固体蓄電素子10を製造する方法の一例を、図3〜図6を参照しつつ説明する。
(Manufacturing method of all-solid-state energy storage device)
Next, an example of a method for manufacturing the all-solid-state energy storage device 10 of the present embodiment will be described with reference to FIGS.
(固体電解質体の準備工程)
まず、固体電解質体100を準備する。固体電解質体100は、正極活物質及び負極活物質を供給して正極20及び負極40の少なくとも一部(具体的には正極部分22及び負極部分42である。)を形成するための凹部102a、102bを有することができる。こうした固体電解質体100は、固体電解質材料を成形したり、所定形状の前駆体を物理的又は化学的加工したりすることにより作製することもできる。
(Preparation process of solid electrolyte body)
First, the solid electrolyte body 100 is prepared. The solid electrolyte body 100 supplies a positive electrode active material and a negative electrode active material to form at least a part of the positive electrode 20 and the negative electrode 40 (specifically, the positive electrode part 22 and the negative electrode part 42), a recess 102a, 102b. Such a solid electrolyte body 100 can also be produced by molding a solid electrolyte material or physically or chemically processing a precursor having a predetermined shape.
凹部102a、102bを有する固体電解質体100は、例えば、図3に示すようにして作製することができる。すなわち、3種類の固体電解質シート(未焼成のセラミックスグリーンシート等)110、120、130を準備する。第1の固体電解質シート110は、m×nのマトリックス状に孔部(セル)112を有することができる。孔部112は、最終的にはそれぞれ正極部分22及び負極部分42がそれぞれ形成される部分である。 The solid electrolyte body 100 having the recesses 102a and 102b can be produced, for example, as shown in FIG. That is, three types of solid electrolyte sheets (unfired ceramic green sheets and the like) 110, 120, and 130 are prepared. The first solid electrolyte sheet 110 can have holes (cells) 112 in an m × n matrix. The hole portion 112 is a portion where the positive electrode portion 22 and the negative electrode portion 42 are finally formed, respectively.
第2の固体電解質シート120は、全固体蓄電素子10の正極20の位置及び大きさに対応した孔部122を有している。また、第3の固体電解質シート130は、全固体蓄電素子10の負極40の位置及び大きさに対応した孔部132を有している。このような3種類の固体電解質シート110、120、130を積層することで、一方の面に正極部分22に対応して開口する凹部102aを有し、他方の面には負極部分42に対応して開口する凹部102bを有する固体電解質体100を得ることができる。 The second solid electrolyte sheet 120 has a hole 122 corresponding to the position and size of the positive electrode 20 of the all-solid energy storage device 10. The third solid electrolyte sheet 130 has a hole 132 corresponding to the position and size of the negative electrode 40 of the all-solid-state energy storage device 10. By laminating these three types of solid electrolyte sheets 110, 120, and 130, one surface has a recess 102 a that opens corresponding to the positive electrode portion 22, and the other surface corresponds to the negative electrode portion 42. Thus, it is possible to obtain the solid electrolyte body 100 having the recessed portion 102b that opens.
なお、固体電解質体100及び個々の固体電解質シート110、120、130は、固体電解質体の構成材料をバインダ(例えば、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴムなど)及び溶媒(N−メチルピロリドン、水など)で混練したスラリーをスクリーン印刷やドクターブレード法で必要とする厚みにキャリアシートに塗布した後、キャリアシートを除去することにより形成することができる。焼成のタイミングは、固体電解質と正極/負極活物質とのマッチング、具体的には焼成温度や焼成収縮率との関係で適宜決定される。一つの例としては、固体電解質シート110、120、130を積層した後に焼成を行い、その後、正極及び負極を形成すればよい。これによれば、固体電解質と正極/負極活物質との組み合わせにおいて焼成温度等を揃える必要が無いため、組み合わせの選択肢が広がるほか、正極/負極活物質を充填する際に、正極/負極活物質のスラリーに含まれる溶剤等により、固体電解質の圧着部分が剥がれるのを防ぐことができる。 The solid electrolyte body 100 and the individual solid electrolyte sheets 110, 120, and 130 are made of a constituent material of the solid electrolyte body such as a binder (for example, polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber) and a solvent (N-methylpyrrolidone, water, etc.). After the slurry kneaded in (1) is applied to a carrier sheet to a thickness required by screen printing or a doctor blade method, it can be formed by removing the carrier sheet. The timing of firing is appropriately determined depending on the matching between the solid electrolyte and the positive electrode / negative electrode active material, specifically, the relationship between the firing temperature and the firing shrinkage rate. As an example, the solid electrolyte sheets 110, 120, and 130 may be stacked and then fired, and then the positive electrode and the negative electrode may be formed. According to this, since it is not necessary to prepare the firing temperature in the combination of the solid electrolyte and the positive electrode / negative electrode active material, the options for the combination are widened, and when the positive electrode / negative electrode active material is filled, the positive electrode / negative electrode active material is expanded. The solvent or the like contained in the slurry can prevent the pressure-bonded portion of the solid electrolyte from peeling off.
(正極及び負極の形成工程)
次に、固体電解質体100の凹部102a、102bに千鳥状又は交互に正極活物質及び負極活物質を供給する。これら活物質はスラリー等の形態で供給されるが、供給にあたっては、ディッピング、吐出、注入、各種の印刷手法など適宜選択して用いることができる。図4には、固体電解質体100の凹部102a、102bにそれぞれ正極活物質及び負極活物質を供給して充填した状態を示す。
(Formation process of positive electrode and negative electrode)
Next, a positive electrode active material and a negative electrode active material are supplied to the recesses 102a and 102b of the solid electrolyte body 100 in a staggered manner or alternately. These active materials are supplied in the form of a slurry or the like, and can be used by appropriately selecting dipping, discharging, injection, various printing methods, and the like. FIG. 4 shows a state in which the positive electrode active material and the negative electrode active material are supplied and filled in the recesses 102a and 102b of the solid electrolyte body 100, respectively.
さらに、固体電解質体100に対して正極層140及び負極層150を形成する。図5に示すように、凹部102aが開口する固体電解質体100の表面に、正極活物質のグリーンシートを積層するか正極活物質を印刷等することで正極層140を形成する。また、孔部102bが開口する固体電解質体100の表面には、負極活物質のグリーンシートを積層するか負極活物質を印刷等することにより負極層150を形成する。なお、孔部102a、102bへの活物質の供給ステップと同時に正極層140又は負極層150の形成工程を印刷等により同時に実施することも可能である。これにより、電池ユニット80を得ることができる。 Further, the positive electrode layer 140 and the negative electrode layer 150 are formed on the solid electrolyte body 100. As shown in FIG. 5, a positive electrode layer 140 is formed by laminating a green sheet of a positive electrode active material or printing a positive electrode active material on the surface of the solid electrolyte body 100 where the recess 102 a is opened. Further, the negative electrode layer 150 is formed on the surface of the solid electrolyte body 100 where the hole 102b is opened by laminating a green sheet of a negative electrode active material or printing the negative electrode active material. Note that the positive electrode layer 140 or the negative electrode layer 150 can be simultaneously formed by printing or the like simultaneously with the step of supplying the active material to the holes 102a and 102b. Thereby, the battery unit 80 can be obtained.
(集電体の形成工程)
さらに、図6に示すように、正極集電体層170及び負極集電体層180を、正極層140及び負極層150のそれぞれに集電体シートを積層したり印刷等したりすることにより形成する。これにより、電池10を得ることができる。
(Current collector formation process)
Further, as shown in FIG. 6, the positive electrode current collector layer 170 and the negative electrode current collector layer 180 are formed by laminating or printing a current collector sheet on each of the positive electrode layer 140 and the negative electrode layer 150. To do. Thereby, the battery 10 can be obtained.
上記した製造工程において、焼成可能な各材料を用いた場合には、固体電解質体100を形成した後、あるいは正極及び/又は負極を形成した後及び集電体層170、180を形成した後の各ステップで焼成してもよいし、特に、共焼成可能な材料の場合には2種類以上の材料層を同時に焼成してもよいし、集電体層170、180の形成後に最終的に焼成してもよい。なお、各層の積層は、適宜熱圧着して行うこともできる。焼成条件は、焼成させる材料の種類に応じて適宜設定することができる。 In the manufacturing process described above, when each material that can be fired is used, after forming the solid electrolyte body 100, or after forming the positive electrode and / or the negative electrode, and after forming the current collector layers 170 and 180, It may be fired at each step. In particular, in the case of a material that can be cofired, two or more types of material layers may be fired simultaneously, or finally fired after the current collector layers 170 and 180 are formed. May be. In addition, lamination | stacking of each layer can also be performed by thermocompression bonding suitably. Firing conditions can be appropriately set according to the type of material to be fired.
また、こうして得られた電池ユニット80を積層することで、図2等に示す各種形態の積層型全固体蓄電素子を得ることができる。 Further, by stacking the battery units 80 thus obtained, various types of stacked all solid state power storage elements shown in FIG. 2 and the like can be obtained.
最終的に充放電可能な全固体蓄電素子を得るには、正極集電体170及び負極集電体180に接続するそれぞれの外部電極の金属端子を導電性ペーストなどでそれぞれ接合して乾燥した後、樹脂コーティングによる外装をディッピングなどでコーティングして硬化させればよい。 In order to finally obtain an all-solid-state energy storage device that can be charged and discharged, the metal terminals of the external electrodes connected to the positive electrode current collector 170 and the negative electrode current collector 180 are respectively bonded with a conductive paste and dried. It is sufficient to coat and harden the exterior by resin coating by dipping or the like.
以上説明した全固体蓄電素子の製造方法によれば、正極活物質及び負極活物質を供給して正極20及び負極40の少なくとも一部を形成可能な凹部を有する固体電解質体100をあらかじめ準備しておくことで、容易に正極20及び負極40が千鳥状又は交互に配列される配列構造を得ることができる。特に、各活物質の供給部位が凹部102a、102bに形成されているため、容易に活物質を供給し充填できるようになっている。また、この製造方法によれば、予め形成された凹部102a、102bに活物質を供給するだけで容易にかつ精度よい凸状の正極部分と負極部分とを形成できる。この結果、千鳥状又は交互の配列構造を有する電極群であっても容易に製造できる。 According to the method for manufacturing an all-solid-state energy storage device described above, a solid electrolyte body 100 having a recess capable of supplying at least a part of the positive electrode 20 and the negative electrode 40 by supplying a positive electrode active material and a negative electrode active material is prepared in advance. Thus, it is possible to easily obtain an arrangement structure in which the positive electrode 20 and the negative electrode 40 are staggered or alternately arranged. In particular, since the active material supply sites are formed in the recesses 102a and 102b, the active material can be easily supplied and filled. In addition, according to this manufacturing method, the convex positive electrode portion and the negative electrode portion can be easily and accurately formed simply by supplying the active material to the recesses 102a and 102b formed in advance. As a result, even an electrode group having a staggered or alternating arrangement structure can be easily manufactured.
なお、本実施形態では、凹部102a、102bを有する固体電解質体100を予め準備してこれらの凹部102a、102bに活物質を充填することにより千鳥状又は交互の電極配列構造を得たが、これに限定するものではない。例えば、図7に示すように、図3に示した第1〜第3の固体電解質シート110、120、130の孔部112、122、132にそれぞれ所定の配列構造が得られるように活物質を供給し充填し、その後これらの固体電解質体シート110、120、130を積層し一体化してもよい。 In this embodiment, the solid electrolyte body 100 having the recesses 102a and 102b is prepared in advance, and the recesses 102a and 102b are filled with the active material to obtain a staggered or alternating electrode arrangement structure. It is not limited to. For example, as shown in FIG. 7, the active material is added so that a predetermined arrangement structure is obtained in the holes 112, 122, 132 of the first to third solid electrolyte sheets 110, 120, 130 shown in FIG. After supplying and filling, these solid electrolyte sheet 110, 120, 130 may be laminated and integrated.
(第2の実施形態)
第2の実施形態は、第1の実施形態の変形例である。以下、第1の実施形態と同一の部材については同一の符号を用いて説明する。本実施形態の全固体蓄電素子210において、正極220の少なくとも一部と負極240の少なくとも一部とが千鳥状でなく単に交互となる電極配列構造を有している。こうした電極配列構造の一例を図8に示す。図8に例示する配列構造では、固体電解質体60内においてそれぞれバンド状の正極部分222と負極部分242とが交互にかつ互いに並行となるように配列されている。こうすることで、全固体蓄電素子210において、積層方向に直交する方向においても電池を構成させることができる。さらに、第1の実施形態と同様に、正極部分222及び負極部分242による交互配列構造部分に一体化されて対向状に配置される正極層224及び負極層244を有することもできる。この場合には、これらの正極層222及び負極層242との間においても電池を構成させることができる。
(Second Embodiment)
The second embodiment is a modification of the first embodiment. Hereinafter, the same members as those in the first embodiment will be described using the same reference numerals. The all-solid-state energy storage device 210 of the present embodiment has an electrode arrangement structure in which at least a part of the positive electrode 220 and at least a part of the negative electrode 240 are not staggered but simply alternate. An example of such an electrode arrangement structure is shown in FIG. In the arrangement structure illustrated in FIG. 8, the band-like positive electrode portions 222 and the negative electrode portions 242 are alternately arranged in the solid electrolyte body 60 so as to be parallel to each other. In this way, in all solid state power storage element 210, a battery can be configured in a direction orthogonal to the stacking direction. Further, similarly to the first embodiment, the positive electrode layer 224 and the negative electrode layer 244 may be provided so as to be integrated with the alternately arranged structure portion of the positive electrode portion 222 and the negative electrode portion 242 and arranged in an opposing manner. In this case, a battery can be formed between the positive electrode layer 222 and the negative electrode layer 242.
また、正極部分222と負極部分242とを固体電解質体60内において交互に配列させる場合、図8(b)に示すように、バンド状の正極部分222の一方の端部を固体電解質体60の一方の側面aにおいて露出させるとともに他方の端部は固体電解質体60により封止し、バンド状の負極部分242の一端を固体電解質体60の前記一方の側面の反対の側面bにおいて露出させて他方の端部を固体電解質体60による封止するようにすることが好ましい。こうすることで、図9(a)に示すように、一方の側面aに正極集電体30を配し、他方の側面bに負極集電体50を配することで、側方からの集電が可能となる。また、こうした配列構造の場合には、正極層224及び負極層244を省略することもできる(図9(b)の中間層参照)。 When the positive electrode portions 222 and the negative electrode portions 242 are alternately arranged in the solid electrolyte body 60, one end of the band-shaped positive electrode portion 222 is connected to the solid electrolyte body 60 as shown in FIG. One side a is exposed and the other end is sealed with the solid electrolyte body 60, and one end of the band-shaped negative electrode portion 242 is exposed on the side b opposite to the one side of the solid electrolyte body 60. It is preferable to seal the end of the solid electrolyte body 60. In this way, as shown in FIG. 9 (a), the positive electrode current collector 30 is arranged on one side surface a, and the negative electrode current collector 50 is arranged on the other side surface b, thereby collecting from the side. Electricity is possible. In the case of such an array structure, the positive electrode layer 224 and the negative electrode layer 244 can be omitted (see the intermediate layer in FIG. 9B).
また、図9(b)に示すように、積層型全固体蓄電素子を構成したときに、積層方向にも正極部分222と負極部分242とが交互となるよう積層することで、側面に集電体を配して内部の集電体や最上下層の集電体や電極を省略することができることから、コンパクトな積層構造とすることができる。さらに、図9(b)に示す形態においては、積層方向において正極部分242及び負極部分244が千鳥状に配列された構造となっており、この結果、充放電時における内部応力を緩和することができる。 In addition, as shown in FIG. 9B, when a stacked type all-solid-state energy storage device is configured, current is collected on the side surface by stacking positive electrode portions 222 and negative electrode portions 242 alternately in the stacking direction. Since the internal current collector, the uppermost current collector and the electrode can be omitted by arranging the body, a compact laminated structure can be obtained. Furthermore, in the form shown in FIG. 9B, the positive electrode portion 242 and the negative electrode portion 244 are arranged in a staggered manner in the stacking direction, and as a result, the internal stress during charge / discharge can be relieved. it can.
なお、本実施形態における正極220及び負極240並びに正極部分242及び負極部分244の態様について、上記した電極配列構造以外の態様について、第1の実施形態で説明した各種態様を適用することができる。 In addition, about the aspects of the positive electrode 220 and the negative electrode 240 and the positive electrode part 242 and the negative electrode part 244 in this embodiment, the various aspects described in the first embodiment can be applied to aspects other than the electrode arrangement structure described above.
次に、本実施形態の全固体蓄電素子の製造方法の一例を、図9(b)に示す積層型全固体蓄電素子の製造例を挙げて説明する。 Next, an example of the manufacturing method of the all-solid-state energy storage device of this embodiment will be described with reference to an example of manufacturing the stacked-type all-solid energy storage device shown in FIG.
(固体電解質体の準備工程)
まず、固体電解質体300を準備する。本実施形態では、図10に示すように、バンド状の正極部分222及び負極部分242を供給可能に対向する側面にそれぞれ開口する凹部302a、302bを有する固体電解質体300を準備する。こうした固体電解質体300は、第1の実施形態と同様、固体電解質シートの積層や切削、穴あけ加工等又はスクリーン印刷により得ることができる。
(Preparation process of solid electrolyte body)
First, the solid electrolyte body 300 is prepared. In the present embodiment, as shown in FIG. 10, a solid electrolyte body 300 having recesses 302 a and 302 b that open to the side surfaces facing each other so as to be able to supply the band-shaped positive electrode portion 222 and the negative electrode portion 242 is prepared. Similar to the first embodiment, such a solid electrolyte body 300 can be obtained by stacking, cutting, drilling, or the like of a solid electrolyte sheet or screen printing.
(正極及び負極の形成工程)
次に、固体電解質体300の孔部302に積層方向に正極部分222と負極部分242とが交互になるように、また、積層方向に直交する方向においても正極部分222と負極部分242とが交互になるように、活物質を供給し充填することができる。図11には、固体電解質体300の凹部302a、302bにそれぞれ正極活物質又は負極活物質を供給して充填した状態を示す。
(Formation process of positive electrode and negative electrode)
Next, the positive electrode portion 222 and the negative electrode portion 242 are alternately arranged in the hole 302 of the solid electrolyte body 300 so that the positive electrode portion 222 and the negative electrode portion 242 are alternately arranged in the stacking direction. The active material can be supplied and filled so that FIG. 11 shows a state in which the positive electrode active material or the negative electrode active material is supplied and filled in the recesses 302a and 302b of the solid electrolyte body 300, respectively.
(集電体の形成工程)
さらに、図12に示すように、固体電解質体300の上下面に所定の活物質層を形成した上で所定の集電体層をそれぞれ形成し、さらに正極部分222及び負極部分242がそれぞれ露出される側面にも集電体層を形成する。最終的に充放電可能な全固体蓄電素子を得るには、さらに、第1の実施形態と同様、集電体に接続するそれぞれの外部電極の金属端子を導電性ペーストなどでそれぞれ接合して乾燥した後、樹脂コーティングによる外装をディッピングなどでコーティングして硬化させればよい。
(Current collector formation process)
Further, as shown in FIG. 12, a predetermined active material layer is formed on the upper and lower surfaces of the solid electrolyte body 300, a predetermined current collector layer is formed, and the positive electrode portion 222 and the negative electrode portion 242 are respectively exposed. A current collector layer is also formed on the side surface. In order to finally obtain an all-solid-state power storage device that can be charged and discharged, as in the first embodiment, the metal terminals of the external electrodes connected to the current collector are bonded to each other with a conductive paste and dried. After that, the exterior by resin coating may be coated and hardened by dipping or the like.
なお、本実施形態の全固体蓄電素子の製造方法は上記した製造例に限定されるものではなく、各工程内における処理や工程内における処理順序及び工程の順序などについて適宜変更を加えることができる。例えば、固体電解質と正極/活物質とが共焼可能な場合は、全ての層をスクリーン印刷法やシート積層法により積み上げた後に焼成を行ってもよい。 In addition, the manufacturing method of the all-solid-state electricity storage element of this embodiment is not limited to the above-described manufacturing example, and it is possible to appropriately change the processing in each process, the processing order in the process, the order of the processes, and the like. . For example, when the solid electrolyte and the positive electrode / active material can be co-fired, firing may be performed after all layers are stacked by a screen printing method or a sheet lamination method.
(第3の実施形態)
本実施形態の全固体蓄電素子310は、固体電解質体60内において配列構造を形成する正極320及び/又は負極340の少なくとも一部に中空部を有することができる。図13にこうした電極構造の一例を示す。なお、以下の説明において、第1の実施形態と共通する部材については同一の符号を用いて説明するものとする。本実施形態における電極配列構造は、固体電解質体60内に配置される、正極320の一部であって固体電解質体60側に突出される正極部分322と負極340の一部であって固体電解質体60側に突出される負極部分342とから構成されている。
(Third embodiment)
The all-solid-state power storage element 310 of the present embodiment can have a hollow portion in at least a part of the positive electrode 320 and / or the negative electrode 340 that form an array structure in the solid electrolyte body 60. FIG. 13 shows an example of such an electrode structure. In the following description, members common to the first embodiment will be described using the same reference numerals. The electrode arrangement structure in the present embodiment is a part of the positive electrode 320 disposed in the solid electrolyte body 60 and is a part of the positive electrode portion 322 and the negative electrode 340 protruding to the solid electrolyte body 60 side. It is comprised from the negative electrode part 342 protruded to the body 60 side.
本実施形態においては、こうした正極部分322及び負極部分342の内部にそれぞれ中空部330、350を備えることができる。配列される正極部分322及び負極部分342が有する中空部330、350は、固体電解質体60や集電体30、50などの隣接する他の層と連通するものであってもよいし、電極320、340内の閉鎖された空間であってもよい。中空部330、350が他の層と連通する場合、電極320、340は、筒体状や底部を有する容器状などの形態を取ることができる。また、こうした電極320,340を構成する電極活物質が薄い場合には中空部330、350を有するというよりも外皮状体といえる場合もある。全固体蓄電素子310が、このように中空状又は外皮状の電極320、340を配列構造に有することで、全固体蓄電素子310の単位重量あたりの出力を向上させることができる。なお、正極320や負極340を中空状又は外皮状とする場合においても、第1の実施形態及び第2の実施形態において説明した電極の各種態様を適用することができる。例えば、電極の外部形状や輪郭形状としては、第1の実施形態で説明した電極形状のいずれの態様も採ることができるし、第2の実施形態で説明したバンド状の態様も採ることができる。電極の配列構造についても、第1の実施形態で説明したいずれの態様も採ることができるし、第2の実施形態で説明した態様を採ることもできる。さらに、それぞれの実施形態で説明した積層形態を採ることもできる。 In the present embodiment, hollow portions 330 and 350 can be provided inside the positive electrode portion 322 and the negative electrode portion 342, respectively. The hollow portions 330 and 350 of the positive electrode portion 322 and the negative electrode portion 342 that are arranged may communicate with other adjacent layers such as the solid electrolyte body 60 and the current collectors 30 and 50, or the electrode 320. 340 may be a closed space within 340. When the hollow portions 330 and 350 communicate with other layers, the electrodes 320 and 340 may take a cylindrical shape or a container shape having a bottom portion. Moreover, when the electrode active material which comprises such electrodes 320 and 340 is thin, it may be said that it is a skin-like body rather than having the hollow parts 330 and 350. Since the all-solid-state energy storage device 310 has the hollow or skin-shaped electrodes 320 and 340 in the arrangement structure as described above, the output per unit weight of the all-solid-state energy storage device 310 can be improved. In addition, also when making the positive electrode 320 and the negative electrode 340 hollow or outer-shell shape, the various aspects of the electrode demonstrated in 1st Embodiment and 2nd Embodiment are applicable. For example, as the external shape or contour shape of the electrode, any of the electrode shapes described in the first embodiment can be adopted, and the band-like aspect described in the second embodiment can also be adopted. . Regarding the arrangement structure of the electrodes, any of the aspects described in the first embodiment can be employed, and the aspect described in the second embodiment can also be employed. Furthermore, the lamination | stacking form demonstrated by each embodiment can also be taken.
本実施形態の全固体蓄電素子310は、第1の実施形態の全固体蓄電素子の製造方法に準じて製造することができる。すなわち、前記した正極及び負極の形成工程において、固体電解質体100の凹部102に活物質を供給し充填するのに替えて、凹部102の内部に中空部が残存するように凹部102の内壁に活物質を塗布するなどして供給すればよい。 The all-solid-state electricity storage element 310 of this embodiment can be manufactured according to the manufacturing method of the all-solid-state electricity storage element of 1st Embodiment. That is, in the step of forming the positive electrode and the negative electrode described above, instead of supplying and filling the active material into the recess 102 of the solid electrolyte body 100, the active material is formed on the inner wall of the recess 102 so that the hollow portion remains inside the recess 102. What is necessary is just to apply | coat a substance and to supply.
なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく本発明の範囲内で実施できる。例えば、以上説明した実施形態においては、全固体蓄電素子の形状について平坦な層状電極及び電解質を積層した平面状の二次電池の例を示したが電池形状はこれに限定されない。例えば円柱型、ロッド型などであってもよい。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be carried out within the scope of the present invention. For example, in the embodiment described above, an example of a planar secondary battery in which a flat layered electrode and an electrolyte are stacked with respect to the shape of the all-solid-state power storage element has been described, but the battery shape is not limited thereto. For example, a cylindrical shape, a rod shape, or the like may be used.
また、本発明の特徴である千鳥状又は交互の配列構造は、全固体蓄電素子だけでなく他の用途にも応用可能である。応用例としては、正極/負極にリチウム金属や炭素材を用いることでキャパシタが挙げられる。ここで、第3の実施形態のように中空状又は外皮状を有する形態においては、液体の電解質を用いることができる。また、第3の実施形態においては、反応器としても応用可能であり、例えば燃料電池として応用できる。 Further, the staggered or alternating arrangement structure which is a feature of the present invention can be applied not only to the all-solid-state power storage element but also to other uses. As an application example, a capacitor can be mentioned by using lithium metal or carbon material for the positive electrode / negative electrode. Here, in a form having a hollow shape or a skin shape as in the third embodiment, a liquid electrolyte can be used. Moreover, in 3rd Embodiment, it is applicable also as a reactor, for example, it can apply as a fuel cell.
10、210、310 全固体蓄電素子、20、220、320 正極、22、222、322 正極部分、24、224 正極層、40、240、340 負極、42、242、342 負極部分、44、244 負極層、30 正極集電体、50 負極集電体、60、100、300 固体電解質体、70 電極−固体電解質体層、80 ユニット、102a、102b 凹部、110、120、130 固体電解質シート、112、122、132 孔部、140 正極層、150 負極層、170 正極集電体層、180 負極集電体層、330、350 中空部。 10, 210, 310 All-solid-state power storage element, 20, 220, 320 Positive electrode, 22, 222, 322 Positive electrode portion, 24, 224 Positive electrode layer, 40, 240, 340 Negative electrode, 42, 242, 342 Negative electrode portion, 44, 244 Negative electrode Layer, 30 positive electrode current collector, 50 negative electrode current collector, 60, 100, 300 solid electrolyte body, 70 electrode-solid electrolyte body layer, 80 units, 102a, 102b recess, 110, 120, 130 solid electrolyte sheet, 112, 122, 132 hole part, 140 positive electrode layer, 150 negative electrode layer, 170 positive electrode current collector layer, 180 negative electrode current collector layer, 330, 350 hollow part.
Claims (8)
負極活物質を有する負極と、
前記正極と前記負極とに接触するゲル状の固体電解質体と、
を有する1又は2以上のユニットを備え、
少なくとも一つの前記ユニット内の固体電解質体において、前記正極の少なくとも一部及び前記負極の少なくとも一部による千鳥状又は交互の配列構造を有する、全固体蓄電素子。 A positive electrode having a positive electrode active material;
A negative electrode having a negative electrode active material;
A gel-like solid electrolyte body in contact with the positive electrode and the negative electrode;
Comprising one or more units having
The all-solid-state electricity storage element which has a staggered or alternating arrangement | sequence structure by the at least one part of the said positive electrode and the at least one part of the said negative electrode in the solid electrolyte body in at least one said unit.
前記負極は、前記配列構造を形成する複数個の負極部分と層状の負極層とを備え、
前記正極層と前記負極層とは前記固体電解質体を介して対向状に配置されている、請求項1に記載の全固体蓄電素子。 The positive electrode includes a plurality of positive electrode portions and a layered positive electrode layer forming the array structure,
The negative electrode includes a plurality of negative electrode portions and a layered negative electrode layer forming the array structure,
The all-solid-state energy storage device according to claim 1, wherein the positive electrode layer and the negative electrode layer are disposed to face each other with the solid electrolyte body interposed therebetween.
前記固体電解質体において配列構造を形成する正極部分及び負極部分は、積層方向において千鳥状又は交互の配列構造を備える、請求項1〜6のいずれかに記載の全固体蓄電素子。 The all-solid-state energy storage device includes a laminated structure in which two or more units are laminated,
7. The all-solid-state energy storage device according to claim 1, wherein the positive electrode portion and the negative electrode portion that form an array structure in the solid electrolyte body have a staggered or alternating array structure in the stacking direction.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006229809A JP4970875B2 (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | All-solid-state energy storage device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006229809A JP4970875B2 (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | All-solid-state energy storage device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008053125A true JP2008053125A (en) | 2008-03-06 |
JP4970875B2 JP4970875B2 (en) | 2012-07-11 |
Family
ID=39236957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006229809A Expired - Fee Related JP4970875B2 (en) | 2006-08-25 | 2006-08-25 | All-solid-state energy storage device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4970875B2 (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007227362A (en) * | 2006-01-27 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method for producing solid-state battery |
CN102035015A (en) * | 2009-09-24 | 2011-04-27 | 大日本网屏制造株式会社 | Battery manufacturing method and battery |
JP2011204511A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Kyocera Corp | All-solid state lithium ion secondary battery |
JP2012064487A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Method for manufacturing battery, battery, vehicle, and electronic device |
JP2012074203A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Lithium ion secondary battery, vehicle, electronic apparatus, and method for manufacturing lithium ion secondary battery |
WO2012077707A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 財団法人三重県産業支援センター | Method of manufacturing lithium rechargeable battery, method of manufacturing stacked battery, and method of manufacturing complex |
JP2012243567A (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Hitachi Ltd | Lithium ion battery |
KR20150048850A (en) * | 2012-08-28 | 2015-05-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Solid state battery fabrication |
KR101735251B1 (en) | 2016-12-26 | 2017-05-12 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and method for manufacturing the same |
KR101750145B1 (en) * | 2013-12-26 | 2017-06-22 | 도요타 지도샤(주) | Method for producing all-solid-state battery, and all-solid-state battery |
WO2018154925A1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 株式会社村田製作所 | All-solid-state power storage element laminated body and battery |
CN110249472A (en) * | 2017-02-23 | 2019-09-17 | 株式会社村田制作所 | Condenser plate and battery |
WO2021117827A1 (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 株式会社村田製作所 | Solid-state battery |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003092142A (en) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Sony Corp | Nonaqueous electrolyte battery and its manufacturing method |
JP2003197262A (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Hitachi Chem Co Ltd | Polyelectrolyte and battery using the same |
JP2005149891A (en) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | Bipolar battery and packed battery using the same |
JP2006100280A (en) * | 2000-10-20 | 2006-04-13 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | Reticulated and controlled porosity battery structure |
JP2006147210A (en) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | Secondary battery and production method therefor |
JP2006261008A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Toshiba Corp | Inorganic solid electrolyte battery and manufacturing method of the same |
JP2007080812A (en) * | 2005-08-18 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Full solid lithium secondary battery and method of manufacturing same |
JP2007115661A (en) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Thin film lithium cell |
-
2006
- 2006-08-25 JP JP2006229809A patent/JP4970875B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006100280A (en) * | 2000-10-20 | 2006-04-13 | Massachusetts Inst Of Technol <Mit> | Reticulated and controlled porosity battery structure |
JP2003092142A (en) * | 2001-09-18 | 2003-03-28 | Sony Corp | Nonaqueous electrolyte battery and its manufacturing method |
JP2003197262A (en) * | 2001-12-26 | 2003-07-11 | Hitachi Chem Co Ltd | Polyelectrolyte and battery using the same |
JP2005149891A (en) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Nissan Motor Co Ltd | Bipolar battery and packed battery using the same |
JP2006147210A (en) * | 2004-11-17 | 2006-06-08 | Hitachi Ltd | Secondary battery and production method therefor |
JP2006261008A (en) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Toshiba Corp | Inorganic solid electrolyte battery and manufacturing method of the same |
JP2007080812A (en) * | 2005-08-18 | 2007-03-29 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Full solid lithium secondary battery and method of manufacturing same |
JP2007115661A (en) * | 2005-09-21 | 2007-05-10 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Thin film lithium cell |
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007227362A (en) * | 2006-01-27 | 2007-09-06 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Method for producing solid-state battery |
CN102035015A (en) * | 2009-09-24 | 2011-04-27 | 大日本网屏制造株式会社 | Battery manufacturing method and battery |
CN102035015B (en) * | 2009-09-24 | 2013-11-20 | 大日本网屏制造株式会社 | Battery manufacturing method and battery |
JP2011204511A (en) * | 2010-03-26 | 2011-10-13 | Kyocera Corp | All-solid state lithium ion secondary battery |
JP2012064487A (en) * | 2010-09-17 | 2012-03-29 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Method for manufacturing battery, battery, vehicle, and electronic device |
JP2012074203A (en) * | 2010-09-28 | 2012-04-12 | Dainippon Screen Mfg Co Ltd | Lithium ion secondary battery, vehicle, electronic apparatus, and method for manufacturing lithium ion secondary battery |
US8999587B2 (en) | 2010-09-28 | 2015-04-07 | SCREEN Holdings Co., Ltd. | Lithium-ion secondary battery, vehicle, electronic device and manufacturing method of lithium-ion secondary battery |
US9039789B2 (en) | 2010-12-08 | 2015-05-26 | Mie Industry And Enterprise Support Center | Method for manufacturing lithium secondary battery, method for manufacturing stacked battery, and method for manufacturing composite body |
WO2012077707A1 (en) * | 2010-12-08 | 2012-06-14 | 財団法人三重県産業支援センター | Method of manufacturing lithium rechargeable battery, method of manufacturing stacked battery, and method of manufacturing complex |
JP5554400B2 (en) * | 2010-12-08 | 2014-07-23 | 公益財団法人三重県産業支援センター | Method for producing lithium secondary battery and method for producing laminated battery |
JP2012243567A (en) * | 2011-05-19 | 2012-12-10 | Hitachi Ltd | Lithium ion battery |
KR20150048850A (en) * | 2012-08-28 | 2015-05-07 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Solid state battery fabrication |
KR102133786B1 (en) * | 2012-08-28 | 2020-07-14 | 어플라이드 머티어리얼스, 인코포레이티드 | Solid state battery fabrication |
KR101750145B1 (en) * | 2013-12-26 | 2017-06-22 | 도요타 지도샤(주) | Method for producing all-solid-state battery, and all-solid-state battery |
KR101735251B1 (en) | 2016-12-26 | 2017-05-12 | 주식회사 엘지화학 | Secondary battery and method for manufacturing the same |
WO2018154925A1 (en) * | 2017-02-23 | 2018-08-30 | 株式会社村田製作所 | All-solid-state power storage element laminated body and battery |
CN110249472A (en) * | 2017-02-23 | 2019-09-17 | 株式会社村田制作所 | Condenser plate and battery |
JPWO2018154925A1 (en) * | 2017-02-23 | 2019-11-07 | 株式会社村田製作所 | All-solid electricity storage element laminate and battery |
US11594762B2 (en) | 2017-02-23 | 2023-02-28 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | All solid storage element laminate and battery |
CN110249472B (en) * | 2017-02-23 | 2023-07-21 | 株式会社村田制作所 | Power storage plate and battery |
WO2021117827A1 (en) * | 2019-12-11 | 2021-06-17 | 株式会社村田製作所 | Solid-state battery |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4970875B2 (en) | 2012-07-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4970875B2 (en) | All-solid-state energy storage device | |
JP2008078119A (en) | Totally solid storage element | |
JP4352016B2 (en) | Inorganic solid electrolyte battery and method for producing inorganic solid electrolyte battery | |
US8383262B2 (en) | Stacking-type secondary battery providing two or more operation voltages | |
WO2019181909A1 (en) | All-solid-state battery | |
JP4293501B2 (en) | Electrochemical devices | |
US20130149593A1 (en) | Layered solid-state battery | |
US20110281152A1 (en) | Lithium-ion battery pack | |
JP2006107812A (en) | Secondary battery and manufacturing method of secondary battery | |
KR101617423B1 (en) | Hybrid Electrode Assembly of Stair-like Structure | |
US9601809B2 (en) | Lithium secondary battery | |
WO2014002532A1 (en) | Secondary cell | |
CN111554863A (en) | All-solid-state battery laminate | |
JP5661550B2 (en) | Secondary battery unit and assembled secondary battery | |
US20180190992A1 (en) | Electrochemical accumulator, with planar architecture obtained in part by printing | |
US10381627B2 (en) | Battery structure and method of manufacturing the same | |
WO2014050569A1 (en) | Positive electrode for lithium ion secondary batteries and lithium ion secondary battery using same | |
WO2020111166A1 (en) | All-solid battery | |
KR101775565B1 (en) | Electrode Assembly Comprising Single Anode Sheet | |
JP4252821B2 (en) | Electrochemical element | |
WO2011064862A1 (en) | Solid state battery module | |
JP4422968B2 (en) | Electrochemical element | |
JP4594598B2 (en) | Electrochemical element | |
KR102083296B1 (en) | Method of Preparing Battery Cell Comprising Electrode Having Hole | |
JP4594591B2 (en) | Electrochemical element |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090522 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111014 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111101 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111227 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120403 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120405 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150413 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |