全固体电池及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够获得内部电极与外部电极的良好的导通的全固体电池及其制造方法。全固体电池的特征在于，包括：具有大致长方体形状的层叠片，其中，包含固体电解质的多个固体电解质层和包含电极活性物质的多个内部电极交替地层叠，多个所述内部电极交替地露出在层叠方向端的2面以外的2侧面；和以与所述2侧面接触的方式形成的、包含固体电解质的1对外部电极。极。极。

【技术实现步骤摘要】
全固体电池及其制造方法


[0001]本专利技术涉及全固体电池及其制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，二次电池在各个领域被使用。使用电解液的二次电池存在电解液的漏液等问题。因此，进行了具有固体电解质、并且其它的构成要素也由固体构成的全固体电池的开发。
[0003]在这样的全固体电池的领域，为了实现高能量密度，提出了一种层叠型全固体电池，其包括层叠体，该层叠体是通过将由正极、固体电解质和负极构成的电池单元(也称为单电池)层叠2组以上并进行一体化而得到的(例如，参照专利文献1、2)。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1：日本特开2007
‑
80812号公报
[0007]专利文献2：国际公开第2018/181379号

技术实现思路

[0008]专利技术要解决的技术问题
[0009]在层叠型全固体电池中，将内部电极与外部电极电连接来使用。为了表现出全固体电池的特性，要求在内部电极与外部电极之间实现良好的电导通。在专利文献1的技术中，混合有玻璃料作为增稠剂，因此，在形成外部电极时有可能发生相互扩散反应。因此，有可能无法获得良好的导通。在专利文献2中，没有公开用于获得良好的导通的方法。
[0010]本专利技术是鉴于上述技术问题而做出的，其目的在于提供能够获得内部电极与外部电极的良好的导通的全固体电池及其制造方法。
[0011]用于解决技术问题的手段
[0012]本专利技术的全固体电池的特征在于，包括：具有大致长方体形状的层叠片，其中，包含固体电解质的多个固体电解质层和包含电极活性物质的多个内部电极交替地层叠，多个所述内部电极交替地露出在层叠方向端的2面以外的2侧面；和以与所述2侧面接触的方式形成的、包含固体电解质的1对外部电极。
[0013]在上述全固体电池中，可以是：所述外部电极中包含的所述固体电解质和所述固体电解质层中包含的所述固体电解质具有相同的晶体结构。
[0014]在上述全固体电池中，可以是：所述外部电极中包含的所述固体电解质和所述固体电解质层中包含的所述固体电解质具有NASICON型晶体结构。
[0015]在上述全固体电池中，可以是：所述外部电极包含碳材料、金属材料或合金作为导电性材料。
[0016]在上述全固体电池中，可以是：所述外部电极中包含的所述固体电解质，包含所述层叠片中包含的成分中的至少1种金属成分元素作为共同的金属成分元素，所述共同的金
属成分元素的浓度具有从所述层叠片内起向所述1对外部电极中的至少一个外部电极的内部去逐渐减小的梯度。
[0017]在上述全固体电池中，可以是：所述外部电极中包含的所述固体电解质，与所述固体电解质层包含的固体电解质具有1种以上的共同的金属成分元素。
[0018]在上述全固体电池中，可以是：所述1对外部电极中的至少一个外部电极的外侧表面的所述共同的金属成分元素的浓度，低于所述1对外部电极中的至少一个外部电极与所述层叠片的界面的所述共同的金属成分元素的浓度，在所述外侧表面设置有镀层。
[0019]本专利技术的全固体电池的制造方法的特征在于，包括：准备层叠体的准备工序，所述层叠体具有大致长方体形状，其中，包含固体电解质粉末的多个生片和包含电极活性物质的多个电极层用膏涂敷物交替地层叠，多个所述电极层用膏涂敷物交替地露出在层叠方向端的2面以外的2侧面；涂敷工序，在所述2侧面涂敷包含导电性材料和固体电解质粉末的外部电极用膏；和烧制工序，在所述涂敷工序后，对所述层叠体进行烧制。
[0020]本专利技术的全固体电池的另一个制造方法的特征在于，包括：准备层叠片的工序，所述层叠片具有大致长方体形状，其中，包含固体电解质的多个固体电解质层和包含电极活性物质的多个内部电极交替地层叠，多个所述内部电极交替地露出在层叠方向端的2面以外的2侧面；和在所述2侧面涂敷包含导电性材料和固体电解质粉末的外部电极用膏并进行烧结处理的工序。
[0021]专利技术效果
[0022]采用本专利技术，能够提供能够获得内部电极与外部电极的良好的导通的全固体电池及其制造方法。
附图说明
[0023]图1是表示全固体电池的基本结构的示意性截面图。
[0024]图2是实施方式的全固体电池的示意性截面图。
[0025]图3是另一个全固体电池的示意性截面图。
[0026]图4是又一个全固体电池的示意性截面图。
[0027]图5的(a)～(d)是对副材料进行说明的图。
[0028]图6是例示全固体电池的制造方法的流程的图。
[0029]图7是例示层叠工序的图。
[0030]图8是例示全固体电池的另一个制造方法的流程的图。
[0031]图9的(a)～(f)是对实施例7和比较例2、3进行说明的图。
[0032]附图标记说明
[0033]10第1内部电极，11第1内部电极层，12第1集电体层，20第2内部电极，21第2内部电极层，22第2集电体层，30固体电解质层，40a第1外部电极，40b第2外部电极，41a、41b镀层，51固体电解质生片，52内部电极用膏，53集电体用膏，54反图案，55覆盖片，56外部电极用膏，100、100a全固体电池。
具体实施方式
[0034]下面，参照附图对实施方式进行说明。
[0035](第1实施方式)
[0036]图1是表示全固体电池100的基本结构的示意性截面图。如图1中所例示的那样，全固体电池100具有固体电解质层30被第1内部电极10和第2内部电极20夹持的结构。第1内部电极10形成在固体电解质层30的第1主面上，具有第1内部电极层11和第1集电体层12层叠的结构，第1内部电极层11设置在固体电解质层30侧。第2内部电极20形成在固体电解质层30的第2主面上，具有第2内部电极层21和第2集电体层22层叠的结构，第2内部电极层21设置在固体电解质层30侧。
[0037]在将全固体电池100作为二次电池使用的情况下，将第1内部电极10和第2内部电极20中的一者作为正极使用，将另一者作为负极使用。在本实施方式中，作为一个例子，将第1内部电极10作为正极使用，将第2内部电极20作为负极使用。
[0038]固体电解质层30以具有离子传导性的固体电解质为主成分。固体电解质层30的固体电解质例如为具有锂离子传导性的氧化物类的固体电解质。该固体电解质例如为具有NASICON结构的磷酸盐类固体电解质。具有NASICON结构的磷酸盐类固体电解质，具有高导电率，并且具有在大气中稳定的性质。磷酸盐类固体电解质例如是含有锂的磷酸盐。该磷酸盐没有特别限定，例如可以列举与Ti的复合磷酸锂盐(例如，LiTi2(PO4)3)等。或者，也可以是将Ti的一部分或全部置换为Ge、Sn、Hf、Zr等4价的过渡金属。此外，也可以是为了使Li含量增加，而将Ti的一部分置换为Al、Ga、In、Y、La等3价的过渡金属。更具体而言，例如可以列本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固体电池，其特征在于，包括：具有大致长方体形状的层叠片，其中，包含固体电解质的多个固体电解质层和包含电极活性物质的多个内部电极交替地层叠，多个所述内部电极交替地露出在层叠方向端的2面以外的2侧面；和以与所述2侧面接触的方式形成的、包含固体电解质的1对外部电极。2.如权利要求1所述的全固体电池，其特征在于：所述外部电极中包含的所述固体电解质和所述固体电解质层中包含的所述固体电解质具有相同的晶体结构。3.如权利要求1或2所述的全固体电池，其特征在于：所述外部电极中包含的所述固体电解质和所述固体电解质层中包含的所述固体电解质具有NASICON型晶体结构。4.如权利要求1至3中任一项所述的全固体电池，其特征在于：所述外部电极包含碳材料、金属材料或合金作为导电性材料。5.如权利要求1至4中任一项所述的全固体电池，其特征在于：所述外部电极中包含的所述固体电解质，包含所述层叠片中包含的成分中的至少1种金属成分元素作为共同的金属成分元素，所述共同的金属成分元素的浓度具有从所述层叠片内起向所述1对外部电极中的至少一个外部电极的内部去逐渐减小的梯度。6.如权利要求5所述的全固体电池，其特征在于：所述外部电极中包含的所述固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：伊藤大悟，水野高太郎，
申请(专利权)人：太阳诱电株式会社，
类型：发明
国别省市：