[go: up one dir, main page]

JP2018206469A - All-solid secondary battery and method for producing all-solid secondary battery - Google Patents

All-solid secondary battery and method for producing all-solid secondary battery Download PDF

Info

Publication number
JP2018206469A
JP2018206469A JP2017106438A JP2017106438A JP2018206469A JP 2018206469 A JP2018206469 A JP 2018206469A JP 2017106438 A JP2017106438 A JP 2017106438A JP 2017106438 A JP2017106438 A JP 2017106438A JP 2018206469 A JP2018206469 A JP 2018206469A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
active material
electrode active
solid electrolyte
positive electrode
material layer
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
Application number
JP2017106438A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7075726B2 (en
Inventor
聡 藤木
Satoshi Fujiki
聡 藤木
好伸 山田
Yoshinobu Yamada
好伸 山田
友透 白土
Tomoyuki Shiratsuchi
友透 白土
相原 雄一
Yuichi Aihara
雄一 相原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Samsung Electronics Co Ltd
Original Assignee
Samsung Electronics Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Samsung Electronics Co Ltd filed Critical Samsung Electronics Co Ltd
Priority to JP2017106438A priority Critical patent/JP7075726B2/en
Priority to US15/990,898 priority patent/US10886515B2/en
Priority to KR1020180061192A priority patent/KR102566410B1/en
Publication of JP2018206469A publication Critical patent/JP2018206469A/en
Priority to US17/108,139 priority patent/US11799171B2/en
Priority to JP2022029863A priority patent/JP7337984B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7075726B2 publication Critical patent/JP7075726B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

【課題】負極活物質層に金属リチウムを含める場合に、短絡を発生しにくくすることが可能な、新規かつ改良された全固体二次電池及び全固体二次電池の製造方法を提供する。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、正極活物質層と、金属リチウムを含む負極活物質層と、正極活物質層及び負極活物質層の間に配置された固体電解質層と、を含み、正極活物質層と固体電解質層との界面の算術平均粗さRaが1.0μm以下であり、固体電解質層の密度比が80%以上であることを特徴とする、全固体二次電池が提供される。【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a new and improved all-solid-state secondary battery and a method for manufacturing an all-solid-state secondary battery capable of making a short circuit less likely to occur when metallic lithium is included in a negative electrode active material layer. In order to solve the above problems, according to one aspect of the present invention, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer containing metallic lithium, and a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer are provided. Characterized in that the arithmetic mean roughness Ra of the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is 1.0 μm or less, and the density ratio of the solid electrolyte layer is 80% or more. An all-solid secondary battery is provided. [Selection diagram] Figure 1

Description

本発明は、全固体二次電池及び全固体二次電池の製造方法に関する。   The present invention relates to an all-solid secondary battery and a method for producing an all-solid secondary battery.

近年、例えば特許文献1、2に開示されている全固体二次電池が注目されている。全固体二次電池は、正極活物質層、負極活物質層、及びこれらの活物質層の間に配置された固体電解質層を有する。全固体二次電池では、リチウムイオン(lithium ion)を伝導させる媒体が固体電解質となっている。   In recent years, for example, all-solid secondary batteries disclosed in Patent Documents 1 and 2 have attracted attention. The all solid state secondary battery includes a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer disposed between these active material layers. In an all-solid-state secondary battery, a medium that conducts lithium ions is a solid electrolyte.

このような全固体二次電池のエネルギー(energy)密度を高めるために、負極活物質として金属リチウム(lithium)を使用することが提案されている。負極活物質として金属リチウムを使用することで、全固体二次電池を薄型化しつつ、出力を高めることができるからである。   In order to increase the energy density of such an all-solid secondary battery, it has been proposed to use lithium metal as a negative electrode active material. This is because the use of metallic lithium as the negative electrode active material can increase the output while reducing the thickness of the all-solid-state secondary battery.

一方、全固体二次電池では、リチウムイオンを伝導させる媒体が固体電解質であるため、全固体二次電池を構成する粒子同士を密接させることで、電池特性を向上させることができる。さらに、全固体二次電池のエネルギー密度を高めるという観点から、固体電解質層の薄型化が望まれている。   On the other hand, in the all-solid secondary battery, since the medium that conducts lithium ions is a solid electrolyte, the battery characteristics can be improved by bringing particles constituting the all-solid secondary battery into close contact with each other. Furthermore, from the viewpoint of increasing the energy density of the all-solid secondary battery, it is desired to reduce the thickness of the solid electrolyte layer.

このため、全固体二次電池を作製する際には、正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層の積層体である電極積層体をプレス(press)することが多い。これにより、各層内及び層間で粒子同士を密接させることができる。さらに、固体電解質層を薄型化することができる。   For this reason, when producing an all-solid-state secondary battery, an electrode laminate that is a laminate of a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, and a negative electrode active material layer is often pressed. Thereby, particles can be brought into close contact within each layer and between layers. Furthermore, the solid electrolyte layer can be thinned.

特開2015−125872号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-125872 国際公開第2014/010042号International Publication No. 2014/010042

ところで、金属リチウムは非常に柔らかい。このため、負極活物質として金属リチウムを使用した場合に、以下の問題が生じる可能性があった。すなわち、固体電解質層の表面にひび割れ等の隙間が形成されている場合、電極積層体のプレス時に金属リチウムが隙間に侵入する。そして、この隙間が固体電解質層の表裏面に連通している場合、金属リチウムは正極活物質層に到達する場合があった。したがって、全固体二次電池が短絡する場合があった。また、隙間が表裏面に連通していない場合でも、隙間に侵入した金属リチウムと正極活物質層との距離は、他の箇所の金属リチウムと正極活物質層との距離よりも短くなる。したがって、充電時にこの箇所に電流が集中するため、短絡が生じる場合があった。   By the way, metallic lithium is very soft. For this reason, when metallic lithium is used as the negative electrode active material, the following problems may occur. That is, when a gap such as a crack is formed on the surface of the solid electrolyte layer, metallic lithium enters the gap when the electrode laminate is pressed. When this gap communicates with the front and back surfaces of the solid electrolyte layer, the metal lithium sometimes reaches the positive electrode active material layer. Therefore, the all solid state secondary battery may be short-circuited. Even when the gap does not communicate with the front and back surfaces, the distance between the metal lithium that has entered the gap and the positive electrode active material layer is shorter than the distance between the metal lithium at the other location and the positive electrode active material layer. Therefore, a short circuit may occur because current concentrates at this point during charging.

また、正極活物質層と固体電解質層との界面が荒れている場合に、以下の問題が生じる可能性があった。すなわち、正極活物質層の表面には、負極活物質層(すなわち、金属リチウム)側に突出している突出部分が形成される。したがって、充電時には、当該突出部分と負極活物質層との距離が正極活物質層の他の部分と負極活物質層との距離よりも短くなる。したがって、充電時にこの箇所に電流が集中するため、短絡が生じる場合があった。   Moreover, when the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is rough, the following problem may occur. That is, a protruding portion that protrudes toward the negative electrode active material layer (that is, metallic lithium) is formed on the surface of the positive electrode active material layer. Accordingly, during charging, the distance between the protruding portion and the negative electrode active material layer is shorter than the distance between the other portion of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. Therefore, a short circuit may occur because current concentrates at this point during charging.

このように、全固体二次電池の負極活物質として金属リチウムを使用した場合、短絡が生じる場合があった。   Thus, when metal lithium is used as the negative electrode active material of the all-solid secondary battery, a short circuit may occur.

そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、負極活物質層に金属リチウムを含める場合に、短絡を発生しにくくすることが可能な、新規かつ改良された全固体二次電池及び全固体二次電池の製造方法を提供することにある。   Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is a novel, which can make it difficult for a short circuit to occur when a negative electrode active material layer contains metallic lithium. And it is providing the manufacturing method of the all-solid-state secondary battery improved and the all-solid-state secondary battery.

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、正極活物質層と、金属リチウムを含む負極活物質層と、正極活物質層及び負極活物質層の間に配置された固体電解質層と、を含み、正極活物質層と固体電解質層との界面の算術平均粗さRaが1.0μm以下であり、固体電解質層の密度比が80%以上であることを特徴とする、全固体二次電池が提供される。   In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer containing metallic lithium, and a solid electrolyte disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer An arithmetic average roughness Ra of the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is 1.0 μm or less, and a density ratio of the solid electrolyte layer is 80% or more, A solid secondary battery is provided.

本観点によれば、正極活物質層と固体電解質層との界面の算術平均粗さRaが1.0μm以下となるので、全固体二次電池の充電時に電流が固体電解質層内でより均一に流れるようになる。この結果、金属リチウムが負極活物質層上により均一に析出するようになるので、短絡が生じにくくなる。さらに、固体電解質層の密度比が80%以上であるので、固体電解質層内の隙間が少なくなり、かつ小さくなる。したがって、短絡が生じにくくなる。   According to this aspect, since the arithmetic average roughness Ra of the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is 1.0 μm or less, the current becomes more uniform in the solid electrolyte layer when the all-solid secondary battery is charged. It begins to flow. As a result, metallic lithium is deposited more uniformly on the negative electrode active material layer, so that a short circuit is less likely to occur. Furthermore, since the density ratio of the solid electrolyte layer is 80% or more, the gap in the solid electrolyte layer is reduced and reduced. Therefore, a short circuit hardly occurs.

ここで、正極活物質層の密度比が60%以上であってもよい。   Here, the density ratio of the positive electrode active material layer may be 60% or more.

この観点によれば、全固体二次電池の電池特性がさらに向上する。   According to this viewpoint, the battery characteristics of the all-solid secondary battery are further improved.

また、正極活物質層と固体電解質層との界面の最大高さ粗さRzが4.5μm以下であってもよい。   Further, the maximum height roughness Rz of the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer may be 4.5 μm or less.

この観点によれば、全固体二次電池の充電時に電流が固体電解質層内でより均一に流れるようになる。この結果、金属リチウムが負極活物質層上により均一に析出するようになるので、短絡が生じにくくなる。   According to this aspect, the current flows more uniformly in the solid electrolyte layer when the all-solid secondary battery is charged. As a result, metallic lithium is deposited more uniformly on the negative electrode active material layer, so that a short circuit is less likely to occur.

また、固体電解質層の厚さが100μm以下であってもよい。   Further, the thickness of the solid electrolyte layer may be 100 μm or less.

この観点によれば、全固体二次電池のエネルギー密度が向上する。   According to this viewpoint, the energy density of the all solid state secondary battery is improved.

本発明の他の観点によれば、上記の全固体二次電池を製造する全固体二次電池の製造方法であって、正極活物質層を作製する正極活物質作製工程と、金属リチウムを含む負極活物質層を作製する負極活物質層作製工程と、固体電解質層を作製する固体電解質層作製工程と、正極活物質層及び固体電解質層を予備プレスする予備プレス工程と、予備プレス工程でプレスされた正極活物質層及び固体電解質層と、負極活物質層との積層体である電極積層体をプレスする本プレス工程と、を含み、予備プレス工程は、正極活物質層を固体電解質層に積層する前に、正極活物質層をプレスする正極活物質層プレス工程と、固体電解質層を負極活物質層に積層する前に、固体電解質層をプレスする固体電解質層プレス工程と、を含むことを特徴とする、全固体二次電池の製造方法が提供される。   According to another aspect of the present invention, there is provided a method for producing an all-solid secondary battery for producing the above all-solid secondary battery, comprising a positive electrode active material producing step for producing a positive electrode active material layer, and metallic lithium Press in negative electrode active material layer preparation process for preparing negative electrode active material layer, solid electrolyte layer preparation process for preparing solid electrolyte layer, pre-press process for pre-pressing positive electrode active material layer and solid electrolyte layer, and pre-press process A positive pressing active material layer and a solid electrolyte layer, and a main pressing step for pressing an electrode laminate, which is a laminate of the negative electrode active material layer, and the preliminary pressing step includes converting the positive electrode active material layer into a solid electrolyte layer. A positive electrode active material layer pressing step for pressing the positive electrode active material layer before lamination, and a solid electrolyte layer pressing step for pressing the solid electrolyte layer before laminating the solid electrolyte layer on the negative electrode active material layer. Characterized by the Method for manufacturing a solid-state secondary battery is provided.

本観点によれば、上記特性を有する全固体二次電池を作製することができる。   According to this aspect, an all-solid secondary battery having the above characteristics can be manufactured.

ここで、正極活物質層プレス工程では、前記正極活物質層を正極集電体とともにプレスしてもよい。   Here, in the positive electrode active material layer pressing step, the positive electrode active material layer may be pressed together with the positive electrode current collector.

本観点によれば、上記特性を有する全固体二次電池を作製することができる。   According to this aspect, an all-solid secondary battery having the above characteristics can be manufactured.

また、固体電解質層プレス工程は、固体電解質層を正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層に積層する前に、固体電解質層をプレスする固体電解質層単独プレス工程を含んでいてもよい。   The solid electrolyte layer pressing step may include a solid electrolyte layer single pressing step of pressing the solid electrolyte layer before laminating the solid electrolyte layer on the positive electrode active material layer pressed in the positive electrode active material layer pressing step. Good.

本観点によれば、上記特性を有する全固体二次電池を作製することができる。   According to this aspect, an all-solid secondary battery having the above characteristics can be manufactured.

また、固体電解質層プレス工程は、固体電解質層単独プレス工程と、固体電解質層単独プレス工程でプレスされた固体電解質層と、正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層との積層体である第1の中間積層体をプレスする第1の中間積層体プレス工程と、を含んでいてもよい。   The solid electrolyte layer pressing step is a laminate of a solid electrolyte layer single pressing step, a solid electrolyte layer pressed in the solid electrolyte layer single pressing step, and a positive electrode active material layer pressed in the positive electrode active material layer pressing step. And a first intermediate laminate pressing step for pressing the first intermediate laminate.

本観点によれば、上記特性を有する全固体二次電池を作製することができる。   According to this aspect, an all-solid secondary battery having the above characteristics can be manufactured.

また、固体電解質層プレス工程は、固体電解質層と、正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層との積層体である第2の中間積層体をプレスする第2の中間積層体プレス工程を含んでいてもよい。   The solid electrolyte layer pressing step includes a second intermediate laminate press that presses a second intermediate laminate that is a laminate of the solid electrolyte layer and the positive electrode active material layer pressed in the positive electrode active material layer press step. A process may be included.

本観点によれば、上記特性を有する全固体二次電池を作製することができる。   According to this aspect, an all-solid secondary battery having the above characteristics can be manufactured.

以上説明したように本発明によれば、負極活物質層に金属リチウムを含める場合に、短絡を発生しにくくすることが可能となる。   As described above, according to the present invention, when metallic lithium is included in the negative electrode active material layer, it is possible to make it difficult for a short circuit to occur.

本発明の実施形態に係る全固体二次電池の概略構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows schematic structure of the all-solid-state secondary battery which concerns on embodiment of this invention. 固体電解質層及びその周辺構造を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows a solid electrolyte layer and its peripheral structure. 固体電解質層と正極活物質層との界面及びその周辺構造を示す断面SEM(走査型電子顕微鏡)写真である。It is a cross-sectional SEM (scanning electron microscope) photograph which shows the interface of a solid electrolyte layer and a positive electrode active material layer, and its periphery structure. 従来の全固体二次電池の問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem of the conventional all-solid-state secondary battery. 従来の全固体二次電池の問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem of the conventional all-solid-state secondary battery. 従来の全固体二次電池の問題点を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the problem of the conventional all-solid-state secondary battery. 従来の全固体二次電池の問題点を説明するための断面SEM写真である。It is a cross-sectional SEM photograph for demonstrating the problem of the conventional all-solid-state secondary battery. 固体電解質層と正極活物質層との界面の算術平均粗さRaを測定する方法を説明するための断面SEM写真である。It is a cross-sectional SEM photograph for demonstrating the method to measure arithmetic mean roughness Ra of the interface of a solid electrolyte layer and a positive electrode active material layer.

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。   Exemplary embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, duplication description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

<1.本発明者による検討>
本発明者は、負極活物質として金属リチウムを使用した全固体二次電池が有する問題点について鋭意検討した結果、本実施形態に係る全固体二次電池に想到するに至った。そこで、まず、本発明者が行った検討について説明する。
<1. Study by the Inventor>
As a result of intensive studies on the problems of the all-solid-state secondary battery using metallic lithium as the negative electrode active material, the present inventor has arrived at the all-solid-state secondary battery according to this embodiment. Therefore, first, the study conducted by the present inventor will be described.

図4〜図7に示すように、負極活物質として金属リチウムを使用した従来の全固体二次電池100は、正極活物質層112、負極活物質層122、及び固体電解質層130を含む。ここで、図4〜図6は、従来の全固体二次電池100の構成を示す説明図であり、図7は図5〜図6に対応する断面SEM写真を示す。正極活物質層112は正極活物質112a及び固体電解質112b等を含む。固体電解質層130は固体電解質130aを含む。負極活物質層122は金属リチウムで構成される。   As shown in FIGS. 4 to 7, a conventional all solid state secondary battery 100 using metallic lithium as a negative electrode active material includes a positive electrode active material layer 112, a negative electrode active material layer 122, and a solid electrolyte layer 130. Here, FIGS. 4 to 6 are explanatory views showing the configuration of the conventional all-solid-state secondary battery 100, and FIG. 7 shows cross-sectional SEM photographs corresponding to FIGS. The positive electrode active material layer 112 includes a positive electrode active material 112a, a solid electrolyte 112b, and the like. The solid electrolyte layer 130 includes a solid electrolyte 130a. The negative electrode active material layer 122 is composed of metallic lithium.

固体電解質層130の表面にひび割れ等の隙間が形成されている場合、短絡が発生する場合があった。短絡が生じる状況を図4に基づいて説明する。図4に示すように、固体電解質層130には、その表裏面に連通する隙間が形成されている。正極活物質層112、負極活物質層122、及び固体電解質層130の積層体である電極積層体をプレスした場合、固体電解質層130の隙間に金属リチウムが侵入する。固体電解質層130の隙間は固体電解質層130の表裏面に連通しているため、金属リチウムは正極活物質層112に到達する場合があった。したがって、全固体二次電池が短絡する場合があった。また、固体電解質層130の隙間が表裏面に連通していない場合でも、隙間に侵入した金属リチウムと正極活物質層112との距離は、他の箇所の金属リチウムと正極活物質層112との距離よりも短くなる。したがって、充電時にこの箇所に電流が集中するため、短絡が生じる場合があった。   When gaps such as cracks are formed on the surface of the solid electrolyte layer 130, a short circuit may occur. A situation where a short circuit occurs will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 4, the solid electrolyte layer 130 has a gap communicating with the front and back surfaces thereof. When an electrode laminate that is a laminate of the positive electrode active material layer 112, the negative electrode active material layer 122, and the solid electrolyte layer 130 is pressed, metallic lithium enters the gaps in the solid electrolyte layer 130. Since the gap between the solid electrolyte layers 130 communicates with the front and back surfaces of the solid electrolyte layer 130, the metal lithium sometimes reaches the positive electrode active material layer 112. Therefore, the all solid state secondary battery may be short-circuited. Further, even when the gap between the solid electrolyte layers 130 does not communicate with the front and back surfaces, the distance between the metal lithium that has entered the gap and the positive electrode active material layer 112 is the distance between the metal lithium and the positive electrode active material layer 112 at other locations. It becomes shorter than the distance. Therefore, a short circuit may occur because current concentrates at this point during charging.

正極活物質層112と固体電解質層130との界面が荒れている場合に、短絡が生じる場合があった。短絡が生じる状況を図5〜図7に基づいて説明する。正極活物質層112と固体電解質層130との界面Bは荒れており、正極活物質層112の表面には、突出部分112cが形成されている。したがって、充電時には、当該突出部分112cと負極活物質層122との距離が正極活物質層の他の部分と負極活物質層122との距離よりも短くなる。したがって、充電時にこの箇所(枠Aで囲まれる箇所)に電流が集中する。つまり、枠Aで囲まれる箇所に大電流が流れる。この結果、金属リチウムが当該箇所に局所的に多く析出するので、短絡が生じる場合があった。   A short circuit may occur when the interface between the positive electrode active material layer 112 and the solid electrolyte layer 130 is rough. The situation where a short circuit occurs will be described with reference to FIGS. The interface B between the positive electrode active material layer 112 and the solid electrolyte layer 130 is rough, and a protruding portion 112 c is formed on the surface of the positive electrode active material layer 112. Accordingly, during charging, the distance between the protruding portion 112c and the negative electrode active material layer 122 is shorter than the distance between the other portion of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer 122. Therefore, current is concentrated at this location (location surrounded by the frame A) during charging. That is, a large current flows through the portion surrounded by the frame A. As a result, a lot of metallic lithium is locally deposited at the location, which may cause a short circuit.

このように、全固体二次電池の負極活物質として金属リチウムを使用した場合、短絡が生じる場合があった。そこで、本発明者は、短絡を抑制するために、固体電解質層130の密度を高め、かつ、正極活物質層112と固体電解質層130との界面を平坦にすることを検討した。固体電解質層130の密度が高くなれば、固体電解質層130中の隙間が少なくなり、かつ小さくなる。さらに、正極活物質層112と固体電解質層130との界面が平坦になれば、局所的に大電流が流れる現象が発生しにくくなる。この結果、本発明者は、本実施形態に係る全固体二次電池に想到するに至った。以下、本実施形態について詳細に説明する。   Thus, when metal lithium is used as the negative electrode active material of the all-solid secondary battery, a short circuit may occur. Therefore, the present inventor studied to increase the density of the solid electrolyte layer 130 and to flatten the interface between the positive electrode active material layer 112 and the solid electrolyte layer 130 in order to suppress a short circuit. As the density of the solid electrolyte layer 130 increases, the gap in the solid electrolyte layer 130 decreases and decreases. Furthermore, if the interface between the positive electrode active material layer 112 and the solid electrolyte layer 130 becomes flat, a phenomenon in which a large current flows locally is less likely to occur. As a result, the present inventor has arrived at the all solid state secondary battery according to the present embodiment. Hereinafter, this embodiment will be described in detail.

<2.全固体二次電池の構成>
次に、図1〜図3に基づいて、本実施形態に係る全固体二次電池1の構成について説明する。全固体二次電池1は、図1に示すように、正極層10、負極層20、及び固体電解質層30を備える。
<2. Configuration of all-solid secondary battery>
Next, based on FIGS. 1-3, the structure of the all-solid-state secondary battery 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. As shown in FIG. 1, the all-solid-state secondary battery 1 includes a positive electrode layer 10, a negative electrode layer 20, and a solid electrolyte layer 30.

(2−1.正極層)
正極層10は、正極集電体11及び正極活物質層12を含む。正極集電体11としては、例えば、インジウム(In)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)、ステンレス鋼、チタン(Ti)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、ゲルマニウム(Ge)、リチウム(Li)またはこれらの合金からなる板状体または箔状体等が挙げられる。正極集電体11は省略されても良い。
(2-1. Positive electrode layer)
The positive electrode layer 10 includes a positive electrode current collector 11 and a positive electrode active material layer 12. Examples of the positive electrode current collector 11 include indium (In), copper (Cu), magnesium (Mg), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and zinc ( Examples thereof include a plate-like body or a foil-like body made of Zn), aluminum (Al), germanium (Ge), lithium (Li) or an alloy thereof. The positive electrode current collector 11 may be omitted.

正極活物質層12は、正極活物質12a及び固体電解質12bを含む。なお、正極層10に含まれる固体電解質12bは、固体電解質層30に含まれる固体電解質12bと同種のものであっても、同種でなくてもよい。固体電解質12bの詳細は固体電解質層30の項にて詳細に説明する。   The positive electrode active material layer 12 includes a positive electrode active material 12a and a solid electrolyte 12b. The solid electrolyte 12b included in the positive electrode layer 10 may or may not be the same type as the solid electrolyte 12b included in the solid electrolyte layer 30. Details of the solid electrolyte 12 b will be described in detail in the section of the solid electrolyte layer 30.

正極活物質は、リチウムイオンを可逆的に吸蔵および放出することが可能な正極活物質であればよい。   The positive electrode active material may be any positive electrode active material capable of reversibly occluding and releasing lithium ions.

例えば、正極活物質は、コバルト酸リチウム(以下、LCOと称する)、ニッケル酸リチウム(Lithium nickel oxide)、ニッケルコバルト酸リチウム(lithium nickel cobalt oxide)、ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム(以下、NCAと称する)、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム(以下、NCMと称する)、マンガン酸リチウム(Lithium manganate)、リン酸鉄リチウム(lithium iron phosphate)等のリチウム塩、硫化ニッケル、硫化銅、硫黄、酸化鉄、または酸化バナジウム(Vanadium oxide)等を用いて形成することができる。これらの正極活物質は、それぞれ単独で用いられてもよく、また2種以上を組み合わせて用いられてもよい。   For example, the positive electrode active material includes lithium cobalt oxide (hereinafter referred to as LCO), lithium nickel oxide (lithium nickel oxide), nickel nickel cobalt oxide, and nickel cobalt lithium aluminum oxide (hereinafter referred to as NCA). Lithium salt of nickel cobalt lithium manganate (hereinafter referred to as NCM), lithium manganate, lithium iron phosphate, nickel sulfide, copper sulfide, sulfur, iron oxide, or vanadium oxide (Vanadium oxide) or the like can be used. These positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

また、正極活物質は、上述したリチウム塩のうち、層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩を含んで形成されることが好ましい。ここで、「層状」とは、薄いシート状の形状を表す。また、「岩塩型構造」とは、結晶構造の1種である塩化ナトリウム型構造のことを表し、具体的には、陽イオンおよび陰イオンの各々が形成する面心立方格子が互いに単位格子の稜の1/2だけずれて配置された構造を表す。   Moreover, it is preferable that a positive electrode active material is formed including the lithium salt of the transition metal oxide which has a layered rock salt type structure among the lithium salts mentioned above. Here, “layered” represents a thin sheet-like shape. The “rock salt structure” refers to a sodium chloride structure, which is a kind of crystal structure. Specifically, the face-centered cubic lattice formed by each cation and anion is a unit lattice. It represents a structure that is displaced by a half of the edge.

このような層状岩塩型構造を有する遷移金属酸化物のリチウム塩としては、例えば、LiNiCoAl(NCA)、またはLiNiCoMn(NCM)(ただし、0<x<1、0<y<1、0<z<1、かつx+y+z=1)などの三元系遷移金属酸化物のリチウム塩が挙げられる。 The lithium salt of a transition metal oxide having such a layered rock-salt structure, for example, LiNi x Co y Al z O 2 (NCA), or LiNi x Co y Mn z O 2 (NCM) ( where 0 < and lithium salts of ternary transition metal oxides such as x <1, 0 <y <1, 0 <z <1, and x + y + z = 1).

正極活物質が、上記の層状岩塩型構造を有する三元系遷移金属酸化物のリチウム塩を含む場合、全固体二次電池1のエネルギー(energy)密度および熱安定性を向上させることができる。   When the positive electrode active material includes a lithium salt of a ternary transition metal oxide having the above layered rock salt structure, the energy density and thermal stability of the all-solid secondary battery 1 can be improved.

正極活物質は、被覆層によって覆われていても良い。ここで、本実施形態の被覆層は、全固体二次電池の正極活物質の被覆層として公知のものであればどのようなものであってもよい。被覆層の例としては、例えば、LiO−ZrO等が挙げられる。 The positive electrode active material may be covered with a coating layer. Here, the coating layer of this embodiment may be any material as long as it is a known coating layer for the positive electrode active material of the all-solid-state secondary battery. Examples of the coating layer, for example, Li 2 O-ZrO 2 or the like.

また、正極活物質が、NCAまたはNCMなどの三元系遷移金属酸化物のリチウム塩にて形成されており、正極活物質としてニッケル(Ni)を含む場合、全固体二次電池1の容量密度を上昇させ、充電状態での正極活物質からの金属溶出を少なくすることができる。これにより、本実施形態に係る全固体二次電池1は、充電状態での長期信頼性およびサイクル(cycle)特性を向上させることができる。   Further, when the positive electrode active material is formed of a lithium salt of a ternary transition metal oxide such as NCA or NCM and contains nickel (Ni) as the positive electrode active material, the capacity density of the all-solid-state secondary battery 1 The metal elution from the positive electrode active material in the charged state can be reduced. Thereby, the all-solid-state secondary battery 1 which concerns on this embodiment can improve the long-term reliability in a charge condition, and a cycle (cycle) characteristic.

ここで、正極活物質の形状としては、例えば、真球状、楕円球状等の粒子形状を挙げることができる。また、正極活物質の粒径は特に制限されず、従来の全固体二次電池の正極活物質に適用可能な範囲であれば良い。なお、正極層10における正極活物質の含有量も特に制限されず、従来の全固体二次電池の正極層に適用可能な範囲であれば良い。   Here, examples of the shape of the positive electrode active material include particle shapes such as a true sphere and an oval sphere. Further, the particle size of the positive electrode active material is not particularly limited, and may be in a range applicable to the positive electrode active material of a conventional all-solid secondary battery. The content of the positive electrode active material in the positive electrode layer 10 is not particularly limited as long as it is applicable to the positive electrode layer of the conventional all-solid secondary battery.

また、正極層10には、上述した正極活物質および固体電解質12bに加えて、例えば、導電助剤、結着材、フィラー(filler)、分散剤、イオン導電助剤等の添加物が適宜配合されていてもよい。   In addition to the positive electrode active material and the solid electrolyte 12b described above, the positive electrode layer 10 is appropriately mixed with additives such as, for example, a conductive additive, a binder, a filler, a dispersant, and an ionic conductive auxiliary. May be.

正極層10に配合可能な導電助剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維、金属粉等を挙げることができる。また、正極層10に配合可能な結着剤としては、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene)、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride)、ポリエチレン(polyethylene)等を挙げることができる。さらに、正極層10に配合可能なフィラー、分散剤、イオン導電助剤等としては、一般にリチウムイオン二次電池の電極に用いられる公知の材料を用いることができる。   Examples of the conductive additive that can be blended in the positive electrode layer 10 include graphite, carbon black, acetylene black, ketjen black, carbon fiber, and metal powder. Examples of the binder that can be blended in the positive electrode layer 10 include styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polyethylene. . Furthermore, as a filler, a dispersing agent, an ionic conduction aid, and the like that can be blended in the positive electrode layer 10, known materials that are generally used for electrodes of lithium ion secondary batteries can be used.

正極活物質層12が正極活物質、固体電解質12b、及び結着剤を含む場合、全固体二次電池1のセル容量(単位セル当りの容量)を高めることができる。   When the positive electrode active material layer 12 includes a positive electrode active material, a solid electrolyte 12b, and a binder, the cell capacity (capacity per unit cell) of the all-solid secondary battery 1 can be increased.

また、正極活物質層12の密度比は、60%以上であることが好ましい。この場合、全固体二次電池1の電池特性がさらに向上する。ここで、正極活物質層12の密度比は、正極活物質層12の真密度に対するかさ密度の比である。正極活物質層12の真密度は、正極活物質層を構成する各材料の公称密度と、これらの材料の質量比とに基づいて算出される。なお、正極活物質層12の断面をSEMで観察することで正極活物質層12の充填率を測定し、当該充填率を密度比としてもよい。   The density ratio of the positive electrode active material layer 12 is preferably 60% or more. In this case, the battery characteristics of the all solid state secondary battery 1 are further improved. Here, the density ratio of the positive electrode active material layer 12 is the ratio of the bulk density to the true density of the positive electrode active material layer 12. The true density of the positive electrode active material layer 12 is calculated based on the nominal density of each material constituting the positive electrode active material layer and the mass ratio of these materials. Note that the filling rate of the positive electrode active material layer 12 may be measured by observing a cross section of the positive electrode active material layer 12 with an SEM, and the filling rate may be used as the density ratio.

ここで、正極活物質層12の密度比を上記の範囲内の値とする方法としては、全固体二次電池1の製造過程において正極活物質層12をプレスする方法が挙げられる。本実施形態では、正極活物質層12を固体電解質層30に積層する前に、正極活物質層12をプレスする。これにより、正極活物質層12の密度比を上記の範囲内の値とすることができる。また、詳細は後述するが、正極活物質層12と固体電解質層30との界面B(図2及び図3参照)を平坦にすることができる。密度比の上限値は特に制限されないが、正極活物質が、遷移金属酸化物のリチウム塩のような結晶質の場合では、95%以下が望ましい。密度比が95%より高くなると、正極活物質層12が割れる可能性がある。そして、正極活物質層12に割れが発生した場合、電池特性が低下する可能性がある。また、正極活物質が硫黄などの非晶質の場合では、製造装置の性能等の制約から、密度比は、100%未満であってもよく、99.5%以下であってもよい。   Here, as a method of setting the density ratio of the positive electrode active material layer 12 to a value within the above range, a method of pressing the positive electrode active material layer 12 in the manufacturing process of the all-solid-state secondary battery 1 may be mentioned. In the present embodiment, the positive electrode active material layer 12 is pressed before the positive electrode active material layer 12 is laminated on the solid electrolyte layer 30. Thereby, the density ratio of the positive electrode active material layer 12 can be set to a value within the above range. Moreover, although mentioned later for details, the interface B (refer FIG.2 and FIG.3) of the positive electrode active material layer 12 and the solid electrolyte layer 30 can be made flat. The upper limit of the density ratio is not particularly limited, but it is preferably 95% or less when the positive electrode active material is crystalline such as a lithium salt of a transition metal oxide. If the density ratio is higher than 95%, the positive electrode active material layer 12 may break. And when a crack generate | occur | produces in the positive electrode active material layer 12, a battery characteristic may fall. In the case where the positive electrode active material is amorphous such as sulfur, the density ratio may be less than 100% or 99.5% or less due to restrictions on the performance of the manufacturing apparatus.

(2−2.負極層)
負極層20は、負極集電体21及び負極活物質層22を含む。負極集電体21としては、例えば、インジウム(In)、銅(Cu)、マグネシウム(Mg)、ステンレス鋼、チタン(Ti)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)、ゲルマニウム(Ge)、リチウム(Li)またはこれらの合金からなる板状体または箔状体等が挙げられる。負極集電体21は省略されても良い。
(2-2. Negative electrode layer)
The negative electrode layer 20 includes a negative electrode current collector 21 and a negative electrode active material layer 22. Examples of the negative electrode current collector 21 include indium (In), copper (Cu), magnesium (Mg), stainless steel, titanium (Ti), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), and zinc ( Examples thereof include a plate-like body or a foil-like body made of Zn), aluminum (Al), germanium (Ge), lithium (Li) or an alloy thereof. The negative electrode current collector 21 may be omitted.

負極活物質層22は、金属リチウムを含む。負極活物質層22は、金属リチウムのみで構成されていても良いし、金属リチウムと他の金属活物質(インジウム(In)、アルミニウム(Al)、スズ(Sn)、ケイ素(Si)等)との合金であってもよい。好ましくは、負極活物質層22は、金属リチウムのみで構成される。これにより、全固体二次電池1のエネルギー密度を向上させることができる。   The negative electrode active material layer 22 contains metallic lithium. The negative electrode active material layer 22 may be composed only of metallic lithium, or metallic lithium and other metallic active materials (indium (In), aluminum (Al), tin (Sn), silicon (Si), etc.) An alloy of Preferably, the negative electrode active material layer 22 is composed only of metallic lithium. Thereby, the energy density of the all-solid-state secondary battery 1 can be improved.

(2−3.固体電解質層)
固体電解質層30は、正極層10および負極層20の間に形成され、固体電解質30aを含む。
(2-3. Solid electrolyte layer)
The solid electrolyte layer 30 is formed between the positive electrode layer 10 and the negative electrode layer 20, and includes a solid electrolyte 30a.

固体電解質30aは、例えば硫化物系固体電解質材料で構成される。硫化物系固体電解質材料としては、例えば、LiS−P、LiS−P−LiX(Xはハロゲン元素、例えばI、Cl)、LiS−P−LiO、LiS−P−LiO−LiI、LiS−SiS、Li2−SiS−LiI、LiS−SiS−LiBr、LiS−SiS−LiCl、LiS−SiS−B−LiI、LiS−SiS−P−LiI、LiS−B、LiS−P−Z(m、nは正の数、ZはGe、ZnまたはGaのいずれか)、LiS−GeS、LiS−SiS−LiPO、LiS−SiS−LiMO(p、qは正の数、MはP、Si、Ge、B、Al、GaまたはInのいずれか)等を挙げることができる。ここで、硫化物系固体電解質材料は、出発原料(例えば、LiS、P等)を溶融急冷法やメカニカルミリング(mechanical milling)法等によって処理することで作製される。また、これらの処理の後にさらに熱処理を行っても良い。固体電解質は、非晶質であっても良く、結晶質であっても良く、両者が混ざった状態でも良い。 The solid electrolyte 30a is made of, for example, a sulfide-based solid electrolyte material. Examples of the sulfide-based solid electrolyte material include Li 2 S—P 2 S 5 , Li 2 S—P 2 S 5 —LiX (X is a halogen element, such as I or Cl), Li 2 S—P 2 S 5, for example. -Li 2 O, Li 2 S- P 2 S 5 -Li 2 O-LiI, Li 2 S-SiS 2, Li2 S -SiS 2 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -LiBr, Li 2 S-SiS 2 -LiCl, Li 2 S-SiS 2 -B 2 S 3 -LiI, Li 2 S-SiS 2 -P 2 S 5 -LiI, Li 2 S-B 2 S 3, Li 2 S-P 2 S 5 -Z m S n (m, n is any positive number, Z is Ge, and Zn, or Ga), Li 2 S-GeS 2, Li 2 S-SiS 2 -Li 3 PO 4, Li 2 S-SiS 2 - Li p MO q (p, q is a positive number, M is P, Si, Ge B, Al, either Ga or In), and the like. Here, the sulfide-based solid electrolyte material is produced by processing a starting material (for example, Li 2 S, P 2 S 5, etc.) by a melt quenching method, a mechanical milling method, or the like. Further, heat treatment may be further performed after these treatments. The solid electrolyte may be amorphous, crystalline, or a mixture of both.

また、固体電解質30aとして、上記の硫化物固体電解質材料のうち、少なくとも構成元素として硫黄(S)、リン(P)およびリチウム(Li)を含むものを用いることが好ましく、特にLiS−Pを含むものを用いることがより好ましい。 Further, as the solid electrolyte 30a, it is preferable to use a material containing at least sulfur (S), phosphorus (P) and lithium (Li) as constituent elements among the above-mentioned sulfide solid electrolyte materials, and particularly Li 2 SP. it is more preferable to use those containing 2 S 5.

ここで、固体電解質30aを形成する硫化物系固体電解質材料としてLiS−Pを含むものを用いる場合、LiSとPとの混合モル比は、例えば、LiS:P=50:50〜90:10の範囲で選択されてもよい。また、固体電解質層30には、結着剤を更に含んでいても良い。固体電解質層30に含まれる結着剤は、例えば、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ポリテトラフルオロエチレン(polytetrafluoroethylene)、ポリフッ化ビニリデン(polyvinylidene fluoride)、ポリエチレン(polyethylene)等を挙げることができる。固体電解質層30内の結着剤は、正極活物質層12内の結着剤と同種であってもよいし、異なっていても良い。 Here, the case of using those containing Li 2 S-P 2 S 5 as a sulfide-based solid electrolyte material to form a solid electrolyte 30a, the mixing molar ratio of Li 2 S and P 2 S 5, for example, Li 2 S: P 2 S 5 = 50: 50 to 90:10 may be selected. The solid electrolyte layer 30 may further contain a binder. Examples of the binder contained in the solid electrolyte layer 30 include styrene butadiene rubber (SBR), polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, and polyethylene. The binder in the solid electrolyte layer 30 may be the same as or different from the binder in the positive electrode active material layer 12.

固体電解質層30の密度比は、80%以上である。この場合、固体電解質層30内の隙間が少なくなり、かつ小さくなる。したがって、短絡が発生しにくくなる。ここで、固体電解質層30の密度比は、固体電解質層30の真密度に対するかさ密度の比である。固体電解質層30の真密度は、固体電解質層30を構成する各材料の公称密度と、各材料の質量比とに基づいて算出可能である。なお、固体電解質層30の断面をSEMで観察することで固体電解質層30の充填率を測定し、当該充填率を密度比としてもよい。   The density ratio of the solid electrolyte layer 30 is 80% or more. In this case, the gap in the solid electrolyte layer 30 is reduced and reduced. Therefore, it is difficult for a short circuit to occur. Here, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 is a ratio of the bulk density to the true density of the solid electrolyte layer 30. The true density of the solid electrolyte layer 30 can be calculated based on the nominal density of each material constituting the solid electrolyte layer 30 and the mass ratio of each material. Note that the filling rate of the solid electrolyte layer 30 may be measured by observing a cross section of the solid electrolyte layer 30 with an SEM, and the filling rate may be used as the density ratio.

ここで、固体電解質層30の密度比を上記の範囲内の値とする方法としては、全固体二次電池1の製造過程において固体電解質層30をプレスする方法が挙げられる。本実施形態では、固体電解質層30を負極活物質層22に積層する前に、固体電解質層30をプレスする。これにより、固体電解質層30の密度比を上記の範囲内の値とすることができる。密度比の上限値は特に制限されないが、製造装置の性能等の制約から、密度比は、100%未満であってもよく、99.5%以下であってもよい。   Here, as a method of setting the density ratio of the solid electrolyte layer 30 to a value within the above range, a method of pressing the solid electrolyte layer 30 in the manufacturing process of the all-solid secondary battery 1 may be mentioned. In the present embodiment, the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the negative electrode active material layer 22. Thereby, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 can be set to a value within the above range. The upper limit value of the density ratio is not particularly limited, but the density ratio may be less than 100% or 99.5% or less due to constraints such as the performance of the manufacturing apparatus.

また、固体電解質層30の厚さは100μm以下であることが好ましい。これにより、全固体二次電池1のエネルギー密度を高めることができる。なお、固体電解質層30の厚さを上記範囲内の値とする方法として、固体電解質層30をプレスする方法が挙げられる。   The thickness of the solid electrolyte layer 30 is preferably 100 μm or less. Thereby, the energy density of the all-solid-state secondary battery 1 can be raised. In addition, as a method of setting the thickness of the solid electrolyte layer 30 to a value within the above range, a method of pressing the solid electrolyte layer 30 may be mentioned.

(2−4.正極活物質層と固体電解質層との界面状態)
本実施形態では、図2及び図3に示すように、正極活物質層12と固体電解質層30との界面Bが平坦になっている。具体的には、界面Bの算術平均粗さRaが1.0μm以下となる。界面Bの最大高さ粗さRzは4.5μm以下であることが好ましい。
(2-4. Interface state between positive electrode active material layer and solid electrolyte layer)
In the present embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the interface B between the positive electrode active material layer 12 and the solid electrolyte layer 30 is flat. Specifically, the arithmetic average roughness Ra of the interface B is 1.0 μm or less. The maximum height roughness Rz of the interface B is preferably 4.5 μm or less.

ここで、図8に基づいて、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzの測定方法を説明する。図8は、界面B近傍の断面SEM写真を示す。まず、全固体二次電池1の断面SEM写真を取得する。そして、断面SEM写真から、界面B近傍の部分(図8に示す部分)を切り取る。なお、この工程は省略されても良い。ついで、断面SEM写真から、固体電解質層30に接触している正極活物質12aを抽出する。ついで、これらの正極活物質12aから、固体電解質層30に最も近い点Pを抽出する。ついで、これらの点Pを通る粗さ曲線を測定し、この粗さ曲線に基づいて、算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzを測定する。具体的な測定は、例えば、米国国立衛生研究所(National Institutes of Health :NIH)の解析ソフトであるImageJを用いて行うことができる。後述する実施例では、この方法により算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzを測定した。なお、粗さ曲線は、上述した界面Bを示す。   Here, a method of measuring the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B will be described with reference to FIG. FIG. 8 shows a cross-sectional SEM photograph in the vicinity of the interface B. First, a cross-sectional SEM photograph of the all-solid-state secondary battery 1 is acquired. Then, a portion in the vicinity of the interface B (portion shown in FIG. 8) is cut out from the cross-sectional SEM photograph. Note that this step may be omitted. Next, the positive electrode active material 12a in contact with the solid electrolyte layer 30 is extracted from the cross-sectional SEM photograph. Next, a point P closest to the solid electrolyte layer 30 is extracted from these positive electrode active materials 12a. Next, a roughness curve passing through these points P is measured, and an arithmetic average roughness Ra and a maximum height roughness Rz are measured based on the roughness curve. Specific measurement can be performed, for example, using ImageJ, which is analysis software of the National Institutes of Health (NIH). In Examples described later, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz were measured by this method. The roughness curve shows the interface B described above.

本実施形態では、界面Bの算術平均粗さRaが1.0μm以下となっているので、全固体二次電池1の充電時に電流が固体電解質層30内でより均一に流れるようになる。この結果、金属リチウムが負極活物質層22上により均一に析出するようになるので、短絡が生じにくくなる。   In the present embodiment, since the arithmetic average roughness Ra of the interface B is 1.0 μm or less, the current flows more uniformly in the solid electrolyte layer 30 when the all-solid secondary battery 1 is charged. As a result, metallic lithium is deposited more uniformly on the negative electrode active material layer 22, so that a short circuit is less likely to occur.

なお、算術平均粗さRaが1.0μm以下となっている場合であっても、最大高さ粗さRzが大きくなる場合がありうる。そして、最大高さ粗さRzが大きい箇所で電流が集中する可能性がある。このため、最大高さ粗さRzが4.5μm以下となっていることが好ましい。これにより、全固体二次電池1の充電時に電流が固体電解質層30内でより均一に流れるようになる。算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzは小さければ小さいほど好ましいので、下限値は特に制限されない。ただし、製造装置の性能等の制約から、算術平均粗さRaは、0.2μm以上であってもよく、最大高さ粗さRzは1.5μm以上であってもよい。   Even when the arithmetic average roughness Ra is 1.0 μm or less, the maximum height roughness Rz may be increased. And there is a possibility that the current concentrates at a location where the maximum height roughness Rz is large. For this reason, it is preferable that the maximum height roughness Rz is 4.5 μm or less. Thereby, the current flows more uniformly in the solid electrolyte layer 30 when the all-solid-state secondary battery 1 is charged. Since the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz are preferably as small as possible, the lower limit value is not particularly limited. However, the arithmetic average roughness Ra may be 0.2 μm or more, and the maximum height roughness Rz may be 1.5 μm or more due to constraints such as the performance of the manufacturing apparatus.

<3.リチウムイオン二次電池の製造方法>
続いて、本実施形態に係る全固体二次電池1の製造方法について説明する。本実施形態に係る全固体二次電池1は、正極層10、負極層20、および固体電解質層30をそれぞれ製造した後、上記の各層を積層することにより製造することができる。正極層10、負極層20、及び固体電解質層30は公知の方法で作製することができる。
<3. Manufacturing method of lithium ion secondary battery>
Then, the manufacturing method of the all-solid-state secondary battery 1 which concerns on this embodiment is demonstrated. The all-solid-state secondary battery 1 according to this embodiment can be manufactured by stacking the above layers after manufacturing the positive electrode layer 10, the negative electrode layer 20, and the solid electrolyte layer 30, respectively. The positive electrode layer 10, the negative electrode layer 20, and the solid electrolyte layer 30 can be produced by a known method.

(3−1.正極層作製工程)
正極活物質は、公知の方法で作製することができる。続いて、作製した正極活物質と、後述する方法で作製した固体電解質と、各種添加材とを混合し非極性溶媒に添加してスラリー(slurry)またはペースト(paste)を形成する。さらに、得られたスラリーまたはペーストを正極集電体11上に塗布し、乾燥した後に、圧延することで、正極層10を得ることができる。正極集電体11を用いずに、正極活物質と、各種添加剤との混合物をペレット(pellet)状に圧密化成形することで正極層10を作製してもよい。
(3-1. Positive electrode layer manufacturing step)
The positive electrode active material can be produced by a known method. Subsequently, the produced positive electrode active material, a solid electrolyte produced by a method described later, and various additives are mixed and added to a nonpolar solvent to form a slurry or paste. Furthermore, the obtained slurry or paste is applied onto the positive electrode current collector 11, dried, and then rolled, whereby the positive electrode layer 10 can be obtained. Instead of using the positive electrode current collector 11, the positive electrode layer 10 may be produced by compacting a mixture of a positive electrode active material and various additives into a pellet shape.

(3−2.負極層作製工程)
負極層20は、負極集電体21上に負極活物質層22となる金属箔(金属リチウムを含むもの)を積層することで作製される。
(3-2. Negative electrode layer manufacturing step)
The negative electrode layer 20 is produced by laminating a metal foil (containing metal lithium) that becomes the negative electrode active material layer 22 on the negative electrode current collector 21.

(3−3.固体電解質層作製工程)
固体電解質層30は、硫化物系固体電解質材料にて形成された固体電解質により作製することができる。
(3-3. Solid electrolyte layer manufacturing process)
The solid electrolyte layer 30 can be made of a solid electrolyte formed of a sulfide-based solid electrolyte material.

まず、溶融急冷法やメカニカルミリング(mechanical milling)法により出発原料を処理する。   First, the starting material is processed by a melt quenching method or a mechanical milling method.

例えば、溶融急冷法を用いる場合、出発原料(例えば、LiS、P等)を所定量混合し、ペレット状にしたものを真空中で所定の反応温度で反応させた後、急冷することによって硫化物系固体電解質材料を作製することができる。なお、LiSおよびPの混合物の反応温度は、好ましくは400℃〜1000℃であり、より好ましくは800℃〜900℃である。また、反応時間は、好ましくは0.1時間〜12時間であり、より好ましくは1時間〜12時間である。さらに、反応物の急冷温度は、通常10℃以下であり、好ましくは0℃以下であり、急冷速度は、通常1℃/sec〜10000℃/sec程度であり、好ましくは1℃/sec〜1000℃/sec程度である。 For example, when the melt quenching method is used, a predetermined amount of starting materials (for example, Li 2 S, P 2 S 5, etc.) are mixed, and the pellets are reacted at a predetermined reaction temperature in a vacuum, and then rapidly cooled. By doing so, a sulfide-based solid electrolyte material can be produced. The reaction temperature of the mixture of Li 2 S and P 2 S 5 is preferably 400 ° C. to 1000 ° C., more preferably 800 ° C. to 900 ° C. Moreover, reaction time becomes like this. Preferably it is 0.1 to 12 hours, More preferably, it is 1 to 12 hours. Furthermore, the quenching temperature of the reaction product is usually 10 ° C. or less, preferably 0 ° C. or less, and the quenching rate is usually about 1 ° C./sec to 10000 ° C./sec, preferably 1 ° C./sec to 1000 ° C. It is about ° C / sec.

また、メカニカルミリング法を用いる場合、ボールミルなどを用いて出発原料(例えば、LiS、P等)を撹拌させて反応させることで、硫化物系固体電解質材料を作製することができる。なお、メカニカルミリング法における撹拌速度および撹拌時間は特に限定されないが、撹拌速度が速いほど硫化物系固体電解質材料の生成速度を速くすることができ、撹拌時間が長いほど硫化物系固体電解質材料への原料の転化率を高くすることができる。 In addition, when using the mechanical milling method, a sulfide-based solid electrolyte material can be produced by stirring and reacting starting materials (for example, Li 2 S, P 2 S 5, etc.) using a ball mill or the like. . In addition, although the stirring speed and stirring time in the mechanical milling method are not particularly limited, the faster the stirring speed, the faster the generation rate of the sulfide-based solid electrolyte material, and the longer the stirring time, the more the sulfide-based solid electrolyte material. The conversion rate of the raw material can be increased.

その後、溶融急冷法またはメカニカルミリング法により得られた混合原料を所定温度で熱処理した後、粉砕することにより粒子状の固体電解質を作製することができる。固体電解質がガラス転移点を持つ場合は、熱処理によって非晶質から結晶質に変わる場合がある。   Thereafter, the mixed raw material obtained by the melt quenching method or the mechanical milling method is heat-treated at a predetermined temperature and then pulverized to produce a particulate solid electrolyte. When the solid electrolyte has a glass transition point, it may change from amorphous to crystalline by heat treatment.

続いて、上記の方法で得られた固体電解質を、例えば、エアロゾルデポジション(aerosol deposition)法、コールドスプレー(cold spray)法、スパッタ法等の公知の成膜法を用いて成膜することにより、固体電解質層30を作製することができる。なお、固体電解質層30は、固体電解質粒子単体を加圧することにより作製されてもよい。また、固体電解質層30は、固体電解質と、溶媒、結着剤を混合し、塗布乾燥し加圧することにより固体電解質層30を作製してもよい。   Subsequently, the solid electrolyte obtained by the above method is formed by using a known film formation method such as an aerosol deposition method, a cold spray method, or a sputtering method. The solid electrolyte layer 30 can be produced. In addition, the solid electrolyte layer 30 may be produced by pressurizing solid electrolyte particles alone. Moreover, the solid electrolyte layer 30 may produce the solid electrolyte layer 30 by mixing a solid electrolyte, a solvent, and a binder, applying, drying, and pressurizing.

(4.プレス工程)
ついで、プレス工程を行う。本実施形態のプレス工程は、予備プレス工程及び本プレス工程に区分される。
(4. Pressing process)
Next, a pressing process is performed. The press process of this embodiment is divided into a preliminary press process and a main press process.

(4−1.予備プレス工程)
予備プレス工程では、正極活物質層及び固体電解質層を予備プレスする。具体的には、予備プレス工程は、正極活物質層プレス工程と、固体電解質層プレス工程とを含む。
(4-1. Preliminary pressing process)
In the preliminary pressing step, the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer are preliminary pressed. Specifically, the preliminary pressing step includes a positive electrode active material layer pressing step and a solid electrolyte layer pressing step.

(4−1−1.正極活物質層プレス工程)
正極活物質層プレス工程では、正極活物質層12を固体電解質層30に積層する前に、正極活物質層12をプレスする。ここで、正極活物質層12は、正極集電体11とともにプレスされる。これにより、正極活物質層12の表面を平坦にすることができるので、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzを上述した範囲内の値とすることができる。なお、正極活物質層12に固体電解質層30を積層してから、これらの積層体をプレスしても、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzを上述した範囲内の値とすることはできない。
(4-1-1. Positive electrode active material layer pressing step)
In the positive electrode active material layer pressing step, the positive electrode active material layer 12 is pressed before the positive electrode active material layer 12 is laminated on the solid electrolyte layer 30. Here, the positive electrode active material layer 12 is pressed together with the positive electrode current collector 11. Thereby, since the surface of the positive electrode active material layer 12 can be flattened, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B can be set to values within the above-described ranges. Note that even if the solid electrolyte layer 30 is laminated on the positive electrode active material layer 12 and these laminates are pressed, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B are values within the above-described ranges. It cannot be.

正極活物質層12をプレスする方法は特に制限されず、従来の全固体二次電池の作製に使用されるプレス方法であってもよい。たとえば、ロールプレス(roll press)等によって正極活物質層12をプレスすればよい。   The method for pressing the positive electrode active material layer 12 is not particularly limited, and may be a pressing method used for manufacturing a conventional all-solid secondary battery. For example, the positive electrode active material layer 12 may be pressed by a roll press or the like.

具体的なプレス圧力はプレス装置、正極活物質層12の材質等に応じて変動しうる。ただし、プレス圧力が高いほど界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzが低くなる傾向があるので、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzが上述した範囲内の値となるように、プレス圧力を調整すれば良い。   The specific pressing pressure can vary depending on the pressing device, the material of the positive electrode active material layer 12, and the like. However, since the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B tend to be lower as the press pressure is higher, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B are within the ranges described above. What is necessary is just to adjust a press pressure so that it may become the value of.

(4−1−2.固体電解質層プレス工程)
固体電解質層プレス工程では、固体電解質層30を負極活物質層22に積層する前に、固体電解質層30をプレスする。これにより、固体電解質層30の密度比を上述した範囲内の値とすることができる。なお、固体電解質層30を負極活物質層22に積層してから、これらの積層体をプレスしても、固体電解質層30の密度比を上述した範囲内の値とすることはできない。固体電解質層プレス工程は、以下の3種に区分される。いずれの方法であっても本実施形態の効果が得られるが、第2の方法が最も好ましい。
(4-1-2. Solid electrolyte layer pressing step)
In the solid electrolyte layer pressing step, the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the negative electrode active material layer 22. Thereby, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 can be set to a value within the above-described range. Even if the solid electrolyte layer 30 is laminated on the negative electrode active material layer 22 and then the laminate is pressed, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 cannot be set to a value within the above-described range. The solid electrolyte layer pressing step is classified into the following three types. Any method can obtain the effect of the present embodiment, but the second method is most preferable.

固体電解質層プレス工程を行うための具体的なプレス方法は特に制限されず、従来の全固体二次電池の作製に使用されるプレス方法であってもよい。たとえば、ロールプレス等によって固体電解質層30をプレスすればよい。   A specific pressing method for performing the solid electrolyte layer pressing step is not particularly limited, and may be a pressing method used for manufacturing a conventional all-solid secondary battery. For example, the solid electrolyte layer 30 may be pressed by a roll press or the like.

具体的なプレス圧力はプレス装置、固体電解質層30の材質等に応じて変動しうる。ただし、プレス圧力が高いほど固体電解質層30の密度比が高くなる傾向があるので、固体電解質層30の密度比が上述した範囲内の値となるように、プレス圧力を調整すれば良い。   The specific pressing pressure can vary depending on the pressing device, the material of the solid electrolyte layer 30, and the like. However, since the density ratio of the solid electrolyte layer 30 tends to increase as the press pressure increases, the press pressure may be adjusted so that the density ratio of the solid electrolyte layer 30 is within the above-described range.

(4−1−2−1.第1の方法)
第1の方法は、固体電解質層単独プレス工程を含む。固体電解質層単独プレス工程では、固体電解質層30を正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層12に積層する前に、固体電解質層30をプレスする。したがって、第1の方法では、固体電解質層30を負極活物質層22に積層する前に、固体電解質層30をプレスする。これにより、固体電解質層30の密度比を上述した範囲内の値とすることができる。さらに、第1の方法では、固体電解質層30を正極活物質層12に積層する前に固体電解質層30を単独でプレスする。したがって、固体電解質層30の密度比をより確実に高めることができる。さらに、後述する本プレス工程では、プレス後の固体電解質層30を正極活物質層12に積層することになるので、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzをより確実に低減することができる。なお、第1の方法は、後述する第1の中間積層体プレス工程を行わないので、固体電解質層30の密度比が第2の方法に比べてやや低下する傾向がある。
(4-1-2-1. First method)
The first method includes a solid electrolyte layer single pressing step. In the solid electrolyte layer single pressing step, the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is stacked on the positive electrode active material layer 12 pressed in the positive electrode active material layer pressing step. Therefore, in the first method, the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the negative electrode active material layer 22. Thereby, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 can be set to a value within the above-described range. Further, in the first method, the solid electrolyte layer 30 is pressed alone before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the positive electrode active material layer 12. Therefore, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 can be increased more reliably. Furthermore, in the press process described later, since the solid electrolyte layer 30 after pressing is laminated on the positive electrode active material layer 12, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B are more reliably reduced. can do. In addition, since the 1st method does not perform the 1st intermediate | middle laminated body press process mentioned later, there exists a tendency for the density ratio of the solid electrolyte layer 30 to fall a little compared with the 2nd method.

(4−1−2−2.第2の方法)
第2の方法は、上述した固体電解質層単独プレス工程と、第1の中間積層体プレス工程を含む。固体電解質層単独プレス工程では、固体電解質層30を正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層12に積層する前に、固体電解質層30をプレスする。第1の中有積層体プレス工程では、固体電解質層単独プレス工程でプレスされた固体電解質層30と、正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層12との積層体である第1の中間積層体をプレスする。
(4-1-2-2. Second method)
The second method includes the solid electrolyte layer single pressing step described above and the first intermediate laminate pressing step. In the solid electrolyte layer single pressing step, the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is stacked on the positive electrode active material layer 12 pressed in the positive electrode active material layer pressing step. In the first intermediate laminate pressing step, the first is a laminate of the solid electrolyte layer 30 pressed in the solid electrolyte layer single pressing step and the positive electrode active material layer 12 pressed in the positive electrode active material layer pressing step. The intermediate laminate is pressed.

第2の方法では、固体電解質層30を負極活物質層22に積層する前に、固体電解質層30をプレスする。これにより、固体電解質層30の密度比を上述した範囲内の値とすることができる。さらに、第2の方法では、固体電解質層30を正極活物質層12に積層する前に固体電解質層30を単独でプレスする。したがって、固体電解質層30の密度比をより確実に高めることができる他、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzをより確実に低減することができる。   In the second method, the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the negative electrode active material layer 22. Thereby, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 can be set to a value within the above-described range. Furthermore, in the second method, the solid electrolyte layer 30 is pressed alone before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the positive electrode active material layer 12. Therefore, the density ratio of the solid electrolyte layer 30 can be increased more reliably, and the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B can be more reliably reduced.

(4−1−2−3.第3の方法)
第3の方法は、固体電解質層30と、正極活物質層プレス工程でプレスされた正極活物質層12との積層体である第2の中間積層体をプレスする。第3の方法は、第2の方法から固体電解質層単独プレス工程を除外した方法であると言うことができる。
(4-1-2-3. Third method)
The third method is to press the second intermediate laminate that is a laminate of the solid electrolyte layer 30 and the positive electrode active material layer 12 pressed in the positive electrode active material layer pressing step. It can be said that the third method is a method in which the solid electrolyte layer single pressing step is excluded from the second method.

第3の方法では、プレス前の固体電解質層30を正極活物質層12に積層することになる。したがって、表面が荒れた状態の固体電解質層30を正極活物質層12に積層する場合がありうる。しかし、固体電解質層30は正極活物質層12に比べて柔らかいので、固体電解質層30の表面形状は正極活物質層12の表面形状に追従しうる。したがって、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzは上述した範囲内の値となる。とは言え、固体電解質層単独プレス工程を省略しているので、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzが第1及び第2の方法に比べてやや高くなる傾向がある。しかし、固体電解質層30を負極活物質層22に積層する前に、固体電解質層30をプレスするので、第1及び第2の方法と同様の効果が得られる。   In the third method, the solid electrolyte layer 30 before pressing is laminated on the positive electrode active material layer 12. Therefore, the solid electrolyte layer 30 having a rough surface may be stacked on the positive electrode active material layer 12. However, since the solid electrolyte layer 30 is softer than the positive electrode active material layer 12, the surface shape of the solid electrolyte layer 30 can follow the surface shape of the positive electrode active material layer 12. Therefore, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B are values within the above-described ranges. However, since the solid electrolyte layer single pressing step is omitted, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B tend to be slightly higher than those of the first and second methods. However, since the solid electrolyte layer 30 is pressed before the solid electrolyte layer 30 is laminated on the negative electrode active material layer 22, the same effects as those of the first and second methods can be obtained.

なお、正極活物質層12及び固体電解質層30の密度比は、予備プレス工程が終了した時点で上述した数値範囲の値(60%または80%以上)となっていることが好ましい。   In addition, it is preferable that the density ratio of the positive electrode active material layer 12 and the solid electrolyte layer 30 becomes a value (60% or 80% or more) in the numerical range described above when the preliminary pressing step is completed.

(4−2.本プレス工程)
本プレス工程では、予備プレス工程でプレスされた正極活物質層12(すなわち、正極層10)及び固体電解質層30と、負極活物質層22(すなわち、負極層20)とを積層することで電極積層体を作製する。ついで、電極積層体をプレスする。以上の工程により、全固体二次電池1が作製される。本プレス工程を行うための具体的なプレス方法は特に制限されず、従来の全固体二次電池の作製に使用されるプレス方法であってもよい。たとえば、ロールプレス等によって本プレス工程を行えば良い。
(4-2. This press process)
In this pressing step, the positive electrode active material layer 12 (that is, the positive electrode layer 10) and the solid electrolyte layer 30 pressed in the preliminary pressing step and the negative electrode active material layer 22 (that is, the negative electrode layer 20) are laminated to form an electrode. A laminate is produced. Next, the electrode laminate is pressed. Through the above steps, the all-solid-state secondary battery 1 is manufactured. A specific pressing method for performing this pressing step is not particularly limited, and may be a pressing method used for manufacturing a conventional all-solid secondary battery. For example, the present pressing process may be performed by a roll press or the like.

(1.実施例1)
次に、本実施形態の実施例を説明する。実施例1では、以下の工程により全固体二次電池を作製した。
(1. Example 1)
Next, examples of the present embodiment will be described. In Example 1, an all-solid secondary battery was produced by the following steps.

(1−1.正極層の作製)
正極活物質としてのLiNi0.8Co0.15Al0.05(NCA)三元系粉末と、硫化物系固体電解質としてのLiS−P(モル比75:25)結晶質粉末と、導電助剤としての気相成長炭素繊維粉末とを60:35:5の質量比で秤量し、自転公転ミキサを用いて混合した。
(1-1. Production of positive electrode layer)
LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 (NCA) ternary powder as a positive electrode active material and Li 2 S—P 2 S 5 as a sulfide-based solid electrolyte (molar ratio 75:25) The crystalline powder and the vapor-grown carbon fiber powder as a conductive additive were weighed at a mass ratio of 60: 35: 5 and mixed using a rotation and revolution mixer.

次いで、この混合粉に、結着剤としてのSBRが溶解した脱水キシレン(Xylene)溶液をSBRが混合粉の総質量に対して5.0質量%となるように添加して1次混合液を生成した。さらに、この1次混合液に、粘度調整のための脱水キシレンを適量添加することで、2次混合液を生成した。さらに、混合粉の分散性を向上させるために、直径5mmのジルコニアボールを、空間、混合粉、ジルコニアボール(zirconia ball)がそれぞれ混練容器の全容積に対して1/3ずつを占めるように2次混合液に投入した。これにより生成された3次混合液を自転公転ミキサ(mixer)に投入し、3000rpmで3分撹拌することで、正極層塗工液を生成した。   Next, to this mixed powder, a dehydrated xylene solution in which SBR as a binder is dissolved is added so that SBR is 5.0% by mass with respect to the total mass of the mixed powder, and the primary mixed liquid is added. Generated. Furthermore, a secondary mixed solution was generated by adding an appropriate amount of dehydrated xylene for viscosity adjustment to the primary mixed solution. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, the zirconia balls having a diameter of 5 mm are arranged so that the space, the mixed powder, and the zirconia balls each occupy 1/3 of the total volume of the kneading container. It poured into the next liquid mixture. The tertiary mixture thus produced was charged into a rotating and revolving mixer (mixer) and stirred at 3000 rpm for 3 minutes to produce a positive electrode layer coating solution.

次いで、正極集電体として厚さ20μmのアルミ箔集電体を用意し、卓上スクリーン(screen)印刷機に正極集電体を載置し、孔径が2.0cm×2.0cmで厚さが150μmのメタルマスク(metal mask)を用いて正極層塗工液をシート上に塗工した。その後、正極層塗工液が塗工されたシートを60℃のホットプレート(hot plate)で30分乾燥させた後、80℃で12時間真空乾燥させた。これにより、正極集電体上に正極層を形成した。乾燥後の正極集電体及び正極層の総厚さは165μm前後であった。   Next, an aluminum foil current collector having a thickness of 20 μm was prepared as a positive electrode current collector, and the positive electrode current collector was placed on a desktop screen printing machine, and the thickness was 2.0 cm × 2.0 cm. The positive electrode layer coating solution was applied onto the sheet using a 150 μm metal mask. Thereafter, the sheet coated with the positive electrode layer coating solution was dried on a hot plate at 60 ° C. for 30 minutes, and then vacuum dried at 80 ° C. for 12 hours. Thereby, the positive electrode layer was formed on the positive electrode current collector. The total thickness of the positive electrode current collector and the positive electrode layer after drying was around 165 μm.

(1−2.固体電解質層の作製)
硫化物系固体電解質としてのLiS−P(モル比75:25)結晶質粉末に、SBRが溶解した脱水キシレン溶液をSBRが混合粉の総質量に対して2.0質量%となるように添加して1次混合液を生成した。さらに、この1次混合液に、粘度調整のための脱水キシレンを適量添加することで、2次混合液を生成した。さらに、混合粉の分散性を向上させるために、直径5mmのジルコニアボールを、空間、混合粉、ジルコニアボールがそれぞれ混練容器の全容積に対して1/3ずつを占めるように3次混合液に投入した。これにより生成された3次混合液を自転公転ミキサに投入し、3000rpmで3分撹拌することで、電解質層塗工液を生成した。
(1-2. Production of solid electrolyte layer)
Li 2 S—P 2 S 5 (molar ratio 75:25) as a sulfide-based solid electrolyte In a dehydrated xylene solution in which SBR is dissolved in crystalline powder, SBR is 2.0 mass% with respect to the total mass of the mixed powder. Was added to form a primary mixed solution. Furthermore, a secondary mixed solution was generated by adding an appropriate amount of dehydrated xylene for viscosity adjustment to the primary mixed solution. Furthermore, in order to improve the dispersibility of the mixed powder, a zirconia ball having a diameter of 5 mm is changed into a tertiary mixed liquid so that the space, the mixed powder, and the zirconia ball each occupy 1/3 of the total volume of the kneading container. I put it in. The tertiary mixture produced in this way was put into a rotation and revolution mixer and stirred at 3000 rpm for 3 minutes to produce an electrolyte layer coating solution.

卓上スクリーン印刷機にポリエチレンテレフタレート(PET)製の基材(PET基材)を載置し、孔径が2.5cm×2.5cmで厚さが300μmのメタルマスクを用いて電解質層塗工液をPET基材上に塗工した。その後、40℃のホットプレートで10分乾燥させた後、40℃で12時間真空乾燥させた。これにより、固体電解質層を形成した。乾燥後の固体電解質層の総厚さは180μm前後であった。   A base material made of polyethylene terephthalate (PET) (PET base material) is placed on a desktop screen printing machine, and an electrolyte layer coating solution is applied using a metal mask having a pore size of 2.5 cm × 2.5 cm and a thickness of 300 μm. Coating was performed on a PET substrate. Then, after drying on a 40 degreeC hotplate for 10 minutes, it was vacuum-dried at 40 degreeC for 12 hours. Thereby, a solid electrolyte layer was formed. The total thickness of the solid electrolyte layer after drying was around 180 μm.

(1−3.負極層の作製)
負極集電体として厚さ20μmのニッケル箔集電体を用意し、この負極集電体に幅が2.2cm×2.2cmで厚さ30μmの金属リチウム箔を貼りあわせることで、負極層を作製した。
(1-3. Production of negative electrode layer)
A nickel foil current collector having a thickness of 20 μm is prepared as a negative electrode current collector, and a negative electrode layer is formed by bonding a metal lithium foil having a width of 2.2 cm × 2.2 cm and a thickness of 30 μm to the negative electrode current collector. Produced.

(1−4.全固体二次電池の作製)
実施例1では、以下の工程により予備プレス工程を行った。すなわち、正極層を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした。これにより、正極活物質層プレス工程を行った。プレス後の正極活物質層のかさ密度は2.23g/ccであった。プレスした正極活物質層をφ10mmのトムソン(tomson)刃で打ち抜き、高さおよび質量を測定した。打ち抜いた電極層の質量を体積で割ることで、正極活物質層のかさ密度を見積もった。
(1-4. Production of all-solid secondary battery)
In Example 1, the preliminary press process was performed by the following processes. That is, the positive electrode layer was pressed with a pressure of 10 tons by a uniaxial press. Thereby, the positive electrode active material layer pressing step was performed. The bulk density of the positive electrode active material layer after pressing was 2.23 g / cc. The pressed positive electrode active material layer was punched with a Thomson blade having a diameter of 10 mm, and the height and mass were measured. The bulk density of the positive electrode active material layer was estimated by dividing the mass of the punched electrode layer by the volume.

ついで、固体電解質層プレス工程を行った。実施例1では、固体電解質層作製工程として第2の方法を採用した。具体的には、固体電解質層を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした(固体電解質層単独プレス工程)。固体電解質層は、PET基材とともにプレスされた。プレス後の固体電解質層のかさ密度は1.53g/ccであった。正極活物質のかさ密度を見積もった手法と同様の手法を用いて、固体電解質層のかさ密度を見積もった。   Next, a solid electrolyte layer pressing step was performed. In Example 1, the 2nd method was employ | adopted as a solid electrolyte layer preparation process. Specifically, the solid electrolyte layer was pressed with a pressure of 10 tons with a uniaxial press (solid electrolyte layer single press step). The solid electrolyte layer was pressed with a PET substrate. The bulk density of the solid electrolyte layer after pressing was 1.53 g / cc. The bulk density of the solid electrolyte layer was estimated using a method similar to the method of estimating the bulk density of the positive electrode active material.

ついで、正極層をφ11mmのトムソン刃で打ちぬき、PET基材上の固体電解質層と正極層とを、固体電解質層と正極活物質層とが向かい合うように積層した。ついで、固体電解質層及び正極層をロールギャップ150μmのロールプレス機を用いたドライラミネーション(Dry lamination)法により貼り合わせた。これにより、第1の中間積層体を作製した。ついで、第1の中間積層体を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした(第1の中間積層体プレス工程)。プレス後の正極活物質層のかさ密度は2.27g/ccであり、固体電解質層のかさ密度は1.56g/ccであった。また、固体電解質層の厚さは90μm程度であった。以上の工程により、予備プレス工程を行った。   Subsequently, the positive electrode layer was punched with a Thomson blade having a diameter of 11 mm, and the solid electrolyte layer and the positive electrode layer on the PET substrate were laminated so that the solid electrolyte layer and the positive electrode active material layer faced each other. Next, the solid electrolyte layer and the positive electrode layer were bonded together by a dry lamination method using a roll press machine having a roll gap of 150 μm. This produced the 1st intermediate | middle laminated body. Subsequently, the 1st intermediate laminated body was pressed by the pressure of 10 tons with the uniaxial press (1st intermediate laminated body press process). The bulk density of the positive electrode active material layer after pressing was 2.27 g / cc, and the bulk density of the solid electrolyte layer was 1.56 g / cc. The thickness of the solid electrolyte layer was about 90 μm. The preliminary press process was performed by the above process.

ついで、予備プレス工程後のかさ密度に基づいて、正極活物質層及び固体電解質層の密度比を算出した。具体的には、NCA、LiS−P(モル比75:25)結晶質粉末、及び導電助剤の公称密度は、それぞれ4.6g/cc、1.8g/ccおよび2.1g/ccである。したがって、正極活物質層の真密度は、3.50g/cc(=4.6×0.6+1.8×0.35+2.1×0.05)となり、固体電解質層の真密度は1.8g/ccとなる。したがって、正極活物質層の密度比は64.9%(=2.27/3.50)となり、固体電解質層の密度比は86.7%(=1.56/1.8)となる。なお、本実施例では、計算を簡略化するために、真密度の計算において結着剤を考慮に入れていない。結着剤は、他の構成要素に比べて使用量が少ないので、結着剤を考慮に入れなくても結果にほとんど影響を与えない。また、この時点での密度比が上述した数値範囲の値であれば、本プレス工程後の密度比も必然的に上述した数値範囲の値となる。 Next, the density ratio of the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer was calculated based on the bulk density after the preliminary pressing step. Specifically, the nominal densities of NCA, Li 2 S—P 2 S 5 (molar ratio 75:25) crystalline powder, and conductive aid are 4.6 g / cc, 1.8 g / cc and 2. 1 g / cc. Therefore, the true density of the positive electrode active material layer is 3.50 g / cc (= 4.6 × 0.6 + 1.8 × 0.35 + 2.1 × 0.05), and the true density of the solid electrolyte layer is 1.8 g. / Cc. Therefore, the density ratio of the positive electrode active material layer is 64.9% (= 2.27 / 3.50), and the density ratio of the solid electrolyte layer is 86.7% (= 1.56 / 1.8). In this example, in order to simplify the calculation, the binder is not taken into consideration in the calculation of the true density. Since the binder is used in a smaller amount than other components, the result is hardly affected even if the binder is not taken into consideration. In addition, if the density ratio at this time is a value in the above-described numerical range, the density ratio after the pressing step is necessarily in the above-described numerical range.

さらに、界面Bの算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzを以下の工程で測定した。すなわち、第1の中間積層体の断面をイオンミリング(ion milling)(日立ハイテクノロジーズ社製:E−3500)を用いて切り出した。ついで、断面部をFE−SEM(日本電子社:JSM−7800F)により観察し、断面SEM画像を取得した。図3は実施例1の断面SEM画像である。ついで、上述した方法により界面Bの算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzを測定した。   Further, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B were measured in the following steps. That is, the cross section of the first intermediate laminate was cut out using ion milling (manufactured by Hitachi High-Technologies: E-3500). Subsequently, the cross-sectional part was observed with FE-SEM (JEOL Ltd .: JSM-7800F), and a cross-sectional SEM image was obtained. FIG. 3 is a cross-sectional SEM image of Example 1. Subsequently, the arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B were measured by the method described above.

ついで、負極層をφ13mmのトムソン刃で打ちぬき、第1の中間積層体と負極層とを、固体電解質層と負極活物質層とが向かいあうように積層することで、電極積層体を作製した。ついで、電極積層体を一軸プレス機により3トンの圧力でプレスした。すなわち、本プレス工程を行った。本プレス工程後の固体電解質層の厚さは85μmであった。   Subsequently, the negative electrode layer was punched with a Thomson blade having a diameter of 13 mm, and the first intermediate laminate and the negative electrode layer were laminated so that the solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer faced each other, thereby preparing an electrode laminate. Subsequently, the electrode laminated body was pressed with a pressure of 3 tons by a uniaxial press. That is, this press process was performed. The thickness of the solid electrolyte layer after this pressing step was 85 μm.

ついで、本プレス工程後の電極積層体を、端子を取り付けたアルミニウムラミネートフィルム(Aluminum laminate film)に入れ、真空機で100Paまで真空排気した。ついで、ヒートシール(heat seal)を行い、電極積層体をラミネートフィルム内に封入した。これにより、全固体二次電池(試験用セル)を作製した。   Next, the electrode laminate after this pressing step was placed in an aluminum laminate film having terminals attached thereto, and evacuated to 100 Pa with a vacuum machine. Subsequently, heat seal was performed, and the electrode laminate was sealed in a laminate film. This produced the all-solid-state secondary battery (test cell).

(1−5.短絡の有無)
試験用セルの短絡の有無は、試験用セルの開回路電圧によって判定した。具体的には、試験用セルの閉回路電圧を測定し、当該電圧が2.4V以下のものは短絡が発生していると判定した。短絡が生じたものは、以下のサイクル寿命試験を行わなかった。
(1-5. Presence of short circuit)
The presence or absence of a short circuit in the test cell was determined by the open circuit voltage of the test cell. Specifically, the closed circuit voltage of the test cell was measured, and it was determined that a short circuit occurred when the voltage was 2.4 V or less. The following cycle life test was not performed on the short circuit.

(1−6.サイクル寿命試験)
得られた試験用セルを、45℃で、0.13mAの定電流で、上限電圧4.0Vまで充電し、放電終止電圧2.5Vまで0.13mA放電する充放電サイクルを50サイクル繰り返した。そして、1サイクル目の放電容量(初期容量)に対する50サイクル目の放電容量の比を放電容量の維持率とした。放電容量の測定は東洋システム製充放電評価装置 TOSCAT−3100により行った。放電容量の維持率はサイクル特性を示すパラメータであり、この値が大きいほどサイクル特性に優れている。各実施例及び比較例の特性及び評価結果を表1にまとめて示す。
(1-6. Cycle life test)
The obtained test cell was charged at 45 ° C. with a constant current of 0.13 mA to an upper limit voltage of 4.0 V, and a charge / discharge cycle of discharging 0.13 mA to a discharge end voltage of 2.5 V was repeated 50 cycles. The ratio of the discharge capacity at the 50th cycle to the discharge capacity at the first cycle (initial capacity) was defined as the discharge capacity maintenance rate. The discharge capacity was measured by a charge / discharge evaluation apparatus TOSCAT-3100 manufactured by Toyo System. The discharge capacity retention ratio is a parameter indicating cycle characteristics, and the larger the value, the better the cycle characteristics. Table 1 summarizes the characteristics and evaluation results of each example and comparative example.

(2.実施例2)
固体電解質層プレス工程として第3の方法を行った他は、実施例1と同様の試験を行った。具体的には、実施例2では、以下の予備プレス工程を行った。
(2. Example 2)
The same test as in Example 1 was performed except that the third method was performed as the solid electrolyte layer pressing step. Specifically, in Example 2, the following preliminary pressing process was performed.

正極層10を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした(正極活物質層プレス工程)。プレス後の正極活物質層のかさ密度は2.26g/ccであった。   The positive electrode layer 10 was pressed at a pressure of 10 tons with a uniaxial press (positive electrode active material layer pressing step). The bulk density of the positive electrode active material layer after pressing was 2.26 g / cc.

ついで、正極層をφ11mmのトムソン刃で打ちぬき、PET基材上の固体電解質層と正極層とを、固体電解質層と正極活物質層とが向かい合うように積層した。ついで、固体電解質層及び正極層をロールギャップ150μmのロールプレス機を用いたドライラミネーション法により貼り合わせた。これにより、第2の中間積層体を作製した。ついで、第2の中間積層体を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした(第2の中間積層体プレス工程)。プレス後の正極活物質層のかさ密度は2.29g/ccであり、固体電解質層のかさ密度は1.55g/ccであった。以上の工程により、予備プレス工程を行った。その後、実施例1と同様の工程を行った。なお、界面Bの算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzは、予備プレス後の第2の中間積層体を用いて測定した。結果を表1にまとめて示す。   Subsequently, the positive electrode layer was punched with a Thomson blade having a diameter of 11 mm, and the solid electrolyte layer and the positive electrode layer on the PET substrate were laminated so that the solid electrolyte layer and the positive electrode active material layer faced each other. Subsequently, the solid electrolyte layer and the positive electrode layer were bonded together by a dry lamination method using a roll press machine having a roll gap of 150 μm. This produced the 2nd intermediate laminated body. Subsequently, the 2nd intermediate laminated body was pressed by the pressure of 10 tons with the uniaxial press (2nd intermediate laminated body press process). The bulk density of the positive electrode active material layer after pressing was 2.29 g / cc, and the bulk density of the solid electrolyte layer was 1.55 g / cc. The preliminary press process was performed by the above process. Then, the process similar to Example 1 was performed. The arithmetic average roughness Ra and the maximum height roughness Rz of the interface B were measured using the second intermediate laminate after the preliminary pressing. The results are summarized in Table 1.

(3.実施例3)
固体電解質層プレス工程として第1の方法を行った他は、実施例1と同様の試験を行った。具体的には、実施例3では、以下の予備プレス工程を行った。
(3. Example 3)
The same test as in Example 1 was performed except that the first method was performed as the solid electrolyte layer pressing step. Specifically, in Example 3, the following preliminary pressing process was performed.

すなわち、正極層10を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした(正極活物質層プレス工程)。プレス後の正極活物質層のかさ密度は2.24g/ccであった。   That is, the positive electrode layer 10 was pressed at a pressure of 10 tons with a uniaxial press (positive electrode active material layer pressing step). The bulk density of the positive electrode active material layer after pressing was 2.24 g / cc.

ついで、固体電解質層を一軸プレス機により10トンの圧力でプレスした(固体電解質層単独プレス工程)。固体電解質層は、PET基材とともにプレスされた。プレス後の固体電解質層のかさ密度は1.53g/ccであった。以上の工程により、予備プレス工程を行った。   Next, the solid electrolyte layer was pressed with a pressure of 10 tons with a uniaxial press (solid electrolyte layer single press step). The solid electrolyte layer was pressed with a PET substrate. The bulk density of the solid electrolyte layer after pressing was 1.53 g / cc. The preliminary press process was performed by the above process.

ついで、正極層及び負極層を実施例1で使用したトムソン刃で打ち抜き、正極層、固体電解質層、及び負極層を、固体電解質層と各活物質層とが向かいあうように積層することで、電極積層体を作製した。ついで、電極積層体を一軸プレス機により3トンの圧力でプレスした。すなわち、本プレス工程を行った。その後、実施例1と同様の試験を行った。なお、界面Bの算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzは、本プレス後の電極積層体を用いて測定した。   Next, the positive electrode layer and the negative electrode layer were punched with the Thomson blade used in Example 1, and the positive electrode layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode layer were laminated so that the solid electrolyte layer and each active material layer faced each other. A laminate was produced. Subsequently, the electrode laminated body was pressed with a pressure of 3 tons by a uniaxial press. That is, this press process was performed. Thereafter, the same test as in Example 1 was performed. In addition, arithmetic mean roughness Ra and maximum height roughness Rz of the interface B were measured using the electrode laminated body after this press.

(4.実施例4)
第1の中間積層体プレス工程のプレス圧力を15トンとした他は実施例1と同様の試験を行った。
(4. Example 4)
The same test as in Example 1 was performed except that the pressing pressure in the first intermediate laminate pressing step was 15 tons.

(5.実施例5)
正極活物質層プレス工程及び固体電解質層単独プレス工程のプレス圧力を7トンとした他は実施例1と同様の試験を行った。
(5. Example 5)
The same test as in Example 1 was performed except that the pressing pressure in the positive electrode active material layer pressing step and the solid electrolyte layer single pressing step was 7 tons.

(6.実施例6)
正極活物質層プレス工程のプレス圧力を7トンとした他は実施例2と同様の試験を行った。
(6. Example 6)
The same test as in Example 2 was performed except that the pressing pressure in the positive electrode active material layer pressing step was changed to 7 tons.

(7.実施例7)
実施例7では、正極活物質層および固体電解質層を以下の工程により作製した。すなわち、NCA三元系粉末と、硫化物系固体電解質としてのLiS−P(モル比75:25)非晶質粉末と、導電助剤としての気相成長炭素繊維粉末とを90:7:3の質量比で秤量して使用した他は、実施例4と同様の工程により、正極活物質層を作製した。また、硫化物系固体電解質としてのLiS−P(モル比75:25)非晶質粉末を用いた他は実施例4と同様の工程により、固体電解質層を作製した。
(7. Example 7)
In Example 7, a positive electrode active material layer and a solid electrolyte layer were produced by the following steps. That is, an NCA ternary powder, a Li 2 S—P 2 S 5 (molar ratio 75:25) amorphous powder as a sulfide-based solid electrolyte, and a vapor-grown carbon fiber powder as a conductive additive A positive electrode active material layer was produced in the same manner as in Example 4 except that it was used by weighing at a mass ratio of 90: 7: 3. Further, the same process as Li 2 S-P 2 S 5 ( molar ratio 75:25) was used amorphous powder Example 4 of the sulfide-based solid electrolyte, to prepare a solid electrolyte layer.

また、予備プレス工程として以下の工程を行った。すなわち、真空引きを行いながら正極層を一軸プレス機により15トンの圧力でプレスした(正極活物質層プレス工程)。ついで、真空引きを行いながら固体電解質層を一軸プレス機により15トンの圧力でプレスした(固体電解質層単独プレス工程)。その後、実施例4と同様の工程(具体的には、第1の中間積層体プレス工程)を行った。以上の工程により予備プレス工程を行った。予備プレス工程後の正極活物質層のかさ密度は3.82g/ccであった。また、予備プレス後の固体電解質層のかさ密度は1.77g/ccであった。この時の、正極活物質層の真密度は、4.33g/cc(=4.6×0.9+1.8×0.07+2.1×0.03)となり、密度比は88.2%(=3.82/4.33)となる。また、固体電解質層の真密度は、98.3%(=1.77/1.8)となる。上記以外の工程は実施例4と同様とした。   Moreover, the following processes were performed as a preliminary press process. That is, the positive electrode layer was pressed at a pressure of 15 tons with a uniaxial press while evacuating (positive electrode active material layer pressing step). Next, the solid electrolyte layer was pressed at a pressure of 15 tons with a uniaxial press while evacuating (solid electrolyte layer single pressing step). Then, the process (specifically 1st intermediate | middle laminated body press process) similar to Example 4 was performed. The preliminary press process was performed by the above process. The bulk density of the positive electrode active material layer after the preliminary pressing step was 3.82 g / cc. Further, the bulk density of the solid electrolyte layer after the preliminary pressing was 1.77 g / cc. The true density of the positive electrode active material layer at this time is 4.33 g / cc (= 4.6 × 0.9 + 1.8 × 0.07 + 2.1 × 0.03), and the density ratio is 88.2% ( = 3.82 / 4.33). The true density of the solid electrolyte layer is 98.3% (= 1.77 / 1.8). The other steps were the same as in Example 4.

(8.比較例1)
正極活物質層プレス工程及び固体電解質層単独プレス工程を行わなかった他は実施例1と同様の試験を行った。図7は、比較例1の算術平均粗さRa及び最大高さ粗さRzの測定に使用した断面SEM写真を示す。
(8. Comparative Example 1)
The same test as in Example 1 was performed except that the positive electrode active material layer pressing step and the solid electrolyte layer single pressing step were not performed. FIG. 7 shows a cross-sectional SEM photograph used for measurement of arithmetic average roughness Ra and maximum height roughness Rz of Comparative Example 1.

(9.比較例2)
予備プレス工程における全てのプレス圧力を3トンとした他は実施例1と同様の試験を行った。
(9. Comparative Example 2)
The same test as in Example 1 was performed except that all the pressing pressures in the preliminary pressing step were changed to 3 tons.

(10.比較例3)
正極活物質層プレス工程を行わなかった他は実施例1と同様の試験を行った。
(10. Comparative Example 3)
The same test as in Example 1 was performed except that the positive electrode active material layer pressing step was not performed.

(11.比較例4)
正極活物質層プレス工程を行わなかった他は実施例3と同様の試験を行った。
(11. Comparative Example 4)
The same test as in Example 3 was performed except that the positive electrode active material layer pressing step was not performed.

(12.比較例5)
固体電解質層単独プレス工程を行わなかった他は実施例3と同様の試験を行った。
(12. Comparative Example 5)
The same test as in Example 3 was performed except that the solid electrolyte layer single pressing step was not performed.

(13.比較例6)
固体電解質層の作製に厚さ600μmのメタルマスクを使用した他は、比較例1と同様の試験を行った。
(13. Comparative Example 6)
The same test as in Comparative Example 1 was performed, except that a metal mask having a thickness of 600 μm was used for the production of the solid electrolyte layer.

(14.比較例7)
予備プレス工程を行わなかった他は実施例3と同様の試験を行った。つまり、比較例7では、本プレス工程のみ行った。各層のかさ密度、界面Bの算術平均粗さRa、最大高さ粗さRzは、本プレス後の電極積層体を用いて測定した。
(14. Comparative Example 7)
The same test as in Example 3 was performed except that the preliminary pressing step was not performed. That is, in the comparative example 7, only this press process was performed. The bulk density of each layer, the arithmetic average roughness Ra of the interface B, and the maximum height roughness Rz were measured using the electrode laminate after this pressing.

(15.参考例1)
固体電解質層の作製に厚さ1200μmのメタルマスクを使用した他は、比較例1と同様の試験を行った。
(15. Reference Example 1)
A test similar to that of Comparative Example 1 was performed except that a metal mask having a thickness of 1200 μm was used for the production of the solid electrolyte layer.

(16.参考例2)
負極層を以下の工程により作製した他は、比較例1と同様の試験を行った。すなわち、負極活物質としての黒鉛粉末(80℃で24時間真空乾燥したもの)と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)とを95.0:5.0の質量比で秤量した。そして、これらの材料と適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを自転公転ミキサに投入し、3000rpmで3分撹拌した後、1分脱泡処理することで、負極層塗工液を生成した。
(16. Reference example 2)
A test similar to that of Comparative Example 1 was performed, except that the negative electrode layer was produced by the following steps. That is, graphite powder (which was vacuum-dried at 80 ° C. for 24 hours) as a negative electrode active material and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were weighed at a mass ratio of 95.0: 5.0. Then, these materials and an appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) are put into a rotation and revolution mixer, stirred at 3000 rpm for 3 minutes, and then subjected to defoaming treatment for 1 minute, whereby a negative electrode layer coating liquid is obtained. Generated.

次いで、負極集電体として厚さ20μmのニッケル箔集電部材を用意し、孔径が2.2cm×2.2cmで厚みが250μmのメタルマスクを用いて電解質層塗工液をニッケル集電部材上に塗工した。負極層塗工液が塗工されたシートを、80℃に加熱された乾燥機内に収納し、15分乾燥した。さらに、乾燥後のシートを80℃で24時間真空乾燥を行った。これにより、負極層を生成した。負極層の厚みは140μm前後であった。   Next, a nickel foil current collector having a thickness of 20 μm is prepared as a negative electrode current collector, and the electrolyte layer coating solution is applied onto the nickel current collector using a metal mask having a pore size of 2.2 cm × 2.2 cm and a thickness of 250 μm. Coated. The sheet coated with the negative electrode layer coating solution was housed in a dryer heated to 80 ° C. and dried for 15 minutes. Further, the dried sheet was vacuum dried at 80 ° C. for 24 hours. This produced the negative electrode layer. The thickness of the negative electrode layer was around 140 μm.

(17.参考例3)
参考例3では、以下の工程により非水電解質二次電池を作製した。その後、実施例1と同様にサイクル寿命試験を行った。
(17. Reference example 3)
In Reference Example 3, a nonaqueous electrolyte secondary battery was produced by the following process. Thereafter, a cycle life test was conducted in the same manner as in Example 1.

(17−1.正極層の作製)
正極活物質としてのNCA三元系粉末と、導電助剤としてのアセチレンブラックとを97:3質量比で秤量し、混合した。次いで、この混合粉に、結着剤としてのPVdFが溶解したNMP溶液をPVdFが混合粉の総質量に対して3.0質量%となるように添加して1次混合液を生成した。さらに、この1次混合液に、粘度調整のためNMPを適量添加することで、2次混合液を生成した。これにより生成された2次混合液を自転公転ミキサに投入し、2000rpmで3分撹拌することで、正極層塗工液を生成した。
(17-1. Preparation of positive electrode layer)
NCA ternary powder as a positive electrode active material and acetylene black as a conductive additive were weighed in a 97: 3 mass ratio and mixed. Next, an NMP solution in which PVdF as a binder was dissolved was added to the mixed powder so that the PVdF was 3.0% by mass with respect to the total mass of the mixed powder to produce a primary mixed solution. Furthermore, a secondary mixture was produced by adding an appropriate amount of NMP to the primary mixture for viscosity adjustment. The secondary mixed solution thus produced was put into a rotation and revolution mixer and stirred at 2000 rpm for 3 minutes to produce a positive electrode layer coating solution.

次いで、正極集電体として厚さ20μmのアルミ箔集電体を用意し、卓上スクリーン印刷機に正極集電体を載置し、孔径が2.0cm×2.0cmで厚みが150μmのメタルマスクを用いて正極層塗工液をシート上に塗工した。その後、正極層塗工液が塗工されたシートを100℃のホットプレートで30分乾燥させた後、180℃で12時間真空乾燥させた。これにより、正極集電体上に正極活物質層を形成した。乾燥後の正極集電体及び正極活物質層の総厚さは120μm前後であった。   Next, an aluminum foil current collector having a thickness of 20 μm was prepared as a positive electrode current collector, and the positive electrode current collector was placed on a desktop screen printing machine, and a metal mask having a hole diameter of 2.0 cm × 2.0 cm and a thickness of 150 μm. The positive electrode layer coating solution was applied onto the sheet using Then, after drying the sheet | seat with which the positive electrode layer coating liquid was coated with a 100 degreeC hotplate for 30 minutes, it was vacuum-dried at 180 degreeC for 12 hours. Thereby, the positive electrode active material layer was formed on the positive electrode current collector. The total thickness of the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer after drying was around 120 μm.

正極層に対して、一軸プレス機を用いて3トンの圧力で第1の加圧成型を行った。加圧後の正極層の密度は、2.33g/ccであった。正極層をφ11mmのトムソン刃で打ちぬいた。   A first pressure molding was performed on the positive electrode layer at a pressure of 3 tons using a uniaxial press. The density of the positive electrode layer after pressurization was 2.33 g / cc. The positive electrode layer was beaten with a Thomson blade having a diameter of 11 mm.

(17−2.負極層の作製)
負極集電体として厚さ20μmの銅箔集電体を用意し、厚さ30μmの金属リチウム箔を貼りあわせて負極層を作製した。負極層をφ13mmのトムソン刃で打ちぬいた。
(17-2. Production of negative electrode layer)
A copper foil current collector with a thickness of 20 μm was prepared as a negative electrode current collector, and a metal lithium foil with a thickness of 30 μm was bonded to prepare a negative electrode layer. The negative electrode layer was beaten with a Thomson blade having a diameter of 13 mm.

(17−3.非水電解質二次電池の作製)
セパレータは、多孔質ポリエチレンフィルム(polyethylene film)(φ15.5mm、厚さ12μm)を用いた。セパレータを正極層および負極層で挟むことにより、電極積層体を作製した。電極積層体を2032コインハーフセル(coin half cell)に加工した。
(17-3. Production of non-aqueous electrolyte secondary battery)
As the separator, a porous polyethylene film (φ15.5 mm, thickness 12 μm) was used. An electrode laminate was produced by sandwiching the separator between the positive electrode layer and the negative electrode layer. The electrode laminate was processed into a 2032 coin half cell.

ついで、エチレンカーボネート(ethylene carbonate)とジメチルカーボネート(dimethyl carbonate)とを3:7の体積比で混合した非水溶媒に、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)を1.3mol/Lの濃度となるように溶解し、電解液を製造した。製造した電解液を2032コインハーフセルに注入することで、電解液をセパレータに含浸させた。これにより、非水電解質二次電池を作製した。   Next, lithium hexafluorophosphate (LiPF6) is adjusted to a concentration of 1.3 mol / L in a nonaqueous solvent in which ethylene carbonate and dimethyl carbonate are mixed at a volume ratio of 3: 7. To obtain an electrolyte solution. The separator was impregnated with the electrolytic solution by injecting the manufactured electrolytic solution into a 2032 coin half cell. Thereby, a non-aqueous electrolyte secondary battery was produced.

NCAおよびアセチレンブラックの公称密度は、それぞれ4.6g/ccおよび2.1g/ccである。したがって、正極活物質層の真密度は4.53g/cc(=4.6×0.97+2.1×0.03)となり、密度比は51.4%(=2.33/4.53)となる。   The nominal densities of NCA and acetylene black are 4.6 g / cc and 2.1 g / cc, respectively. Therefore, the true density of the positive electrode active material layer is 4.53 g / cc (= 4.6 × 0.97 + 2.1 × 0.03), and the density ratio is 51.4% (= 2.33 / 4.53). It becomes.

表1によれば、実施例1〜7は、本実施形態の要件を満たすので、作製直後で短絡を生じさせておらず、かつ、維持率も高い(言い換えれば、短絡が生じにくい)。なお、実施例7では、非晶質の固体電解質を使用しているので初期容量が他の実施例より若干低下した。ただし、実用上問題となる値ではなかった。これに対し、比較例1では、正極活物質層プレス工程及び固体電解質層単独プレス工程を行っていないので、界面Bが荒くなった。このため、充放電中の早期に短絡が生じた。   According to Table 1, since Examples 1 to 7 satisfy the requirements of the present embodiment, they do not cause a short circuit immediately after fabrication and have a high maintenance rate (in other words, a short circuit is difficult to occur). In Example 7, since an amorphous solid electrolyte was used, the initial capacity was slightly lower than in the other examples. However, the value was not a problem for practical use. In contrast, in Comparative Example 1, since the positive electrode active material layer pressing step and the solid electrolyte layer single pressing step were not performed, the interface B became rough. For this reason, a short circuit occurred early during charging and discharging.

比較例2では、プレス圧力が低いため、界面Bが荒くなり、かつ、各層の密度比が小さくなった。このため、試験用セルが作製直後で短絡を生じた。比較例3、4では、正極活物質層プレス工程を行っていないので、界面Bが荒くなった。このため、充放電中の早期に短絡が生じた。比較例4では、第1の中間積層体プレス工程も行っていないので、正極活物質層の密度比も小さくなった。比較例5では、固体電解質層単独プレス工程を行わなかったので、固体電解質層の密度比が小さくなった。このため、試験用セルが作製直後で短絡を生じた。また、固体電解質層の厚さも大きくなった。比較例6では、固体電解質層が比較例1に比べて厚いため、短絡までのサイクル数が若干増加したものの、短絡を避けることはできなかった。比較例7では、予備プレス工程を行っていないので、界面Bがあれるのみならず、各層の密度比が小さくなった。このため、試験用セルが作製直後で短絡を生じた。   In Comparative Example 2, since the press pressure was low, the interface B became rough and the density ratio of each layer became small. For this reason, a short circuit occurred immediately after the test cell was produced. In Comparative Examples 3 and 4, since the positive electrode active material layer pressing step was not performed, the interface B became rough. For this reason, a short circuit occurred early during charging and discharging. In Comparative Example 4, since the first intermediate laminate pressing process was not performed, the density ratio of the positive electrode active material layer was also reduced. In Comparative Example 5, since the solid electrolyte layer single pressing step was not performed, the density ratio of the solid electrolyte layer was reduced. For this reason, a short circuit occurred immediately after the test cell was produced. In addition, the thickness of the solid electrolyte layer was increased. In Comparative Example 6, since the solid electrolyte layer was thicker than in Comparative Example 1, the number of cycles until the short circuit increased slightly, but the short circuit could not be avoided. In Comparative Example 7, since the preliminary pressing process was not performed, not only the interface B was formed but also the density ratio of each layer was reduced. For this reason, a short circuit occurred immediately after the test cell was produced.

参考例1は、比較例1において固体電解質層を非常に厚くしたものである。固体電解質層を非常に厚くすることで、短絡を抑制することができたが、エネルギー密度は極めて小さくなった。したがって、実用的ではない。参考例2は、比較例1において負極活物質をグラファイト系にしたものである。負極活物質をグラファイト系にした場合、そもそも本実施形態が着目する問題は生じないが、エネルギー密度が小さくなる。参考例3は、非水電解質二次電池である。実施例1〜7と比較すると、実施例1〜7は、参考例3と同程度の特性が得られていることがわかる。したがって、実施例1〜7は、非水電解質二次電池と同程度の電池特性を実現しつつ、全固体二次電池のメリット(例えば、安全性がより高い等)を享受することができる。   In Reference Example 1, the solid electrolyte layer in Comparative Example 1 is very thick. By making the solid electrolyte layer very thick, a short circuit could be suppressed, but the energy density became extremely small. Therefore, it is not practical. In Reference Example 2, the negative electrode active material in Comparative Example 1 is made of graphite. When the negative electrode active material is made of graphite, the problem focused on by the present embodiment does not arise in the first place, but the energy density becomes small. Reference Example 3 is a nonaqueous electrolyte secondary battery. When compared with Examples 1 to 7, it can be seen that Examples 1 to 7 have the same characteristics as Reference Example 3. Therefore, Examples 1-7 can enjoy the merit (for example, higher safety | security etc.) of an all-solid-state secondary battery, implement | achieving the battery characteristic comparable as a nonaqueous electrolyte secondary battery.

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited to such examples. It is obvious that a person having ordinary knowledge in the technical field to which the present invention pertains can come up with various changes or modifications within the scope of the technical idea described in the claims. Of course, it is understood that these also belong to the technical scope of the present invention.

1 全固体二次電池
10 正極層
11 正極集電体
12 正極活物質層
20 負極層
21 負極集電体
22 負極活物質層
30 固体電解質層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 All-solid-state secondary battery 10 Positive electrode layer 11 Positive electrode collector 12 Positive electrode active material layer 20 Negative electrode layer 21 Negative electrode collector 22 Negative electrode active material layer 30 Solid electrolyte layer

Claims (9)

正極活物質層と、
金属リチウムを含む負極活物質層と、
前記正極活物質層及び前記負極活物質層の間に配置された固体電解質層と、を含み、
前記正極活物質層と前記固体電解質層との界面の算術平均粗さRaが1.0μm以下であり、
前記固体電解質層の密度比が80%以上であることを特徴とする、全固体二次電池。
A positive electrode active material layer;
A negative electrode active material layer containing metallic lithium;
A solid electrolyte layer disposed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
The arithmetic average roughness Ra of the interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is 1.0 μm or less,
An all-solid secondary battery, wherein a density ratio of the solid electrolyte layer is 80% or more.
前記正極活物質層の密度比が60%以上であることを特徴とする、請求項1記載の全固体二次電池。   The all-solid-state secondary battery according to claim 1, wherein a density ratio of the positive electrode active material layer is 60% or more. 前記正極活物質層と前記固体電解質層との界面の最大高さ粗さRzが4.5μm以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載の全固体二次電池。   3. The all-solid-state secondary battery according to claim 1, wherein a maximum height roughness Rz of an interface between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer is 4.5 μm or less. 前記固体電解質層の厚さが100μm以下であることを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の全固体二次電池。   The all-solid-state secondary battery according to claim 1, wherein a thickness of the solid electrolyte layer is 100 μm or less. 請求項1〜4の何れか1項に記載の全固体二次電池を製造する全固体二次電池の製造方法であって、
正極活物質層を作製する正極活物質作製工程と、
金属リチウムを含む負極活物質層を作製する負極活物質層作製工程と、
固体電解質層を作製する固体電解質層作製工程と、
前記正極活物質層及び前記固体電解質層を予備プレスする予備プレス工程と、
前記予備プレス工程でプレスされた前記正極活物質層及び前記固体電解質層と、前記負極活物質層との積層体である電極積層体をプレスする本プレス工程と、を含み、
前記予備プレス工程は、
前記正極活物質層を前記固体電解質層に積層する前に、前記正極活物質層をプレスする正極活物質層プレス工程と、
前記固体電解質層を前記負極活物質層に積層する前に、前記固体電解質層をプレスする固体電解質層プレス工程と、を含むことを特徴とする、全固体二次電池の製造方法。
A method for producing an all-solid-state secondary battery for producing the all-solid-state secondary battery according to claim 1,
A positive electrode active material production step of producing a positive electrode active material layer;
A negative electrode active material layer preparation step of preparing a negative electrode active material layer containing metallic lithium;
A solid electrolyte layer production step for producing a solid electrolyte layer;
A pre-pressing step of pre-pressing the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer;
Pressing the electrode laminate, which is a laminate of the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer pressed in the preliminary press step, and the negative electrode active material layer, and
The preliminary pressing step
A positive electrode active material layer pressing step of pressing the positive electrode active material layer before laminating the positive electrode active material layer on the solid electrolyte layer;
A solid electrolyte layer pressing step of pressing the solid electrolyte layer before laminating the solid electrolyte layer on the negative electrode active material layer.
前記正極活物質層プレス工程では、前記正極活物質層を正極集電体とともにプレスすることを特徴とする、請求項5記載の全固体二次電池の製造方法。   6. The method for producing an all-solid-state secondary battery according to claim 5, wherein, in the positive electrode active material layer pressing step, the positive electrode active material layer is pressed together with a positive electrode current collector. 前記固体電解質層プレス工程は、
前記固体電解質層を前記正極活物質層プレス工程でプレスされた前記正極活物質層に積層する前に、前記固体電解質層をプレスする固体電解質層単独プレス工程を含むことを特徴とする、請求項5または6に記載の全固体二次電池の製造方法。
The solid electrolyte layer pressing step includes:
The solid electrolyte layer single press step of pressing the solid electrolyte layer before laminating the solid electrolyte layer on the positive electrode active material layer pressed in the positive electrode active material layer pressing step. 7. A method for producing an all solid state secondary battery according to 5 or 6.
前記固体電解質層プレス工程は、
前記固体電解質層単独プレス工程と、
前記固体電解質層単独プレス工程でプレスされた前記固体電解質層と、前記正極活物質層プレス工程でプレスされた前記正極活物質層との積層体である第1の中間積層体をプレスする第1の中間積層体プレス工程と、を含むことを特徴とする、請求項7記載の全固体二次電池の製造方法。
The solid electrolyte layer pressing step includes:
The solid electrolyte layer single pressing step;
A first intermediate laminate is pressed, which is a laminate of the solid electrolyte layer pressed in the solid electrolyte layer single pressing step and the positive electrode active material layer pressed in the positive electrode active material layer pressing step. The method for producing an all-solid-state secondary battery according to claim 7, comprising: an intermediate laminate pressing step.
前記固体電解質層プレス工程は、
前記固体電解質層と、前記正極活物質層プレス工程でプレスされた前記正極活物質層との積層体である第2の中間積層体をプレスする第2の中間積層体プレス工程を含むことを特徴とする、請求項5または6に記載の全固体二次電池の製造方法。
The solid electrolyte layer pressing step includes:
Including a second intermediate laminate pressing step of pressing a second intermediate laminate that is a laminate of the solid electrolyte layer and the positive electrode active material layer pressed in the positive electrode active material layer pressing step. The manufacturing method of the all-solid-state secondary battery of Claim 5 or 6.
JP2017106438A 2017-05-30 2017-05-30 Manufacturing method of all-solid-state secondary battery and all-solid-state secondary battery Active JP7075726B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017106438A JP7075726B2 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Manufacturing method of all-solid-state secondary battery and all-solid-state secondary battery
US15/990,898 US10886515B2 (en) 2017-05-30 2018-05-29 All-solid secondary battery and method of preparing the same
KR1020180061192A KR102566410B1 (en) 2017-05-30 2018-05-29 all solid secondary battery and manufacturing thereof
US17/108,139 US11799171B2 (en) 2017-05-30 2020-12-01 All-solid secondary battery and method of preparing the same
JP2022029863A JP7337984B2 (en) 2017-05-30 2022-02-28 All-solid secondary battery

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017106438A JP7075726B2 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Manufacturing method of all-solid-state secondary battery and all-solid-state secondary battery

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022029863A Division JP7337984B2 (en) 2017-05-30 2022-02-28 All-solid secondary battery

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018206469A true JP2018206469A (en) 2018-12-27
JP7075726B2 JP7075726B2 (en) 2022-05-26

Family

ID=64957354

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017106438A Active JP7075726B2 (en) 2017-05-30 2017-05-30 Manufacturing method of all-solid-state secondary battery and all-solid-state secondary battery
JP2022029863A Active JP7337984B2 (en) 2017-05-30 2022-02-28 All-solid secondary battery

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2022029863A Active JP7337984B2 (en) 2017-05-30 2022-02-28 All-solid secondary battery

Country Status (1)

Country Link
JP (2) JP7075726B2 (en)

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111710915A (en) * 2020-06-28 2020-09-25 宜春清陶能源科技有限公司 Solid-state lithium ion battery
JP2021077640A (en) * 2019-11-08 2021-05-20 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. Negative electrode layer for all-solid secondary battery, all-solid secondary battery including the same, and manufacturing method for the same
JP2021128883A (en) * 2020-02-14 2021-09-02 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode for all-solid-state battery
JP2021128884A (en) * 2020-02-14 2021-09-02 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode for all-solid-state battery
KR20220013508A (en) * 2020-07-23 2022-02-04 한국생산기술연구원 Method of manufacturing all solid lithium secondary battery comprising high density solid electrolyte and method of manufacturing bipolar all solid lithium secondary battery comprising the same
JP2022124945A (en) * 2021-02-16 2022-08-26 マクセル株式会社 All-solid secondary battery and manufacturing method thereof
JP2022158106A (en) * 2021-04-01 2022-10-17 マクセル株式会社 All-solid-state secondary battery and production method thereof
JP2022173135A (en) * 2021-05-06 2022-11-17 三星エスディアイ株式会社 Electrode structure and all-solid secondary battery including the same
JPWO2022264406A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22
WO2023054455A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-06 富士フイルム株式会社 Sheet for electrode, all-solid secondary battery, and methods for producing sheet for electrode, electrode sheet, and all-solid secondary battery
US11715845B2 (en) 2019-09-02 2023-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. All solid battery
JP2023536628A (en) * 2020-08-04 2023-08-28 ソリッド パワー オペレーティング, インコーポレイティド METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATED SOLID ELECTROLYTE COMPONENT AND ELECTROCHEMICAL CELL USING THE SAME
JP2023161322A (en) * 2022-04-25 2023-11-07 トヨタ自動車株式会社 All-solid battery
JP2023554013A (en) * 2020-12-15 2023-12-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Anode structure manufacturing method, vacuum deposition system, anode structure, and lithium battery layer stack
WO2025253590A1 (en) * 2024-06-06 2025-12-11 日産自動車株式会社 Method for producing all-solid-state battery

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080422A (en) * 2008-04-10 2010-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Electrode body and nonaqueous electrolyte battery
JP2010170854A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2010177024A (en) * 2009-01-29 2010-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd Positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, method for manufacturing the same, and nonaqueous electrolyte battery
JP2012009193A (en) * 2010-06-23 2012-01-12 Ngk Insulators Ltd Positive electrode of lithium secondary battery and lithium secondary battery
JP2013149373A (en) * 2012-01-17 2013-08-01 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Solid electrolyte material, all-solid-state battery, and method for manufacturing solid electrolyte material
JP2015097150A (en) * 2013-11-15 2015-05-21 セイコーエプソン株式会社 Battery electrode body, electrode composite, and lithium battery
JP2015195183A (en) * 2014-03-28 2015-11-05 富士フイルム株式会社 All-solid secondary battery, method for producing battery electrode sheet, and method for producing all-solid secondary battery
JP2017062938A (en) * 2015-09-24 2017-03-30 トヨタ自動車株式会社 Methods for manufacturing electrode laminate and all-solid battery

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107210427A (en) * 2015-01-23 2017-09-26 日本碍子株式会社 All-solid-state battery positive plate, all-solid-state battery
JP6621077B2 (en) * 2015-05-19 2019-12-18 日本特殊陶業株式会社 Lithium secondary battery system and control method of lithium secondary battery system

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010080422A (en) * 2008-04-10 2010-04-08 Sumitomo Electric Ind Ltd Electrode body and nonaqueous electrolyte battery
JP2010170854A (en) * 2009-01-23 2010-08-05 Sumitomo Electric Ind Ltd Method of manufacturing positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, and nonaqueous electrolyte battery
JP2010177024A (en) * 2009-01-29 2010-08-12 Sumitomo Electric Ind Ltd Positive electrode for nonaqueous electrolyte battery, method for manufacturing the same, and nonaqueous electrolyte battery
JP2012009193A (en) * 2010-06-23 2012-01-12 Ngk Insulators Ltd Positive electrode of lithium secondary battery and lithium secondary battery
JP2013149373A (en) * 2012-01-17 2013-08-01 National Institute Of Advanced Industrial & Technology Solid electrolyte material, all-solid-state battery, and method for manufacturing solid electrolyte material
JP2015097150A (en) * 2013-11-15 2015-05-21 セイコーエプソン株式会社 Battery electrode body, electrode composite, and lithium battery
JP2015195183A (en) * 2014-03-28 2015-11-05 富士フイルム株式会社 All-solid secondary battery, method for producing battery electrode sheet, and method for producing all-solid secondary battery
JP2017062938A (en) * 2015-09-24 2017-03-30 トヨタ自動車株式会社 Methods for manufacturing electrode laminate and all-solid battery

Cited By (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11715845B2 (en) 2019-09-02 2023-08-01 Samsung Electronics Co., Ltd. All solid battery
JP7140812B2 (en) 2019-11-08 2022-09-21 三星エスディアイ株式会社 Negative electrode layer for all-solid secondary battery, all-solid secondary battery including the same, and manufacturing method thereof
JP2021077640A (en) * 2019-11-08 2021-05-20 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. Negative electrode layer for all-solid secondary battery, all-solid secondary battery including the same, and manufacturing method for the same
JP2021128883A (en) * 2020-02-14 2021-09-02 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode for all-solid-state battery
JP2021128884A (en) * 2020-02-14 2021-09-02 トヨタ自動車株式会社 Negative electrode for all-solid-state battery
CN111710915A (en) * 2020-06-28 2020-09-25 宜春清陶能源科技有限公司 Solid-state lithium ion battery
CN111710915B (en) * 2020-06-28 2022-12-16 宜春清陶能源科技有限公司 Solid-state lithium ion battery
KR102397881B1 (en) * 2020-07-23 2022-05-16 한국생산기술연구원 Method of manufacturing all solid lithium secondary battery comprising high density solid electrolyte and method of manufacturing bipolar all solid lithium secondary battery comprising the same
KR20220013508A (en) * 2020-07-23 2022-02-04 한국생산기술연구원 Method of manufacturing all solid lithium secondary battery comprising high density solid electrolyte and method of manufacturing bipolar all solid lithium secondary battery comprising the same
JP2023536628A (en) * 2020-08-04 2023-08-28 ソリッド パワー オペレーティング, インコーポレイティド METHOD FOR MANUFACTURING LAMINATED SOLID ELECTROLYTE COMPONENT AND ELECTROCHEMICAL CELL USING THE SAME
JP2023554013A (en) * 2020-12-15 2023-12-26 アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド Anode structure manufacturing method, vacuum deposition system, anode structure, and lithium battery layer stack
JP2022124945A (en) * 2021-02-16 2022-08-26 マクセル株式会社 All-solid secondary battery and manufacturing method thereof
JP7624322B2 (en) 2021-02-16 2025-01-30 マクセル株式会社 All-solid-state secondary battery and method for producing same
JP2025124777A (en) * 2021-04-01 2025-08-26 マクセル株式会社 All-solid-state secondary battery and method for manufacturing the same
JP2022158106A (en) * 2021-04-01 2022-10-17 マクセル株式会社 All-solid-state secondary battery and production method thereof
JP7581279B2 (en) 2021-05-06 2024-11-12 三星エスディアイ株式会社 Electrode structure and all-solid-state secondary battery including same
JP2022173135A (en) * 2021-05-06 2022-11-17 三星エスディアイ株式会社 Electrode structure and all-solid secondary battery including the same
JPWO2022264406A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22
JP7680781B2 (en) 2021-06-18 2025-05-21 TeraWatt Technology株式会社 Lithium secondary battery
WO2023054455A1 (en) * 2021-09-29 2023-04-06 富士フイルム株式会社 Sheet for electrode, all-solid secondary battery, and methods for producing sheet for electrode, electrode sheet, and all-solid secondary battery
JP2023161322A (en) * 2022-04-25 2023-11-07 トヨタ自動車株式会社 All-solid battery
JP7582245B2 (en) 2022-04-25 2024-11-13 トヨタ自動車株式会社 All-solid-state battery
WO2025253590A1 (en) * 2024-06-06 2025-12-11 日産自動車株式会社 Method for producing all-solid-state battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022060596A (en) 2022-04-14
JP7337984B2 (en) 2023-09-04
JP7075726B2 (en) 2022-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7337984B2 (en) All-solid secondary battery
JP2024096936A (en) All-solid-state secondary battery and charging method thereof
JP7028354B2 (en) All-solid-state lithium-ion secondary battery
JP7251069B2 (en) All-solid-state battery and manufacturing method thereof
JP7573370B2 (en) All-solid-state secondary battery, its manufacturing method, its use method and its charging method
JP6597701B2 (en) Negative electrode mixture, negative electrode including the negative electrode mixture, and all-solid-state lithium ion secondary battery including the negative electrode
US11799171B2 (en) All-solid secondary battery and method of preparing the same
JP6927292B2 (en) All-solid-state lithium-ion secondary battery
JP2018129159A (en) Negative electrode for all-solid-state secondary battery and all-solid-state secondary battery
JP2018120705A (en) Positive electrode active material for all solid state secondary battery, positive electrode active material layer for all solid state secondary battery, and all solid state secondary battery
JP7516552B2 (en) All-solid-state secondary battery
JP6776994B2 (en) Manufacturing method of all-solid-state lithium-ion secondary battery
JP2019121558A (en) All-solid secondary battery, lamination all-solid secondary battery and manufacturing method of all-solid secondary battery
WO2018139449A1 (en) Manufacturing method for electrode for all-solid-state battery and manufacturing method for all solid-state-battery
JP6776995B2 (en) Manufacturing method of all-solid-state lithium-ion secondary battery
JP6576033B2 (en) Lithium ion secondary battery and method for producing positive electrode active material for lithium ion secondary battery
KR102566410B1 (en) all solid secondary battery and manufacturing thereof
CN111224094B (en) Lithium ion battery positive electrode material, preparation method thereof and lithium ion battery
JP7226359B2 (en) Negative electrode for all-solid-state battery
JP6593381B2 (en) Negative electrode mixture for all solid lithium ion secondary battery, negative electrode including the negative electrode mixture, and all solid lithium ion secondary battery including the negative electrode
JP7582270B2 (en) Electrode layer
JP2014146431A (en) Positive electrode material for electric power storage devices
JP2025019588A (en) Anode for all-solid-state secondary battery and all-solid-state secondary battery
JP2022119107A (en) All-solid-state rechargeable battery
JP2022128794A (en) All solid-state battery

Legal Events

Date Code Title Description
RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20180629

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20180706

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200407

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210302

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210602

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20211102

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220228

C60 Trial request (containing other claim documents, opposition documents)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C60

Effective date: 20220228

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20220308

C21 Notice of transfer of a case for reconsideration by examiners before appeal proceedings

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: C21

Effective date: 20220310

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: 20220510

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20220516

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7075726

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250