特開 2024-78660 固体電池およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024078660

(43)【公開日】2024-06-11

(54)【発明の名称】固体電池およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0585 20100101AFI20240604BHJP

   H01M 10/0562 20100101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

H01M10/0585

H01M10/0562

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022191135

(22)【出願日】2022-11-30

(71)【出願人】

【識別番号】000005326

【氏名又は名称】本田技研工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100106002

【弁理士】

【氏名又は名称】正林 真之

(74)【代理人】

【識別番号】100120891

【弁理士】

【氏名又は名称】林 一好

(74)【代理人】

【識別番号】100160794

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 寛明

(72)【発明者】

【氏名】田中 俊充

(72)【発明者】

【氏名】谷内 拓哉

【テーマコード（参考）】

5H029

【Ｆターム（参考）】

5H029AJ14

5H029AK01

5H029AK03

5H029AK05

5H029AL01

5H029AL02

5H029AL04

5H029AL06

5H029AL07

5H029AL11

5H029AL12

5H029AM12

5H029BJ12

5H029DJ15

5H029HJ05

5H029HJ12

(57)【要約】

【課題】製造時に電極の延びおよびズレの発生を抑制するとともに、電極積層体を積層して使用しても、積層ズレの発生を抑制することが可能な固体電池を提供する。
【解決手段】固体電池１０は、第１固定部材１１ａ上に、正極合材層１１ｃ、固体電解質層１１ｄ、負極合材層１１ｅおよび第２固定部材１１ｇが順次積層されている電極積層体１１を備える。固体電池１０は、正極合材層１１ｃの外周部に、第１ガイド部材１２が配置されており、負極合材層１１ｅの外周部に、第２ガイド部材１３が配置されている。第１ガイド部材１２は、固体電解質層１１ｄに接合されており、第２ガイド部材１３は、固体電解質層１１ｄおよび第２固定部材１１ｇに接合されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１固定部材上に、第１電極合材層、固体電解質層、第２電極合材層および第２固定部材が順次積層されている電極積層体を備え、
前記第１電極合材層の外周部に、第１ガイド部材が配置されており、
前記第２電極合材層の外周部に、第２ガイド部材が配置されており、
前記第１ガイド部材は、前記固体電解質層および／または前記第１固定部材に接合されており、
前記第２ガイド部材は、前記固体電解質層および／または前記第２固定部材に接合されている、固体電池。

【請求項2】

前記固体電解質層、前記第１固定部材、前記第２固定部材、前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材の少なくとも一つは、不織布を含み、
前記固体電解質層中の前記不織布の含有量は、前記第１固定部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記第２固定部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記第１ガイド部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記第２ガイド部材中の前記不織布の含有量以下であり、
前記固体電解質層中の前記不織布の平均繊維径は、前記第１固定部材中の前記不織布の平均繊維径以下であり、前記第２固定部材中の前記不織布の平均繊維径以下であり、前記第１ガイド部材中の前記不織布の平均繊維径以下であり、前記第２ガイド部材中の前記不織布の平均繊維径以下である、請求項１に記載の固体電池。

【請求項3】

前記固体電解質層、前記第１固定部材、前記第２固定部材、前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材は、それぞれバインダを含み、
前記固体電解質層中の前記バインダの含有量は、それぞれ、前記第１固定部材中の前記バインダの含有量以下であり、前記第２固定部材中の前記バインダの含有量以下であり、前記第１ガイド部材中の前記バインダの含有量以下であり、前記第２ガイド部材中の前記バインダの含有量以下である、請求項１に記載の固体電池。

【請求項4】

前記第１電極合材層および前記第２電極合材層は、それぞれ正極合材層および負極合材層であり、
前記第２ガイド部材は、弾性部材であり、
前記第１固定部材、前記第２固定部材および前記第１ガイド部材は、それぞれ前記第２ガイド部材よりもヤング率が高い弾性部材である、請求項１に記載の固体電池。

【請求項5】

請求項１に記載の固体電池を製造する方法であって、
前記第１固定部材上に、前記第１ガイド部材を配置する第１配置工程と、
前記第１固定部材上の前記第１ガイド部材が配置されていない領域に、前記第１電極合材層を配置する第２配置工程と、
前記第１ガイド部材および前記第１電極合材層上に、前記固体電解質層を配置する第３配置工程と、
前記固体電解質層上に、前記第２ガイド部材を配置する第４配置工程と、
前記固体電解質層上の前記第２ガイド部材が配置されていない領域に、前記第２電極合材層を配置する第５配置工程と、
前記第２ガイド部材および前記第２電極合材層上に、前記第２固定部材を配置する第６配置工程と、
前記第１ガイド部材を前記固体電解質層および／または前記第１固定部材に接合するとともに、前記第２ガイド部材を前記固体電解質層および／または前記第２固定部材に接合する接合工程と、を含む、固体電池の製造方法。

【請求項6】

前記第１配置工程および前記第２配置工程の間に、前記第１固定部材および前記第１ガイド部材を仮接合する仮接合工程をさらに含む、請求項５に記載の固体電池の製造方法。

【請求項7】

前記第３配置工程および前記第４配置工程の間に、前記第１ガイド部材および前記固体電解質層を仮接合する仮接合工程をさらに含む、請求項５に記載の固体電池の製造方法。

【請求項8】

前記第４配置工程および前記第５配置工程の間に、前記固体電解質層および前記第２ガイド部材を仮接合する仮接合工程をさらに含む、請求項５に記載の固体電池の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、固体電池および固体電池の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、多くの人々が手頃で信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池の研究開発が実施されている。

【0003】

二次電池としては、正極合材層、固体電解質層および負極合材層が順次積層されている電極積層体を備える固体電池が知られている。

【0004】

特許文献１には、正極と、正極よりも大きい面積を有する負極とが固体電解質層を介して積層されてなる全固体電池の製造方法が記載されている。具体的には、正極の外周部における負極との間に形成される空隙部の一部に、正極の厚み以下の厚みを有する絶縁体を、正極と絶縁体との間に隙間を設けて配置し、絶縁体を含む正極と負極との間に固体電解質層を介在させて両面から加圧する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５－１６２３５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、全固体電池の製造時に、電極（正極および負極）の延びおよびズレが発生する。その結果、短絡が発生したり、部材の割れや皺が発生したりする要因となる。また、正極と、負極とが固体電解質層を介して積層されてなる電極積層体を積層して使用する場合に、集電体同士が接するため、振動、衝突等により、積層ズレが発生する。

【0007】

本発明は、製造時に電極の延びおよびズレの発生を抑制するとともに、電極積層体を積層して使用しても、積層ズレの発生を抑制することが可能な固体電池を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）第１固定部材上に、第１電極合材層、固体電解質層、第２電極合材層および第２固定部材が順次積層されている電極積層体を備え、前記第１電極合材層の外周部に、第１ガイド部材が配置されており、前記第２電極合材層の外周部に、第２ガイド部材が配置されており、前記第１ガイド部材は、前記固体電解質層および／または前記第１固定部材に接合されており、前記第２ガイド部材は、前記固体電解質層および／または前記第２固定部材に接合されている、固体電池。

【0009】

（２）前記固体電解質層、前記第１固定部材、前記第２固定部材、前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材の少なくとも一つは、不織布を含み、前記固体電解質層中の前記不織布の含有量は、前記第１固定部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記第２固定部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記第１ガイド部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記第２ガイド部材中の前記不織布の含有量以下であり、前記固体電解質層中の前記不織布の平均繊維径は、前記第１固定部材中の前記不織布の平均繊維径以下であり、前記第２固定部材中の前記不織布の平均繊維径以下であり、前記第１ガイド部材中の前記不織布の平均繊維径以下であり、前記第２ガイド部材中の前記不織布の平均繊維径以下である、（１）に記載の固体電池。

【0010】

（３）前記固体電解質層、前記第１固定部材、前記第２固定部材、前記第１ガイド部材および前記第２ガイド部材は、それぞれバインダを含み、前記固体電解質層中の前記バインダの含有量は、それぞれ、前記第１固定部材中の前記バインダの含有量以下であり、前記第２固定部材中の前記バインダの含有量以下であり、前記第１ガイド部材中の前記バインダの含有量以下であり、前記第２ガイド部材中の前記バインダの含有量以下である、（１）に記載の固体電池。

【0011】

（４）前記第１電極合材層および前記第２電極合材層は、それぞれ正極合材層および負極合材層であり、前記第２ガイド部材は、弾性部材であり、前記第１固定部材、前記第２固定部材および前記第１ガイド部材は、それぞれ前記第２ガイド部材よりもヤング率が高い弾性部材である、（１）に記載の固体電池。

【0012】

（５）（１）から（４）のいずれか一項に記載の固体電池を製造する方法であって、前記第１固定部材上に、前記第１ガイド部材を配置する第１配置工程と、前記第１固定部材上の前記第１ガイド部材が配置されていない領域に、前記第１電極合材層を配置する第２配置工程と、前記第１ガイド部材および前記第１電極合材層上に、前記固体電解質層を配置する第３配置工程と、前記固体電解質層上に、前記第２ガイド部材を配置する第４配置工程と、前記固体電解質層上の前記第２ガイド部材が配置されていない領域に、前記第２電極合材層を配置する第５配置工程と、前記第２ガイド部材および前記第２電極合材層上に、前記第２固定部材を配置する第６配置工程と、前記第１ガイド部材を前記固体電解質層および／または前記第１固定部材に接合するとともに、前記第２ガイド部材を前記固体電解質層および／または前記第２固定部材に接合する接合工程と、を含む、固体電池の製造方法。

【0013】

（６）前記第１配置工程および前記第２配置工程の間に、前記第１固定部材および前記第１ガイド部材を仮接合する仮接合工程をさらに含む、（５）に記載の固体電池の製造方法。

【0014】

（７）前記第３配置工程および前記第４配置工程の間に、前記第１ガイド部材および前記固体電解質層を仮接合する仮接合工程をさらに含む、（５）または（６）に記載の固体電池の製造方法。

【0015】

（８）前記第４配置工程および前記第５配置工程の間に、前記固体電解質層および前記第２ガイド部材を仮接合する仮接合工程をさらに含む、（５）から（７）のいずれか一項に記載の固体電池の製造方法。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、製造時に電極の延びおよびズレの発生を抑制するとともに、電極積層体を積層して使用しても、積層ズレの発生を抑制することが可能な固体電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態の固体電池の一例を示す断面図である。

【図2】図１の固体電池の変形例を示す断面図である。

【図3】本実施形態の固体電池の他の例を示す断面図である。

【図4】図３の固体電池の変形例を示す断面図である。

【図5】本実施形態の固体電池の他の例を示す断面図である。

【図6】本実施形態の固体電池の製造方法の一例を示す上面図（その１）である。

【図7】本実施形態の固体電池の製造方法の一例を示す上面図（その２）である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

【0019】

図１に、本実施形態の固体電池の一例を示す。

【0020】

固体電池１０は、第１固定部材１１ａ上に、正極集電体１１ｂ、第１電極合材層としての、正極合材層１１ｃ、固体電解質層１１ｄ、第２電極合材層としての、負極合材層１１ｅ、負極集電体１１ｆおよび第２固定部材１１ｇが順次積層されている電極積層体１１を備える。このため、電極積層体１１を積層して使用しても、積層ズレの発生が抑制される。ここで、正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃの外周部に、第１ガイド部材１２が配置されているとともに、負極合材層１１ｅおよび負極集電体１１ｆの外周部に、第２ガイド部材１３が配置されており、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３の間に固体電解質層１１ｄが介在している。また、第１ガイド部材１２は、第１固定部材１１ａおよび固体電解質層１１ｄに接合されているため、固体電池１０の製造時に、正極（正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃ）の延びおよびズレの発生が抑制される。さらに、第２ガイド部材１３は、固体電解質層１１ｄおよび第２固定部材１１ｇに接合されているため、固体電池１０の製造時に、負極（負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅ）の延びおよびズレの発生が抑制される。

【0021】

なお、負極合材層１１ｅがリチウム金属層である場合、負極合材層１１ｅは、初期状態で存在していなくてもよい。すなわち、固体電池１０は、アノードフリーであってもよい。

【0022】

第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇ、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３を構成する材料としては、電子伝導性を有していなければ、特に限定されないが、例えば、ゴム、ウレタン樹脂等のバインダ、不織布、固体電解質等が挙げられる。

【0023】

固体電解質層１１ｄ、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇ、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３が、それぞれ不織布を含む場合、固体電解質層１１ｄ中の不織布の含有量は、第１固定部材１１ａ中の不織布の含有量以下であり、第２固定部材１１ｇ中の不織布の含有量以下であり、第１ガイド部材１２中の不織布の含有量以下であり、第２ガイド部材１３中の不織布の含有量以下であることが好ましい。また、固体電解質層１１ｄ中の不織布の平均繊維径は、第１固定部材１１ａ中の不織布の平均繊維径以下であり、第２固定部材１１ｇ中の不織布の平均繊維径以下であり、第１ガイド部材１２中の不織布の平均繊維径以下であり、第２ガイド部材１３中の不織布の平均繊維径以下であることが好ましい。これにより、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇ、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３の強度を固体電解質層１１ｄの強度以上にすることができる。

【0024】

固体電解質層１１ｄ、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇ、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３が、それぞれバインダを含む場合、固体電解質層１１ｄ中の不織布の含有量は、それぞれ、第１固定部材１１ａ中のバインダの含有量以下であり、第２固定部材１１ｇ中のバインダの含有量以下であり、第１ガイド部材１２中のバインダの含有量以下であり、第２ガイド部材１３中のバインダの含有量以下であることが好ましい。これにより、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇ、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３の強度を固体電解質層１１ｄの強度以上にすることができる。

【0025】

なお、固体電解質層１１ｄ、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇ、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３を構成する材料は、異なっていてもよいが、同一であることが好ましい。これにより、第１ガイド部材１２の第１固定部材１１ａおよび固体電解質層１１ｄとの接合強度ならびに第２ガイド部材１３の固体電解質層１１ｄおよび第２固定部材１１ｇとの接合強度が向上するため、固体電池１０の製造時に、正極合材層１１ｃおよび負極合材層１１ｅのズレの発生が抑制される。

【0026】

図２に、固体電池１０の変形例を示す。

【0027】

固体電池１０Ａは、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３Ａの間に固体電解質層１１ｄが介在しないように、電極積層体１１Ａが配置されている以外は、固体電池１０と同様の構成である。すなわち、固体電解質層１１ｄ、負極合材層１１ｅおよび負極集電体１１ｆの外周部に、第２ガイド部材１３Ａが配置されている。また、第１ガイド部材１２は、前記第１固定部材１１ａおよび第２ガイド部材１３に接合されており、第２ガイド部材１３は、第２固定部材１１ｇおよび第１ガイド部材１２に接合されている。

【0028】

図３に、本実施形態の固体電池の他の例を示す。

【0029】

固体電池２０は、第１固定部材１１ａ上に、負極集電体１１ｆ、負極合材層１１ｅ、固体電解質層１１ｄ、正極合材層１１ｃ、正極集電体１１ｂ、正極合材層１１ｃ、固体電解質層１１ｄ、負極合材層１１ｅ、負極集電体１１ｆおよび第２固定部材１１ｇが順次積層されている電極積層体２１を備える。このため、電極積層体１１を積層して使用しても、積層ズレの発生が抑制される。なお、電極積層体２１は、積層構造が異なる以外は、電極積層体１１と同様である。ここで、正極合材層１１ｃ、正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃの外周部に、第１ガイド部材２２が配置されており、負極合材層１１ｅおよび負極集電体１１ｆの外周部に、第２ガイド部材２３が配置されている。また、第１ガイド部材２２は、電極積層体２１の積層方向の両側に配置されている固体電解質層１１ｄに接合されているため、固体電池２０の製造時に、正極（正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃ）の延びおよびズレの発生が抑制される。さらに、第２ガイド部材２３は、固体電解質層１１ｄと、第１固定部材１１ａまたは第２固定部材１１ｇとに接合されているため、固体電池２０の製造時に、負極（負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅ）の延びおよびズレの発生が抑制される。

【0030】

なお、負極合材層１１ｅがリチウム金属層である場合、負極合材層１１ｅは、初期状態で存在していなくてもよい。すなわち、固体電池２０は、アノードフリーであってもよい。

【0031】

第２ガイド部材２３は、弾性部材であり、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇおよび第１ガイド部材２２は、それぞれ第２ガイド部材２３よりもヤング率が高い弾性部材である。このため、固体電池２０の充放電に伴い、負極合材層１１ｅが膨張収縮しても、負極合材層１１ｅの変位が吸収される。ここで、第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇおよび第１ガイド部材２２のヤング率は、例えば、５００ＭＰａ以上５０００ＭＰａ未満であり、第２ガイド部材２３のヤング率は、例えば、５ＭＰａ以上５００ＭＰａ未満である。

【0032】

第１固定部材１１ａ、第２固定部材１１ｇおよび第１ガイド部材２２を構成する弾性材料としては、特に限定されないが、例えば、不織布、固体電解質等が挙げられる。

【0033】

第２ガイド部材２３としては、特に限定されないが、例えば、バネ等が挙げられる。

【0034】

図４に、固体電池２０の変形例を示す。

【0035】

固体電池２０Ａは、正極集電体１１ｂ、正極合材層１１ｃおよび第１ガイド部材２２と、負極集電体１１ｆ、負極合材層１１ｅおよび第２ガイド部材２３の配置を逆にする以外は、固体電池２０と同様の構成である。すなわち、電極積層体２１Ａは、第１固定部材１１ａ上に、正極集電体１１ｂ、正極合材層１１ｃ、固体電解質層１１ｄ、負極合材層１１ｅ、負極集電体１１ｆ、負極合材層１１ｅ、固体電解質層１１ｄ、正極合材層１１ｃ、正極集電体１１ｂおよび第２固定部材１１ｇが順次積層されている。また、負極合材層１１ｅ、負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅの外周部に、第２ガイド部材２３Ａが配置されており、正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃの外周部に、第１ガイド部材２２Ａが配置されている。

【0036】

図５に、本実施形態の固体電池の他の例を示す。

【0037】

固体電池３０は、複数の電極積層体２１が積層されており、第１ガイド部材２２および第２ガイド部材２３の代わりに、第１ガイド部材１２および第２ガイド部材１３（図１参照）が使用されている以外は、固体電池２０と同様である。

【0038】

図６および図７に、本実施形態の固体電池の製造方法の一例として、固体電池１０の製造方法を示す。

【0039】

固体電池１０の製造方法は、第１固定部材１１ａ上に、第１ガイド部材１２（図６（ａ）参照）を配置する第１配置工程と、第１固定部材１１ａ上の第１ガイド部材１２が配置されていない領域に、正極集電体１１ｂ（図６（ｂ）参照）および正極合材層１１ｃ（図６（ｃ）参照）を配置する第２配置工程と、を含む。なお、第２配置工程では、予め正極集電体１１ｂ上に正極合材層１１ｃが形成されている正極を使用するが、正極を構成する部材の配置を明確にするために、図６（ｂ）および（ｃ）を示す。ここで、第１固定部材１１ａ、正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃは、矩形状である。また、正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃは、面積が同一であり、正極集電体１１ｂから、正極タブ４１が延出している。さらに、第１ガイド部材１２は、正極集電体１１ｂおよび正極タブ４１の外周部の形状に対応するように、内周部が形成されている。

【0040】

なお、固体電池１０の製造方法は、第１配置工程および前記第２配置工程の間に、第１固定部材１１ａおよび第１ガイド部材１２を仮接合する仮接合工程をさらに含んでいてもよい。仮接合工程における仮接合方法としては、特に限定されないが、加圧接合法等が挙げられる。

【0041】

固体電池１０の製造方法は、第１ガイド部材１２および正極合材層１１ｃ上に、固体電解質層１１ｄ（図６（ｄ）参照）を配置する第３配置工程と、固体電解質層１１ｄ上に、第２ガイド部材１３（図７（ａ）参照）を配置する第４配置工程と、を含む。ここで、固体電解質層１１ｄは、矩形状であり、第１固定部材１１ａおよび固体電解質層１１ｄは、面積が同一である。

【0042】

なお、固体電池１０の製造方法は、第３配置工程および前記第４配置工程の間に、第１ガイド部材１２および固体電解質層１１ｄを仮接合する仮接合工程をさらに含んでいてもよい。仮接合工程における仮接合方法としては、特に限定されないが、加圧接合法等が挙げられる。

【0043】

固体電池１０の製造方法は、固体電解質層１１ｄ上の第２ガイド部材１３が配置されていない領域に、負極合材層１１ｅ（図７（ｂ）参照）および負極集電体１１ｆ（図７（ｃ）参照）を配置する第５配置工程を含む。なお、第５配置工程では、予め負極集電体１１ｆ上に負極合材層１１ｅが形成されている負極を使用するが、負極を構成する部材の配置を明確にするために、図７（ｂ）および（ｃ）を示す。ここで、負極合材層１１ｅおよび負極集電体１１ｆは、矩形状である。また、負極合材層１１ｅおよび負極集電体１１ｆは、面積が同一であり、負極集電体１１ｆから、負極タブ５１が延出している。さらに、第２ガイド部材１３は、負極合材層１１ｅおよび負極集電体１１ｆの外周部の形状に対応するように、内周部が形成されている。

【0044】

なお、固体電池１０の製造方法は、第４配置工程および前記第５配置工程の間に、固体電解質層１１ｄおよび第２ガイド部材１３を仮接合する仮接合工程をさらに含んでいてもよい。仮接合工程における仮接合方法としては、特に限定されないが、加圧接合法等が挙げられる。

【0045】

固体電池１０の製造方法は、第２ガイド部材１３および負極合材層１１ｅ上に、第２固定部材１１ｇ（図７（ｄ）を配置する第６配置工程と、第１ガイド部材１２を第１固定部材１１ａおよび固体電解質層１１ｄに接合するとともに、第２ガイド部材１３を固体電解質層１１ｄおよび第２固定部材１１ｇに接合する接合工程と、を含む。ここで、第２固定部材１１ｇは、矩形状であり、第２固定部材１１ｇおよび固体電解質層１１ｄは、面積が同一である。接合工程における接合方法としては、特に限定されないが、加圧接合法等が挙げられる。

【0046】

なお、固体電池１０Ａは、第３配置工程および第４配置工程の順序を逆にする以外は、固体電池１０と同様にして、製造することができる。

【0047】

また、固体電池２０および３０は、固体電池１０と同様にして、製造することができる。ここで、以下のようにして、予め３個の部材を作製した後に、３個の部材を積層して、固体電池２０および３０を製造してもよい。まず、第１固定部材１１ａ上に、負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅが順次積層されており、負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅの外周部に、第２ガイド部材２３が配置されている部材を作製する。同様にして、第２固定部材１１ｇ上に、負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅが順次積層されており、負極集電体１１ｆおよび負極合材層１１ｅの外周部に、第２ガイド部材２３が配置されている部材を作製する。また、固体電解質層１１ｄ上に、正極合材層１１ｃ、正極集電体１１ｂ、正極合材層１１ｃおよび固体電解質層１１ｄが順次積層されており、正極合材層１１ｃ、正極集電体１１ｂおよび正極合材層１１ｃの外周部に、第１ガイド部材２２が配置されている部材を作製する。

【0048】

さらに、固体電池２０Ａは、正極集電体１１ｂ、正極合材層１１ｃおよび第１ガイド部材２２と、負極集電体１１ｆ、負極合材層１１ｅおよび第２ガイド部材２３の配置を逆にする以外は、固体電池２０と同様にして、製造することができる。

【0049】

以下、本実施形態の固体電池が全固体リチウム二次電池である場合について説明する。

【0050】

正極集電体としては、特に限定されないが、例えば、アルミニウム箔等が挙げられる。

【0051】

正極合材層は、正極活物質を含み、固体電解質、導電助剤、結着剤等をさらに含んでいてもよい。

【0052】

正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出することが可能であれば、特に限定されないが、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、Ｌｉ（Ｎｉ_５／１０Ｃｏ_２／１０Ｍｎ_３／１０）Ｏ_２、Ｌｉ（Ｎｉ_６／１０Ｃｏ_２／１０Ｍｎ_２／１０）Ｏ_２、Ｌｉ（Ｎｉ_８／１０Ｃｏ_１／１０Ｍｎ_１／１０）Ｏ_２、Ｌｉ（Ｎｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５）Ｏ_２、Ｌｉ（Ｎｉ_１／６Ｃｏ_４／６Ｍｎ_１／６）Ｏ_２、Ｌｉ（Ｎｉ_１／３Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３）Ｏ_２、ＬｉＣｏＯ_４、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＦｅＰＯ_４、硫化リチウム、硫黄等が挙げられる。

【0053】

固体電解質層は、例えば、不織布に固体電解質を含浸させることにより得られる。

【0054】

固体電解質としては、リチウムイオンを伝導することが可能な材料であれば、特に限定されないが、例えば、酸化物系電解質、硫化物系電解質等が挙げられる。

【0055】

負極合材層は、負極活物質を含み、固体電解質、導電助剤、結着剤等をさらに含んでいてもよい。

【0056】

負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵および放出することが可能であれば、特に限定されないが、例えば、金属リチウム、リチウム合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、Ｓｉ、ＳｉＯ、炭素材料等が挙げられる。炭素材料としては、例えば、人工黒鉛、天然黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン等が挙げられる。

【0057】

負極集電体としては、特に限定されないが、例えば、銅箔等が挙げられる。

【0058】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨の範囲内で、上記の実施形態を適宜変更してもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０、１０Ａ、２０、２０Ａ、３０ 固体電池
１１、１１Ａ、２１、２１Ａ 電極積層体
１１ａ 第１固定部材
１１ｂ 正極集電体
１１ｃ 正極合材層
１１ｄ 固体電解質層
１１ｅ 負極合材層
１１ｆ 負極集電体
１１ｇ 第２固定部材
１２、２２、２２Ａ 第１ガイド部材
１３、１３Ａ、２３、２３Ａ 第２ガイド部材
４１ 正極タブ
５１ 負極タブ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】