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公開番号2023038432
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-03-17
出願番号2021145144
出願日2021-09-07
発明の名称全固体電池
出願人マクセル株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 10/052 20100101AFI20230310BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】内部に侵入する水分による特性低下を抑制し得る全固体電池を提供する。本発明の全固体電池は、SDGsの目標12、3、7および11に関係する。
【解決手段】本発明の全固体電池は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に配置された固体電解質層を有する電極積層体が、外装体の内部に封入されており、前記外装体内部の空隙部分に、硫化物系固体電解質の粒子(A)が配置されていることを特徴とするものである。本発明の全固体電池は、電極積層体を構成する正極、負極および固体電解質層のうちの少なくとも1つが硫化物系固体電解質を含有していることが好ましい。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
正極、負極、および前記正極と前記負極との間に配置された固体電解質層を有する電極積層体が、外装体の内部に封入された全固体電池であって、
前記外装体内部の空隙部分に、硫化物系固体電解質の粒子（Ａ）が配置されていることを特徴とする全固体電池。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記電極積層体を構成する前記正極、前記負極および前記固体電解質層のうちの少なくとも１つが硫化物系固体電解質を含有している請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記硫化物系固体電解質の粒子（Ａ）の質量が、前記電極積層体の質量の０．２％以上である請求項１または２に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記硫化物系固体電解質の粒子（Ａ）は、比表面積が０．７ｍ
２
／ｇ以上である請求項１～３のいずれかに記載の全固体電池。
【請求項５】
前記電極積層体がペレット状で、コイン形の外装体の内部に封入されており、
前記硫化物系固体電解質の粒子（Ａ）が、前記電極積層体の径方向における周囲に配置されている請求項１～４のいずれかに記載の全固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、内部に侵入する水分による特性低下を抑制し得る全固体電池に関するものである。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータなどのポータブル電子機器の発達や、電気自動車の実用化などに伴い、小型・軽量で、かつ高容量・高エネルギー密度の電池が必要とされるようになってきている。
【０００３】
現在、この要求に応え得るリチウム電池、特にリチウムイオン電池では、非水電解質として有機溶媒とリチウム塩とを含む有機電解液が用いられている。
【０００４】
そして、リチウムイオン電池の適用機器のさらなる発達に伴って、リチウムイオン電池のさらなる長寿命化・高容量化・高エネルギー密度化が求められていると共に、長寿命化・高容量化・高エネルギー密度化したリチウムイオン電池の信頼性も高く求められている。
【０００５】
しかし、リチウムイオン電池に用いられている有機電解液は、可燃性物質である有機溶媒を含んでいるため、電池に短絡などの異常事態が発生した際に、有機電解液が異常発熱する可能性がある。また、近年のリチウムイオン電池の高エネルギー密度化および有機電解液中の有機溶媒量の増加傾向に伴い、より一層リチウムイオン電池の信頼性が求められている。
【０００６】
以上のような状況において、有機溶媒を用いない全固体型のリチウム電池（全固体電池）が注目されている。全固体電池は、従来の有機溶媒系電解質に代えて、有機溶媒を用いない固体電解質の成形体を用いるものであり、固体電解質の異常発熱の虞がなく、高い安全性を備えている。
【０００７】
また、全固体電池は、高い安全性だけではなく、高い信頼性および高い耐環境性を有し、かつ長寿命であるため、社会の発展に寄与すると同時に安心、安全にも貢献し続けることができるメンテナンスフリーの電池として期待されている。全固体電池の社会への提供により、国際連合が制定する持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の１７の目標のうち、目標１２（持続可能な生産消費形態を確保する）、目標３（あらゆる年齢のすべての人々の健康的な生活を確保し、福祉を促進する）、目標７（すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する）、および目標１１〔包摂的で安全かつ強靭（レジリエント）で持続可能な都市および人間居住を実現する〕の達成に貢献することができる。
【０００８】
なお、全固体電池においても、種々の改良が試みられており、例えば、特許文献１には、正極および負極のうちのいずれか一方の電極を固体電解質層で覆うことで、電池の製造時に、正極や負極から脱離する活物質粒子によって、正極と負極との間に介在する電解質層が汚染されて引き起こされる短絡を防止する技術が提案されている。
【０００９】
ところで、リチウム電池においては、内部に侵入する水分によって内部抵抗の増大や容量低下といった各種特性の低下が生じる問題があり、このような問題の発生を防止することの要請がある。
【００１０】
例えば、特許文献２には、金属容器に比して外部の水分が内部に侵入しやすい合成樹脂製のハウジング（外装体）を用い、また、例えば支持電解質と溶媒とゲル化のための高分子とを含む非流動性電解質層を用いた電池において、内部に吸湿剤を配置することで、前記のような問題の発生を回避する技術が提案されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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