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公開番号2023077223
公報種別公開特許公報(A)
公開日2023-06-05
出願番号2021190443
出願日2021-11-24
発明の名称全固体電池及びその製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社,東レ株式会社,パナソニックホールディングス株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人,個人,個人
主分類H01M 50/534 20210101AFI20230529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】本開示は、新規な構成を有する全固体電池を提供する。
【解決手段】本開示の全固体電池は、正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層をこの順に積層してなる構成単位セルを少なくとも一つ有している全固体電池であって、前記構成単位セルの、前記正極集電体層側の面及び/又は前記負極集電体層側の面に、接続導体層が積層されている、全固体電池である。前記接続導体層の電気抵抗率は、前記接続導体が積層されている前記正極集電体層又は前記負極集電体層の電気抵抗率よりも小さいことが好ましい。前記接続導体層の電気抵抗率は、1×10^-6Ωm以下であることが好ましい。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体層をこの順に積層してなる構成単位セルを少なくとも一つ有している全固体電池であって、
前記構成単位セルの、前記正極集電体層側の面及び／又は前記負極集電体層側の面に、接続導体層が積層されている、全固体電池。
続きを表示（約 510 文字）【請求項２】
前記接続導体層の電気抵抗率は、前記接続導体層が積層されている前記正極集電体層又は前記負極集電体層の電気抵抗率よりも小さい、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記接続導体層の電気抵抗率は、１×１０
－６
Ωｍ以下である、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記接続導体層は、銅製及び／又はアルミニウム製である、請求項１～３のいずれか一項に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記負極活物質層は、硫化物系固体電解質を含有しており、かつ前記負極集電体層は、ステンレス鋼製又はニッケル製である、請求項１～４のいずれか一項に記載の全固体電池。
【請求項６】
前記構成単位セルと前記接続導体層とを交互に積層し、又は前記構成単位セルと前記接続導体とを重ねた小ユニットを積層して、積層体を形成する工程、
得られた前記積層体の前記接続導体層に正極端子及び負極端子を接続する工程、及び
前記積層体を外装体で封止する工程、
をこの順に有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の全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、全固体電池及びその製造方法に関するものである。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
全固体電池は、従来の電解液系のリチウムイオン電池に用いられるセパレーター層と電解液を固体電解質に置き換えた構成を有し、固体電解質の難燃性が高いこと、冷却ユニットを必要としないことによりパックエネルギー密度が高くなること、ハイレート充電が可能であることなどの特性から、特に自動車用途に向けた実用化が期待されている。
【０００３】
全固体電池の構造について、特許文献１には、固体電解質の一方の面に正極電極層、他方の面に負極電極層が形成されてなる単位セルを、正極集電体及び負極集電体を介して積み重ね、正極集電体をまとめて正極端子に、負極集電体をまとめて負極端子にそれぞれ接続し、電池外部に端子を取り出す構造が開示されている。しかしながら、かかる構造においては、集電体と端子との接続部の電気抵抗により電池の内部抵抗が増加する課題があった。
【０００４】
これに対して、特許文献２には、正極集電体が、電極積層体のそれぞれの前記正極層同士を電気的に接続するように、折込まれて配置されており、負極集電体が、前記電極積層体のそれぞれの負極層同士を電気的に接続するように、折込まれて配置されている、積層型全固体電池構造が開示されている。これにより、従来構造における正極、負極集電体と端子との接続部の電気抵抗を低減することができる。しかしながら、かかる構造においては、製造工程が煩雑になる課題があった。
【０００５】
一方、固体電解質に硫黄を含み、銅を集電体とする場合、硫化銅が生成して電気抵抗が増加する課題があった。そこで、特許文献３には、硫化銅の生成を抑え、導電性に優れた全固体電池として、電解銅箔、圧延銅箔又は銅合金箔の両面に、ニッケル皮膜を形成した全固体電池用負極集電体と、硫黄を含む固体電解質を有する全固体電池が開示されている。しかしながら、かかる構造においては、積層体がすべて接合されているため、一部の層に不具合があった場合でも該当箇所のみを交換することができず、生産時の歩留まりが低いことが課題であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１４－１１６１５６号公報
特開２０２０－１１３４３４号公報
特開２０１６－９５２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本開示は、新規な構成を有する全固体電池を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための構成は、以下のとおりである：
《態様１》
正極集電体層、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、負極集電体層をこの順に積層してなる構成単位セルを少なくとも一つ有している全固体電池であって、
前記構成単位セルの、前記正極集電体層側の面及び／又は前記負極集電体層側の面に、接続導体層が積層されている、全固体電池。
《態様２》
前記接続導体層の電気抵抗率は、前記接続導体が積層されている前記正極集電体層又は前記負極集電体層の電気抵抗率よりも小さい、態様１に記載の全固体電池。
《態様３》
前記接続導体層の電気抵抗率は、１×１０
－６
Ωｍ以下である、態様１又は２に記載の全固体電池。
《態様４》
前記接続導体層は、銅製及び／又はアルミニウム製である、態様１～３のいずれか一つに記載の全固体電池。
《態様５》
前記負極活物質層は、硫化物系固体電解質を含有しており、かつ前記負極集電体層は、ステンレス鋼製又はニッケル製である、態様１～４のいずれか一つに記載の全固体電池。
《態様６》
前記構成単位セルと前記接続導体層とを交互に積層し、又は前記構成単位セルと前記接続導体とを重ねた小ユニットを積層して、積層体を形成する工程、
得られた前記積層体の前記接続導体層に正極端子及び負極端子を接続する工程、及び
前記積層体を外装体で封止する工程、
をこの順に有する、態様１～５のいずれか一つに記載の全固体電池の製造方法。
【発明の効果】
【０００９】
本開示によれば、新規な構成を有する全固体電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
図１は、本開示の第１の実施形態に従う全固体電池１Ａが有している構成単位セル１０Ａを示す模式図である。
図２は、本開示の第１実施形態に従う全固体電池１Ａの模式図である。
図３は、本開示の第１の実施形態に係る全固体電池１Ａを積層方向から見たときの平面図である。
図４は、本開示の第２の実施形態に従う全固体電池１Ｂの模式図である。
図５は、本開示の第３の実施形態に従う全固体電池１Ｃの模式図である。
図６は、本開示の第４の実施形態に従う全固体電池１Ｄの模式図である。
図７は、本開示の第５の実施形態に従う全固体電池１Ｅの模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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