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公開番号2024180534
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-12-26
出願番号2024178646,2021517128
出願日2024-10-11,2020-04-16
発明の名称固体二次電池の作製方法
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20241219BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】固体二次電池の作製を全自動化できる製造装置を実現することを課題とする。
【解決手段】マスクアライメント室と、マスクアライメント室と連結する第1の搬送室と、第1の搬送室と連結する第2の搬送室と、第2の搬送室と連結する第1の成膜室と、第1の搬送室と連結する第3の搬送室と、第3の搬送室と連結する第2の成膜室と、を有し、第1の成膜室は、スパッタリング法により正極活物質層または負極活物質層を成膜する機能を有し、第2の成膜室は、リチウムの有機錯体と、SiOx(0<x≦2)とを共蒸着して固体電解質層を成膜する機能を有し、マスクアライメント室から第1の成膜室間、及びマスクアライメント室から第2の成膜室間は大気に触れることなく基板が搬送される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
絶縁表面上に第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層上に負極活物質層を形成し、
前記負極活物質層上に固体電解質層を形成し、
前記固体電解質層上に第１の正極活物質層を形成し、
前記絶縁表面に接し、且つ、前記第１の正極活物質層上に第２の導電層を形成し、
前記第２の導電層上に、前記第１の正極活物質層と重ならないように第２の正極活物質層を形成する固体二次電池の作製方法であって、
前記固体電解質層は、リチウムの有機錯体と、ＳｉＯ
Ｘ
（０＜Ｘ≦２）とを共蒸着して形成され、
前記固体電解質層は、前記負極活物質層の側面と接する領域を有し、
前記第２の導電層は、前記固体電解質層の側面と接する領域を有する、固体二次電池の作製方法。
続きを表示（約 670 文字）【請求項２】
第１の領域及び第２の領域を有する絶縁表面上であって、前記第１の領域に第１の導電層を形成し、
前記第１の導電層上に負極活物質層を形成し、
前記負極活物質層上に固体電解質層を形成し、
前記固体電解質層上に第１の正極活物質層を形成し、
前記第１の領域の前記第１の正極活物質層上、及び前記第２の領域に第２の導電層を形成し、
前記第２の領域の前記第２の導電層上に第２の正極活物質層を形成する固体二次電池の作製方法であって、
前記固体電解質層は、リチウムの有機錯体と、ＳｉＯ
Ｘ
（０＜Ｘ≦２）とを共蒸着して形成され、
前記固体電解質層は、前記負極活物質層の側面と接する領域を有し、
前記第２の導電層は、前記固体電解質層の側面と接する領域を有する、固体二次電池の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記リチウムの有機錯体は、８－ヒドロキシキノリナト－リチウムである、固体二次電池の作製方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記第１の正極活物質層及び前記第２の正極活物質層は、同じスパッタリングターゲットを用いて形成される、固体二次電池の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の導電層及び前記第２の導電層は、同じスパッタリングターゲットを用いて形成される、固体二次電池の作製方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一様態は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置、電子機器またはそれらの製造方法に関する。特に蓄電装置の製造方法及び製造装置に関する。
続きを表示（約 1,000 文字）【０００２】
なお、本明細書中において電子機器とは、蓄電装置を有する装置全般を指し、蓄電装置を有する電気光学装置、蓄電装置を有する情報端末装置などは全て電子機器である。
【背景技術】
【０００３】
使用者が携帯する電子機器や、使用者が装着する電子機器が盛んに開発されている。
【０００４】
使用者が携帯する電子機器や、使用者が装着する電子機器は、蓄電装置の一例である一次電池または二次電池を電源として動作する。使用者が携帯する電子機器は、長時間使用することが望まれ、そのために大容量の二次電池を用いればよい。電子機器に大容量の二次電池を内蔵させると大容量の二次電池は大きく、重量がかさむ問題がある。そこで携帯する電子機器に内蔵できる小型または薄型で大容量の二次電池の開発が進められている。
【０００５】
キャリアイオンであるリチウムイオンを移動させるための媒体として有機溶媒などの電解液を用いるリチウムイオン二次電池が一般に普及している。しかし、液体を用いる二次電池においては、液体を用いているため使用温度範囲、使用電位による電解液の分解反応の問題や二次電池外部への漏液の問題がある。また、電解液を用いる二次電池は、漏液による発火のリスクが有る。
【０００６】
液体を用いない二次電池として燃料電池があるが、電極に貴金属を用い、固体電解質の材料も高価なデバイスである。
【０００７】
また、液体を用いない二次電池として固体電解質を用いる固体電池と呼ばれる蓄電装置が知られている。例えば、特許文献１が開示されている。
【０００８】
特許文献１には、スパッタリング法により正極集電体上にコバルト酸リチウム膜を形成する例が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
米国特許第８４０４００１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
固体二次電池の作製を全自動化できる製造装置を実現することを課題とする。また、固体二次電池の作製を短時間に行うことのできる製造装置を実現することも課題の一つとする。また、固体二次電池の作製を歩留まりよく行うことのできる製造装置を実現することも課題の一つとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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