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公開番号2025067220
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-24
出願番号2023177006
出願日2023-10-12
発明の名称全固体電池、全固体電池システム、及び全固体電池の製造方法
出願人日産自動車株式会社,ルノーエス.ア.エス.,RENAULT S.A.S.
代理人弁理士法人後藤特許事務所
主分類H01M 10/052 20100101AFI20250417BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】シャットダウン機能を有する全固体電池を提供すること。
【解決手段】全固体電池は、セル4と加圧機構17とを備える。セル4は、固体電解質層5、正極層6及び負極層7を有する。固体電解質層5は、支持体含有層12を有する。支持体含有層12は、支持体と、支持体に支持された固体電解質とを有する。支持体は、圧力が解放された場合に、スプリングバックによって固体電解質層5における空隙率を増加させるように構成されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
セルと、
前記セルを積層方向において圧縮するように加圧する、加圧機構と、
を備え、
前記セルは、
固体電解質層と、
前記固体電解質層を積層方向において挟むように配置された正極層及び負極層と、
を有し、
前記固体電解質層は、支持体含有層を有し、
前記支持体含有層は、支持体と、前記支持体に支持された固体電解質とを有し、
前記支持体は、前記加圧機構による圧力が解放された場合に、スプリングバックによって前記固体電解質層における空隙率を増加させるように構成されている、
全固体電池。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
請求項１に記載の全固体電池であって、
前記支持体は、前記圧力が解放された場合に、断面視で隣り合う前記支持体間を接続するような空隙を形成するように構成されている、
全固体電池。
【請求項３】
請求項２に記載の全固体電池であって、
前記積層方向に垂直な方向が面方向として定義され、
前記支持体は、断面視で、隣り合う前記支持体の中心位置が前記面方向において並ぶように配置されている、
全固体電池。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の全固体電池であって、
前記固体電解質層は、更に、積層方向における前記支持体含有層上に設けられた支持体非含有層を有し、
前記支持体非含有層は、前記固体電解質を含み、前記支持体を含まない、
全固体電池。
【請求項５】
請求項４に記載の全固体電池であって、
前記支持体非含有層は、第１支持体非含有層及び第２支持体非含有層を有し、
前記支持体含有層は、積層方向において前記第１支持体非含有層及び前記第２支持体非含有層により挟まれている、
全固体電池。
【請求項６】
請求項５に記載の全固体電池であって、
前記第１支持体非含有層と前記第２支持体非含有層の厚みが異なっている、
全固体電池。
【請求項７】
請求項１又は２に記載の全固体電池であって、
前記積層方向に沿って見た場合に、前記支持体の外周端は、前記固体電解質が設けられた領域よりも外側に位置している、
全固体電池。
【請求項８】
請求項１又は２に記載の全固体電池であって、
前記支持体含有層において、前記固体電解質は、第１層と第２層とに分離している、
全固体電池。
【請求項９】
請求項１又は２に記載の全固体電池と、
前記全固体電池の異常を検知する異常検知装置と、
前記加圧機構の動作を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記異常検知装置が異常を検知した場合に、前記セルに対する圧力が解放されるように、前記加圧機構を制御するように構成されている、
全固体電池システム。
【請求項１０】
支持体に固体電解質が支持された構成を有する複合体を作成する工程であって、前記複合体において、前記固体電解質は、第１層と第２層とに分離しており、前記第１層と前記第２層との間には空隙が存在している工程と、
前記複合体と電極層とを積層方向において積層し、セルを作成する工程と、
前記セルを前記積層方向に沿って圧縮するように加圧し、前記空隙を消失させ、全固体電池を得る工程と、
を備える、
全固体電池の製造方法。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体電池、全固体電池システム、及び全固体電池の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
全固体電池は、電解質層を含め全ての構成要素が実質的に固体により構成された二次電池である。全固体電池は、固体電解質層と、これを挟むように配置された正極層及び負極層とを有する。全固体電池では、正極層と負極層との間で固体電解質層を介してイオン（典型的にはリチウムイオン）が伝導し、充放電が行われる。
【０００３】
全固体電池においては、異常時にその動作が停止することが望まれる。すなわち、シャットダウン機能を有していることが望まれる。
【０００４】
全固体電池ではなく非水電解液二次電池においては、シャットダウン機能を得るために、多孔質のセパレータを用いることが知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－０２７０２４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、全固体電池においては、電解質が固体であるため、多孔質のセパレータを用いてもシャットダウン機能を実現できない。従って、本発明の目的は、シャットダウン機能を有する全固体電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
一態様において、本発明は、全固体電池に関する。この全固体電池は、セルと、セルを積層方向において圧縮するように加圧する、加圧機構とを備える。セルは、固体電解質層と、固体電解質層を積層方向において挟むように配置された正極層及び負極層とを有する。固体電解質層は、支持体含有層を有する。支持体含有層は、支持体と、支持体に支持された固体電解質とを有する。支持体は、加圧機構による圧力が解放された場合に、スプリングバックによって固体電解質層における空隙率を増加させるように構成されている。
【０００８】
他の一態様において、本発明は、全固体電池システムに関する。この全固体電池システムは、上記の全固体電池と、全固体電池の異常を検知する異常検知装置と、加圧機構の動作を制御する制御装置とを備える。制御装置は、異常検知装置が異常を検知した場合に、セルに対する圧力が解放されるように、加圧機構を制御するように構成されている。
【０００９】
他の一態様において、本発明は、全固体電池の製造方法に関する。この製造方法は、支持体に固体電解質が支持された構成を有する複合体を作成する工程であって、複合体において、固体電解質は、第１層と第２層とに分離しており、第１層と前記第２層との間には空隙が存在している工程と、複合体と電極層とを積層方向において積層し、セルを作成する工程と、セルを積層方向に沿って圧縮するように加圧し、空隙を消失させ、全固体電池を得る工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シャットダウン機能を有する全固体電池が提供される。
【図面の簡単な説明】
（【００１１】以降は省略されています）

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