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公開番号2025092765
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2025062371,2020170679
出願日2025-04-04,2020-10-08
発明の名称全固体電池
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 10/0585 20100101AFI20250612BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】短絡の要因となる固体電解質のクラックの発生を抑制する。
【解決手段】
固体電解質層と、固体電解質層の一方の面に積層され金属リチウムが析出する負極リチウム金属層を含む負極層と、固体電解質層の他方の面に積層される正極層と、を含む全固体電池であって、固体電解質層は、負極層及び正極層に挟持される面領域を構成する電解質基部と、電解質基部の外周に設けられ負極リチウム金属層よりも外側に亘って延在する外縁部と、を有し、固体電解質層の外縁部は、負極層に対向する面が電解質基部に対して面一又は凹状であり且つ正極層側に突出するように構成される全固体電池を提供する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
固体電解質層と、前記固体電解質層の一方の面に積層され金属リチウムが析出する負極リチウム金属層を含む負極層と、前記固体電解質層の他方の面に積層される正極層と、を含む全固体電池であって、
前記固体電解質層は、前記負極層及び前記正極層に挟持される面領域を構成する電解質基部と、前記電解質基部の外周に設けられ前記負極リチウム金属層よりも外側に亘って延在する外縁部と、を有し、
前記固体電解質層の外縁部は、
前記負極層に対向する面が前記電解質基部に対して面一又は凹状であり、且つ前記正極層側に突出するように構成される、
全固体電池。
続きを表示（約 610 文字）【請求項２】
請求項１に記載の全固体電池であって、
前記固体電解質層の外縁部は、
前記電解質基部を基点として前記負極リチウム金属層よりも外側までに至る全横方向領域に亘って前記正極層側に突出する、
全固体電池。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の全固体電池であって、
前記固体電解質層の外縁部は、
前記負極層に対向する面が、前記電解質基部から外側に向かうにつれて前記負極リチウム金属層から離間する凹状に形成される、
全固体電池。
【請求項４】
請求項３に記載の全固体電池であって、
前記固体電解質層の外縁部は、
前記正極層に対向する面及び前記負極層に対向する面が前記電解質基部に対して連続する湾曲形状に形成される、
全固体電池。
【請求項５】
請求項１～４の何れか１項に記載の全固体電池であって、
前記負極リチウム金属層が前記正極層よりも外側まで延在する、
全固体電池。
【請求項６】
請求項１～５の何れか１項に記載の全固体電池であって、
前記固体電解質層の外縁部における正極層側への突出量は、
前記負極リチウム金属層の周長に対する外側への延伸量の比が相対的に大きくなる領域において、相対的に小さくなる領域と比べて大きくなる、
全固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、電解質層の端部を負極層側に突出させた凸状に形成することで当該電解質層の端部を厚くしてその強度を向上させた全固体電池が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特許第６６０８１８８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年では、エネルギー密度を向上させる観点から、負極に金属リチウムを用いる全固体電池が開発されている。この種の全固体電池では、充電時に負極に金属リチウムが析出して負極金属リチウム層を生成する。一方、放電時には、リチウムイオンが正極に移動することで負極金属リチウム層の少なくとも一部が消失する。
【０００５】
このような構成の全固体電池では、金属リチウムが固体電解質の外側に向かって延伸するように析出し、当該延伸に起因して負極金属リチウム層と固体電解質の接触部分において応力集中が生じることがある。特に、特許文献１で提案された全固体電池の構造では、電解質層の端部が負極の端面に接触することとなる。このため、当該構造を負極に金属リチウムを用いる全固体電池に適用すると、負極リチウム金属の延伸にともない負極の端面と電解質層の端部との間において応力集中が生じ、短絡の要因となる固体電解質のクラックをもたらす恐れがある。
【０００６】
したがって、本発明は、短絡の要因となる固体電解質層のクラックの発生を抑制し得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】
本発明のある態様によれば、固体電解質層と、固体電解質層の一方の面に積層され金属リチウムが析出する負極リチウム金属層を含む負極層と、固体電解質層の他方の面に積層される正極層と、を含む全固体電池が提供される。この全固体電池において、固体電解質層は、負極層及び正極層に挟持される面領域を構成する電解質基部と、電解質基部の外周に設けられ負極リチウム金属層よりも外側に亘って延在する外縁部と、を有する。そして、固体電解質層の外縁部は、負極層に対向する面が電解質基部に対して面一又は凹状であり且つ正極層側に突出するように構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、短絡の要因となる固体電解質層のクラックの発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、本発明の第１実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。
図２は、第２実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。
図３は、第３実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。
図４は、第４実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。
図５は、第５実施形態による全固体電池の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の各実施形態について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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