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公開番号2025148819
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-08
出願番号2024049131
出願日2024-03-26
発明の名称全固体電池
出願人本田技研工業株式会社
代理人個人,個人
主分類H01M 50/591 20210101AFI20251001BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】圧縮入力による圧縮応力の印加に対して、正極と負極との絶縁性を十分に確保しつつ、正極端部の損傷を抑制するとともに、全固体電池の充放電による負極の膨張収縮に対して、電極積層体の積層方向の端部への応力集中を抑制して、電池反応の局所化によるリチウム金属の異常析出や、全固体電池の容量の低下を抑制することのできる、全固体電池を提供する。
【解決手段】正極集電体、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電体がこの順で積層された電極体を含み、電極体が複数積層された電極積層体を備える全固体電池において、電極積層体の積層方向の端部に、電極積層体の膨張収縮に追随できる樹脂コートを設ける。
【選択図】図1A
特許請求の範囲【請求項１】
正極集電体、正極層、固体電解質層、負極層、及び負極集電体がこの順で積層された電極体を含み、前記電極体が複数積層された電極積層体を備える全固体電池であって、
前記正極集電体は、前記正極層側の面に、前記正極層の端部に隣接する絶縁材を備え、
前記固体電解質層は、前記正極層及び前記絶縁材に当接して配置され、
前記電極積層体の積層方向に垂直な方向において、前記絶縁材の端部は、前記負極層の端部及び前記負極集電体の端部よりも外側にあり、
前記電極積層体の積層方向において、前記電極積層体の端部には、前記絶縁材の端部に当接するように樹脂コートが配置されており、
前記樹脂コートは、前記電極積層体の積層方向に垂直な方向の、硬質層と軟質層とからなり、
前記硬質層は、前記電極積層体の積層方向の両端部に配置されている、
全固体電池。
続きを表示（約 320 文字）【請求項２】
前記樹脂コートは、前記電極積層体の積層方向の前記絶縁材に当接しない端部において、前記硬質層の長さが前記軟質層の長さよりも大きい、請求項１に記載の全固体電池。
【請求項３】
前記軟質層は、２層以上存在している、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項４】
前記電極積層体の積層方向に垂直な方向において、前記軟質層の端部は、硬質層の端部よりも外側にある、請求項１又は２に記載の全固体電池。
【請求項５】
前記軟質層は、前記電極積層体の積層方向に垂直な方向において、前記絶縁材に当接する端部から前記絶縁材に当接しない端部に向かって厚みが減少する、請求項１又は２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、全固体電池に関する。
続きを表示（約 1,300 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、より多くの人々が手ごろで信頼でき、持続可能かつ先進的なエネルギーへのアクセスを確保できるようにするため、エネルギーの効率化に貢献する二次電池に関する研究開発が行われている。二次電池としては、エネルギー密度が高いリチウム金属電池が注目されている。
【０００３】
リチウム金属電池は、負極としてリチウム金属を用いる二次電池であり、高容量の電池となりうる。中でも、電解液を固体電解質層に変えて全固体化した、いわゆる全固体リチウム金属電池は、安全性に優れる点で注目されている。全固体リチウム金属電池は、例えば、リチウム金属からなる負極と、正極と、固体電解質層と、を備えるセル構造を有する。
【０００４】
図５は、一実施形態に係る全固体電池の構成を示す断面図である。図５に示される全固体電池の電極積層体１は、負極集電体２ａとリチウム金属層（負極層）３ａ、又は負極集電体２ｂとリチウム金属層（負極層）３ｂとで形成される負極と、正極集電体４と正極活物質層（正極層）５ａ又は５ｂとで形成される正極と、正極活物質層（正極層）５ａ又は５ｂに隣接する固体電解質層６ａと６ｂとを備える。
【０００５】
図５に示される全固体電池の電極積層体１は、リチウム金属層（負極層）３ａと固体電解質層６ａとの間に中間層７ａを備え、リチウム金属層（負極層）３ｂと固体電解質層６ｂとの間に中間層７ｂを備える。
【０００６】
正極活物質層（正極層）５ａの両端部には、絶縁材８ａが配置されており、正極活物質層（正極層）５ｂの両端部には、絶縁材８ｂが配置されている。ここに、絶縁材８ａ、８ｂとしては、電子伝導性が無い材料を適用するが、イオン伝導性のある材料を適用可能であり固体電解質も適用可能である。なお、図中のＬｄは、全固体電池を構成する電極積層体１の積層方向を示し、Ｖｄは、全固体電池を構成する電極積層体１の積層方向に垂直な方向（面方向）を示している。
【０００７】
全固体電池は、モジュール組み立てプロセスにおいて圧縮入力される工程があり、このとき、１ＭＰａ程度の圧縮応力が加わる。圧縮入力は、図６に示されるように、電極積層体１の積層方向Ｌｄに垂直な方向Ｖｄに、電極積層体１の外側から圧力が加えられる。
【０００８】
このとき、図５に示されるように、電極積層体１は、端部に絶縁材８ａ、８ｂを備える正極活物質層（正極層）５ａ又は５ｂが、電極積層体１の積層方向Ｌｄに対して垂直な方向Ｖｄ（面方向）において、電極積層体１の端部から外側に延出した構造となっているため、圧縮応力が加わることで、折れる等の損傷が加わる場合があった。
【０００９】
そこで、圧縮入力による圧縮応力の印加に対して、正極と負極との絶縁性を十分に確保しつつ、正極端部の損傷を抑制することを目的として、電極積層体の積層方向の端部に樹脂コート（図６における９）を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
特開２０２３－３９７５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
（【００１１】以降は省略されています）

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