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公開番号2025152128
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-09
出願番号2024053876
出願日2024-03-28
発明の名称全固体電池及びその製造方法
出願人FDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20251002BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】クラックの発生等を抑制することで品質を向上させた全固体電池を提供する。
【解決手段】全固体電池1は、下面3dには、x方向の中央位置13における第1端面に平行な幅方向切断面においてy方向の中央位置からy方向の両端14のそれぞれに向かって下方向に傾斜する幅方向下傾斜部15が形成され、上面3cには、x方向の中央位置における第1端面に平行な幅方向切断面においてy方向の中央位置17からy方向の両端18のそれぞれに向かって上方向に傾斜する幅方向上傾斜部19が形成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
正極層と、固体電解質層と、負極層と、絶縁層が積層方向に積層され、周囲が該絶縁層によって包囲された略直方体の外形状を有する本体部と、
前記積層方向に延在する前記本体部の第１端面に設けられた第１外部電極と、
前記第１端面の反対側の前記本体部の第２端面に設けられた第２外部電極と、
を備え
前記積層方向に交差する一方の面を上面、他方の面を下面とし、かつ、前記上面を平面視した場合に前記第１端面の延在方向を幅方向とし、かつ、該幅方向に直交する方向を直交方向とした場合に、
前記下面には、前記直交方向の中央位置で前記第１端面に平行な幅方向切断面において前記幅方向の中央位置から前記幅方向の両端のそれぞれに向かって下方向に傾斜する幅方向下傾斜部と、前記幅方向の中央位置で前記第１端面に直交する直交方向切断面において前記直交方向の中央位置から前記直交方向の両端のそれぞれに向かって下方向に傾斜する直交方向下傾斜部と、が形成され、
前記上面には、前記幅方向切断面において前記幅方向の中央位置から前記幅方向の両端のそれぞれに向かって上方向に傾斜する幅方向上傾斜部と、前記直交方向切断面において前記直交方向の中央位置から前記直交方向の両端のそれぞれに向かって上方向に傾斜する直交方向上傾斜部と、が形成されている全固体電池。
続きを表示（約 940 文字）【請求項２】
前記積層方向に平行な面を水平面とし、
前記下面の前記幅方向の中央位置と前記幅方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＡ１、前記上面の前記幅方向の中央位置と前記幅方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＢ１とし、
前記下面の前記直交方向の中央位置と前記直交方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＡ２、前記上面の前記直交方向の中央位置と前記直交方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＢ２とした場合に、
前記Ａ１及び前記Ｂ１が、４．１°以上７．９°以下とされ、
前記Ａ２及び前記Ｂ２が、０．９°以上２．８°以下
とされている請求項１記載の全固体電池。
【請求項３】
前記本体部の積層方向における中央位置を通過する面を水平面とし、
前記下面の前記幅方向の中央位置と前記幅方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＡ１とし、
前記下面の前記直交方向の中央位置と前記直交方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＡ２とした場合に、
前記Ａ１と前記Ａ２との算術平均が、２．５°以上４．２°以下とされている請求項１記載の全固体電池。
【請求項４】
前記本体部の積層方向における中央位置を通過する面を水平面とし、
前記上面の前記幅方向の中央位置と前記幅方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＢ１とし、
前記上面の前記直交方向の中央位置と前記直交方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＢ２とした場合に、
前記Ｂ１と前記Ｂ２との算術平均が、２．９°以上５．３°以下とされている請求項１記載の全固体電池。
【請求項５】
前記絶縁層は、ガラス材料とされている請求項１に記載の全固体電池。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載された全固体電池の製造方法であって、
前記正極層、前記固体電解質層、前記負極層及び前記絶縁層を積層して前記本体部を形成する時に、前記上面及び前記上面に接触する型部材で前記本体部を挟み込みながら傾斜部を形成する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、例えばＳＭＤ（Surface Mount Device：表面実装部品）として用いられて好適な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 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
電解質に酸化物系や硫化物系の固体電解質を用いた全固体電池が知られている。特許文献１には、全固体電池の積層体の反りを調整することによって、良好なサイクル特性を得ることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０２０／１８９５９９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のように反り形状を与えることとしても、焼成時のクラックや、リフロー実装時のクラックおよびＯＣＶ（Open Circuit Voltage：開回路電圧）の異常、さらには充放電測定時のクラックといった品質の問題が依然として発生するおそれがある。
【０００５】
本発明者等が鋭意検討したところ、全固体電池の形状について更に最適化することによって、クラックの発生等を抑制させて全固体電池の品質を向上させることができることを見出した。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、クラックの発生等を抑制することで品質を向上させた全固体電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る全固体電池は、正極層と、固体電解質層と、負極層と、絶縁層が積層方向に積層され、周囲が該絶縁層によって包囲された略直方体の外形状を有する本体部と、前記積層方向に延在する前記本体部の第１端面に設けられた第１外部電極と、前記第１端面の反対側の前記本体部の第２端面に設けられた第２外部電極と、を備え前記積層方向に交差する一方の面を上面、他方の面を下面とし、かつ、前記上面を平面視した場合に前記第１端面の延在方向を幅方向とし、かつ、該幅方向に直交する方向を直交方向とした場合に、前記下面には、前記直交方向の中央位置で前記第１端面に平行な幅方向切断面において前記幅方向の中央位置から前記幅方向の両端のそれぞれに向かって下方向に傾斜する幅方向下傾斜部と、前記幅方向の中央位置で前記第１端面に直交方向切断面において前記直交方向の中央位置から前記直交方向の両端のそれぞれに向かって下方向に傾斜する直交方向下傾斜部と、が形成され、前記上面には、前記幅方向切断面において前記幅方向の中央位置から前記幅方向の両端のそれぞれに向かって上方向に傾斜する幅方向上傾斜部と、前記直交方向切断面において前記直交方向の中央位置から前記直交方向の両端のそれぞれに向かって上方向に傾斜する直交方向上傾斜部と、が形成されている。
【０００８】
略直方体とされた全固体電池の本体の上面及び下面のそれぞれに、中央位置から両端に向かって傾斜する傾斜部を設けることとした。これにより、全固体電池の形状を上下、幅方向及び直交方向のそれぞれに略対称とすることができ、熱膨張や熱収縮が生じた場合であっても略等方的に変形することとなり、応力集中を緩和することができ、クラックが発生しにくく耐久性が向上し品質に優れた全固体電池を実現することができる。
なお、略直方体とは、完全な直方体を意味するのではなく、おおよそ直方体とされるものを含み、また立方体も含まれる。
【０００９】
さらに、本発明の一態様に係る全固体電池では、前記積層方向に平行な面を水平面とし、前記下面の前記幅方向の中央位置と前記幅方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＡ１、前記上面の前記幅方向の中央位置と前記幅方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＢ１とし、前記下面の前記直交方向の中央位置と前記直交方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＡ２、前記上面の前記直交方向の中央位置と前記直交方向の各両端とを結ぶ線が前記水平面となす角度をＢ２とした場合に、前記Ａ１及び前記Ｂ１が、４．１°以上７．９°以下とされ、前記Ａ２及び前記Ｂ２が、０．９°以上２．８°以下とされている。
【００１０】
Ａ１及びＢ１を４．１°以上７．９°以下とし、Ａ２及びＢ２を０．９°以上２．８°以下とすることによって、熱膨張や熱収縮が生じた場合であってもクラックの発生を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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