Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7566498B2 - Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7566498B2 - Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll - Google Patents

Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll Download PDF

Info

Publication number
JP7566498B2
JP7566498B2 JP2020099834A JP2020099834A JP7566498B2 JP 7566498 B2 JP7566498 B2 JP 7566498B2 JP 2020099834 A JP2020099834 A JP 2020099834A JP 2020099834 A JP2020099834 A JP 2020099834A JP 7566498 B2 JP7566498 B2 JP 7566498B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
negative electrode
positive electrode
sheet
roll
current collector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020099834A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021193664A (en
Inventor
友治 佐藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Infomedia Co Ltd
Original Assignee
Toppan Infomedia Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Infomedia Co Ltd filed Critical Toppan Infomedia Co Ltd
Priority to JP2020099834A priority Critical patent/JP7566498B2/en
Publication of JP2021193664A publication Critical patent/JP2021193664A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7566498B2 publication Critical patent/JP7566498B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

本発明は、全固体電池に用いる電池素子のロール体およびその製造方法、ならびにそのようなロール体を使用した全固体電池に関する。 The present invention relates to a roll of battery elements for use in an all-solid-state battery, a method for producing the same, and an all-solid-state battery using such a roll.

全固体電池は、正極と、負極と、固体電解質層とを備えている。例えば、正極集電体上に、正極活物質層、固体電解質層、負極活物質層、及び負極集電体がこの順で積層されている。全固体電池としては、例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO2)を正極活物質とし、窒化リン酸リチウム(LiPON)を固体電解質とし、金属リチウムを負極活物質とした全固体電池が実用化されている。 An all-solid-state battery includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer. For example, a positive electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a negative electrode active material layer, and a negative electrode current collector are stacked in this order on a positive electrode current collector. For example, an all-solid-state battery that uses lithium cobalt oxide (LiCoO2) as the positive electrode active material, lithium phosphate oxynitride (LiPON) as the solid electrolyte, and metallic lithium as the negative electrode active material has been put to practical use.

特許文献1には、正極を構成するための第1のグリーンシートと、負極を構成するための第2のグリーンシートと、固体電解質層を構成するための第3のグリーンシートを、適宜積層して作製した積層体を焼結することにより全固体電池を得ることができることが記載されている。 Patent Document 1 describes that an all-solid-state battery can be obtained by appropriately stacking a first green sheet for forming a positive electrode, a second green sheet for forming a negative electrode, and a third green sheet for forming a solid electrolyte layer, and sintering the resulting laminate.

特許文献2には、仮基板上に、正極活物質層、正極集電体層を形成し、仮基板を分離して露出させた正極活物質層上に、固体電解質層、負極集電体層を形成する工程が記載されている。 Patent document 2 describes a process in which a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector layer are formed on a temporary substrate, and then the temporary substrate is separated to expose the positive electrode active material layer, on which a solid electrolyte layer and a negative electrode current collector layer are formed.

特許文献3には、電極層及び固体電解質層が積層された構造を有する電池要素を有する全固体電池の製造方法であって、前記電池要素を、前記構造の少なくとも一部とともに焼成される結晶性のセラミックスを含んだ封止層によって封止することを特徴とする全固体電池の製造方法が開示されている。 Patent document 3 discloses a method for manufacturing an all-solid-state battery having a battery element with a structure in which an electrode layer and a solid electrolyte layer are laminated, characterized in that the battery element is sealed with a sealing layer containing a crystalline ceramic that is fired together with at least a part of the structure.

特開2019-149374号公報JP 2019-149374 A 特開2016-001599号公報JP 2016-001599 A 特開2016-167356号公報JP 2016-167356 A

本発明は、従来技術に比べ、全固体電池をより簡単に、かつ大量に生産することが可能な電池素子のロール体およびその製造方法、ならびにそのようなロール体を使用した全固体電池を提供しようとするものである。 The present invention aims to provide a roll of battery elements that allows for easier mass production of all-solid-state batteries compared to conventional techniques, a method for producing the same, and an all-solid-state battery that uses such a roll.

本発明は、第1の長尺の樹脂シート上に、負極集電体層と、負極活物質層とがこの順に設けられた負極シートと、第2の長尺の樹脂シート上に、正極集電体層と、正極活物質層とがこの順に設けられた正極シートとを、前記負極活物質層および前記正極活物質層の少なくとも一方の上にさらに固体電解質層が設けられ、前記負極活物質層と前記正極活物質層との間に前記固体電解質層が挟まれるように対向して巻回した電池素子のロール体である。 The present invention is a rolled battery element in which a negative electrode sheet, in which a negative electrode collector layer and a negative electrode active material layer are provided in this order on a first long resin sheet, and a positive electrode sheet, in which a positive electrode collector layer and a positive electrode active material layer are provided in this order on a second long resin sheet, are wound in opposing relation such that a solid electrolyte layer is further provided on at least one of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer, and the solid electrolyte layer is sandwiched between the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer.

本発明による電池素子のロール体では、負極シートと正極シートを、第1の長尺の樹脂シートの負極集電体層および負極活物質層が設けられた面と、第2の長尺の樹脂シートの正極集電体層および正極活物質層面が設けられた面とが向かい合った状態で、負極活物質層と正極活物質層との間に固体電解質層が挟まれるように巻き回してあるため、負極シートと正極シートのそれぞれの樹脂シートに挟まれた領域は、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層が順次積層された積層構成となり、この積層構成が樹脂シートにより電気的に絶縁されて、多数巻き回された電池素子のロール体となっている。 In the roll of the battery element according to the present invention, the negative electrode sheet and the positive electrode sheet are wound so that the surface of the first long resin sheet on which the negative electrode current collector layer and the negative electrode active material layer are provided faces the surface of the second long resin sheet on which the positive electrode current collector layer and the positive electrode active material layer are provided, and the solid electrolyte layer is sandwiched between the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer. Therefore, the area sandwiched between the resin sheets of the negative electrode sheet and the positive electrode sheet has a laminated structure in which the negative electrode current collector layer, the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode active material layer, and the positive electrode current collector layer are laminated in sequence, and this laminated structure is electrically insulated by the resin sheet to form a roll of the battery element wound in large numbers.

本発明によるロール体では、前記ロール体の最外周面および最内周面は、絶縁性保護膜で覆うことがきる。
前記ロール体の最外周面および最内周面が固体電解質層が露出した状態では、イオン伝導率が低下するなど好ましくない。ラミネートフィルム等の電池ケースでカバーすることもできるが、直接、絶縁性保護膜で覆う方が好ましい。
In the roll body according to the present invention, the outermost and innermost circumferential surfaces of the roll body can be covered with an insulating protective film.
It is not preferable that the solid electrolyte layer is exposed on the outermost and innermost circumferential surfaces of the roll body, as this reduces the ion conductivity, etc. Although it is possible to cover the solid electrolyte layer with a battery case such as a laminate film, it is preferable to cover the solid electrolyte layer directly with an insulating protective film.

本発明によるロール体では、前記ロール体の少なくとも一部、典型的には最外周面および最内周面に、前記負極集電体層が露出する負極集電体露出部、および前記正極集電体層が露出する正極集電体露出部を設けることができる。
この場合、負極集電体露出部に負極リードを、正極集電体露出部に正極リードを接続することで、他の電気部品等との電気的な接合を行うことができる。
本発明による全固体電池は、前記ロール体を電池ケース内に収納した全固体電池とすることができる。
In the roll body according to the present invention, a negative electrode current collector exposed portion where the negative electrode current collector layer is exposed, and a positive electrode current collector exposed portion where the positive electrode current collector layer is exposed can be provided on at least a part of the roll body, typically on the outermost peripheral surface and the innermost peripheral surface.
In this case, by connecting a negative electrode lead to the exposed portion of the negative electrode current collector and a positive electrode lead to the exposed portion of the positive electrode current collector, electrical connection with other electric components and the like can be achieved.
The all-solid-state battery according to the present invention can be an all-solid-state battery in which the roll body is housed in a battery case.

本発明は、広巾長尺の第1の樹脂シート上に、負極集電体層と、負極活物質層とがこの順に設けられた負極シートを巻回した負極ロール状原反を準備する工程と、広巾長尺の第2の樹脂シート上に、正極集電体層と、正極活物質層とがこの順に設けられた正極シートを巻回した正極ロール状原反を準備する工程とを有し、前記負極活物質層および前記正極活物質層の少なくとも一方の上にさらに固体電解質層が設けられ、前記負極ロール状原反から繰り出されてくる前記負極シートと、前記正極ロール状原反から繰り出されてくる前記正極シートとを、前記第1の樹脂シートの前記第1の面と前記第2の樹脂シートの前記第1の面とが対向するように、または、前記第1の樹脂シートの前記第1の面と反対側の面(すなわち、前記第1の樹脂シートの2つの面のうち、前記負極集電体層が設けられていない方の面)と、前記第2の樹脂シートの前記第1の面と反対側の面(すなわち、前記第2の樹脂シートの2つの面のうち、前記正極集電体層が設けられていない方の面)とが対向するように重ね合わせ、前記負極シートと前記正極シートとを重ね合わせた状態で、複数の狭巾シートにスリットするスリット工程と、を有し、前記複数の狭巾シートをそれぞれロール状に巻き取り、電池素子のロール体とする巻取り工程とをさらに有する、電池素子のロール体の製造方法である。 The present invention includes a process for preparing a negative electrode roll-shaped original sheet by winding a negative electrode sheet having a negative electrode current collector layer and a negative electrode active material layer provided in this order on a wide and long first resin sheet, and a process for preparing a positive electrode roll-shaped original sheet by winding a positive electrode sheet having a positive electrode current collector layer and a positive electrode active material layer provided in this order on a wide and long second resin sheet, and a solid electrolyte layer is further provided on at least one of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer, and the negative electrode sheet unwound from the negative electrode roll-shaped original sheet and the positive electrode sheet unwound from the positive electrode roll-shaped original sheet are arranged such that the first surface of the first resin sheet and the first surface of the second resin sheet face each other. The method for manufacturing a roll of a battery element includes a slitting step of slitting the first resin sheet and the positive electrode sheet into a plurality of narrow-width sheets in a state in which the negative electrode sheet and the positive electrode sheet are overlapped, or the surface opposite to the first surface of the first resin sheet (i.e., the surface of the two surfaces of the first resin sheet on which the negative electrode current collector layer is not provided) and the surface opposite to the first surface of the second resin sheet (i.e., the surface of the two surfaces of the second resin sheet on which the positive electrode current collector layer is not provided) face each other, and further includes a winding step of winding up each of the plurality of narrow-width sheets into a roll of a battery element.

本発明の製造方法によれば、樹脂シートを介して、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層が順次積層された積層構成が多数巻き回された任意の寸法の電池素子のロール体を効率よく、大量に生産することができる。 The manufacturing method of the present invention makes it possible to efficiently mass-produce rolls of battery elements of any size, in which a laminate structure in which a negative electrode collector layer, a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a positive electrode collector layer are sequentially laminated with a resin sheet interposed therebetween, is wound in large numbers.

本発明の製造方法では、前記スリット工程において、前記負極ロール状原反から繰り出されてくる前記負極シートと、前記正極ロール状原反から繰り出されてくる前記正極シートとを重ねた合わせた状態で、スリッタヘッドによって前記複数の狭巾シートに切断するようにし、また前記巻取り工程において、前記狭巾シートが所定回数または所定径まで巻き上がると、巻終端を切断するようにすることができる。
これにより任意の電池容量に合わせた全固体電池用の電池素子のロール体を製造することができる。
In the manufacturing method of the present invention, in the slitting process, the negative electrode sheet unwound from the negative electrode roll and the positive electrode sheet unwound from the positive electrode roll are overlapped and cut into the multiple narrow-width sheets by a slitter head, and in the winding process, when the narrow-width sheet has been wound up a predetermined number of times or to a predetermined diameter, the end of the winding can be cut.
This makes it possible to manufacture a roll of battery elements for an all-solid-state battery that matches any battery capacity.

本発明の製造方法では、前記負極ロール状原反を準備する工程が、前記広巾長尺の第1の樹脂シート上に、前記負極集電体層と、前記負極活物質層とを、この順に塗布形成し、前記正極ロール状原反を準備する工程が、前記広巾長尺の第2の樹脂シート上に、前記正極集電体層と、前記正極活物質層とを、この順に塗布形成し、前記負極活物質層および前記正極活物質層の少なくとも一方の上にさらに前記固体電解質層を塗布形成するようにするとよい。
塗布形成は、各層のペースト(塗工液)を樹脂シート上に、順次塗布、乾燥させて積層形成できるため、塗布巾、塗布長の制約が少なく、同じ積層構成を大量に生産するのに適している。
In the manufacturing method of the present invention, the step of preparing the negative electrode roll-shaped original sheet may include coating the negative electrode current collector layer and the negative electrode active material layer in this order on the wide and long first resin sheet, and the step of preparing the positive electrode roll-shaped original sheet may include coating the positive electrode current collector layer and the positive electrode active material layer in this order on the wide and long second resin sheet, and further coating the solid electrolyte layer on at least one of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer.
In the coating method, the paste (coating liquid) for each layer is applied in sequence onto a resin sheet and dried to form a laminate, so there are fewer restrictions on the coating width and length, making it suitable for mass production of the same laminate structure.

本発明の製造方法は、前記ロール体の最外周面および最内周面を、絶縁性保護膜で覆う保護膜形成工程をさらに有するものとすることができる。
本発明の製造方法はまた、ロール体の少なくも一部、典型的には最外周面および最内周面に、前記負極集電体層が露出する負極集電体露出部、および前記正極集電体層が露出する正極集電体露出部を形成する工程をさらに有するものとすることができる。
この場合、前記負極集電体露出部に負極リードを、前記正極集電体露出部に正極リードを接続することで、他の電気部品等との電気的な接合を行うことができる。
The manufacturing method of the present invention may further include a protective film forming step of covering the outermost and innermost circumferential surfaces of the roll body with an insulating protective film.
The production method of the present invention can further include a step of forming a negative electrode current collector exposed portion where the negative electrode current collector layer is exposed, and a positive electrode current collector exposed portion where the positive electrode current collector layer is exposed, on at least a part of the roll body, typically on the outermost peripheral surface and the innermost peripheral surface.
In this case, by connecting a negative electrode lead to the negative electrode current collector exposed portion and a positive electrode lead to the positive electrode current collector exposed portion, electrical connection with other electric components and the like can be achieved.

本発明は、樹脂シートを介して、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層が順次積層された積層構成が多数巻き回された任意の寸法の電池素子のロール体を効率よく、大量に生産することができる。
また、各層のペースト(塗工液)を樹脂シート上に、順次塗布、乾燥させて積層形成することで、塗布巾、塗布長の制約が少なく、同じ積層構成を大量に生産するのに適している。
The present invention makes it possible to efficiently mass-produce rolls of battery elements of any size, each of which is formed by winding a large number of laminated structures in which a negative electrode current collector layer, a negative electrode active material layer, a solid electrolyte layer, a positive electrode active material layer, and a positive electrode current collector layer are sequentially laminated with a resin sheet interposed therebetween.
In addition, by sequentially applying the paste (coating liquid) for each layer onto a resin sheet and drying it to form a laminate, there are fewer restrictions on the coating width and length, making it suitable for mass production of the same laminate structure.

本発明の1つの実施形態によるロール体の模式図であって、(a)はロール体の全体を示す図、(b)はロール体の断面積層構造を示す図である。1A and 1B are schematic diagrams of a roll body according to one embodiment of the present invention, in which FIG. 1A is a diagram showing the entire roll body, and FIG. 1B is a diagram showing a cross-sectional layered structure of the roll body. 本発明の製造方法の1つの実施形態を説明するための工程フロー図である。FIG. 1 is a process flow diagram illustrating one embodiment of a manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法の1つの実施形態におけるスリット工程を説明するための模式図であって、(a)は斜視図、(b)は側面図である。1A and 1B are schematic diagrams for explaining a slitting step in one embodiment of a manufacturing method of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a side view. 本発明の製造方法の1つの実施形態における負極シートおよび正極シートの断面積層構成を示した模式図であって、(a)は負極シートと正極シートを準備した状態を示す図、(b)は負極シートと正極シートを積層した状態を示す図、(c)は負極シートと正極シートを複数積層した状態を示す図である。1A and 1B are schematic diagrams showing cross-sectional stacking configurations of a negative electrode sheet and a positive electrode sheet in one embodiment of the manufacturing method of the present invention, in which (a) is a diagram showing a state in which a negative electrode sheet and a positive electrode sheet are prepared, (b) is a diagram showing a state in which a negative electrode sheet and a positive electrode sheet are stacked, and (c) is a diagram showing a state in which a plurality of negative electrode sheets and positive electrode sheets are stacked. 本発明の製造方法の1つの実施形態において集電体露出部を形成した場合の断面積層構造を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional laminate structure when a current collector exposed portion is formed in one embodiment of the manufacturing method of the present invention. 本発明の製造方法の1つの実施形態において集電体露出部にリードを接続した場合の断面積層構造を示す模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a cross-sectional laminate structure when a lead is connected to an exposed portion of a current collector in one embodiment of the manufacturing method of the present invention. 本発明の1つの実施形態による全固体電池の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an all-solid-state battery according to one embodiment of the present invention.

図1は、本発明の1つの実施形態によるロール体の模式図である。図1(a)は、本発明の1つの実施形態によるロール体1の全体像を模式的に示す。図1(b)は、ロール体1の部分的な積層構造を模式的に示す。
この実施形態による電池素子のロール体1は、長尺の樹脂シート21上に、負極集電体層22と、負極活物質層23と、固体電解質層24とが形成されてなる負極シート20と、長尺の樹脂シート上31に、正極集電体層32と、正極活物質層33と、固体電解質層34とが形成されてなる正極シート30とを、それぞれの樹脂シートが向かい合った状態で(すなわち、負極活物質層23と正極活物質層33との間に固体電解質層24,34が挟まれるように対向して)多数巻回したものである。
なお、この実施形態では、負極活物質層23の上に固体電解質層24が、正極活物質層33の上に固体電解質層34が、それぞれ形成されているが、固体電解質層24,34は、いずれか一方のみを形成することとしてもよい。
負極シート20と正極シート30を、その樹脂シート21,31が向かい合った状態で巻き回してあるため、負極シートと正極シートのそれぞれの樹脂シートに挟まれた領域は、図1(b)に示すように、負極集電体層22、負極活物質層23、固体電解質層24,34、正極活物質層33、正極集電体層32が順次積層された積層構成となり、この積層構成が樹脂シート21、22により電気的に絶縁されて多数巻き回された電池素子のロール体1となる。
Fig. 1 is a schematic diagram of a roll body according to one embodiment of the present invention. Fig. 1(a) shows a schematic overall image of a roll body 1 according to one embodiment of the present invention. Fig. 1(b) shows a schematic partial layered structure of the roll body 1.
The roll body 1 of the battery element according to this embodiment is formed by winding a large number of anode sheets 20, each having a cathode current collector layer 22, an anode active material layer 23, and a solid electrolyte layer 24 formed on a long resin sheet 21, and a cathode sheet 30, each having a cathode current collector layer 32, a cathode active material layer 33, and a solid electrolyte layer 34 formed on a long resin sheet 31, with the respective resin sheets facing each other (i.e., facing each other so that the solid electrolyte layers 24, 34 are sandwiched between the anode active material layer 23 and the cathode active material layer 33).
In this embodiment, the solid electrolyte layer 24 is formed on the negative electrode active material layer 23, and the solid electrolyte layer 34 is formed on the positive electrode active material layer 33, but only one of the solid electrolyte layers 24 and 34 may be formed.
The negative electrode sheet 20 and the positive electrode sheet 30 are wound with their resin sheets 21, 31 facing each other, so that the area sandwiched between the resin sheets of the negative electrode sheet and the positive electrode sheet has a layered structure in which the negative electrode collector layer 22, the negative electrode active material layer 23, the solid electrolyte layers 24, 34, the positive electrode active material layer 33, and the positive electrode collector layer 32 are layered in this order, as shown in FIG. 1( b ). This layered structure is electrically insulated by the resin sheets 21, 22 and is wound in large numbers to form a roll body 1 of a battery element.

樹脂シートとしては、例えば、ポリイミド、ポリエステル、及びポリプロピレン、ポリエチレ、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、シリコーン樹脂、ゴム系樹脂等を使用することができる。これら樹脂シートは、絶縁性を有し、且つ加熱に対して安定性を有するものが好ましく、例えば、ポリイミドを好適に使用することができる。樹脂シートの厚みを50μm以下、好ましくは、25μm以下にすることが好ましい。 As the resin sheet, for example, polyimide, polyester, polypropylene, polyethylene, polyvinylidene chloride, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, silicone resin, rubber-based resin, etc. can be used. These resin sheets are preferably insulating and stable against heat, and for example, polyimide can be suitably used. It is preferable to set the thickness of the resin sheet to 50 μm or less, preferably 25 μm or less.

負極集電体の大きさ、構造としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。負極集電体の材質としては、例えば、ダイス鋼、金、白金、インジウム、ニッケル、銅、ステンレス鋼などを使用することができる。負極集電体の形状としては、例えば、箔状、板状、メッシュ状などが挙げられる。
負極集電体の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、蒸着法、及びCVD法等が挙げられる。また、銅などの金属粉等に対して、溶剤、樹脂等を適宜混合することにより、ペーストを調製し、そのペーストを樹脂シートの上に塗布し、乾燥させることにより形成することもできる。
負極集電体の厚みとしては、例えば、5μm~500μm、好ましくは、10μm~50μmとすることができる。
The size and structure of the negative electrode current collector are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. The material of the negative electrode current collector can be, for example, die steel, gold, platinum, indium, nickel, copper, stainless steel, etc. The shape of the negative electrode current collector can be, for example, foil, plate, mesh, etc.
The method for forming the negative electrode current collector is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, etc. Alternatively, the negative electrode current collector can be formed by appropriately mixing a metal powder such as copper with a solvent, a resin, etc. to prepare a paste, applying the paste onto a resin sheet, and drying the paste.
The thickness of the negative electrode current collector can be, for example, 5 μm to 500 μm, or preferably 10 μm to 50 μm.

負極活物質層としては、負極活物質を含有する層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。負極活物質としては、例えば、リチウム、リチウム合金、インジウム、スズ、鉛、ケイ素、ケイ素酸化物、及び炭素材料、リチウム含有リン酸化物、具体例としては、Li3V2(PO4)3、Li3Fe2(PO4)3、Li4Ti5O12等が挙げられる。これらの負極活物質粒子のうちの1種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。 The negative electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a layer containing a negative electrode active material, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the negative electrode active material include lithium, lithium alloys, indium, tin, lead, silicon, silicon oxide, and carbon materials, and lithium-containing phosphates. Specific examples include Li3V2(PO4)3, Li3Fe2(PO4)3, and Li4Ti5O12. Only one type of these negative electrode active material particles may be used, or multiple types may be mixed and used.

負極活物質層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、蒸着法、及びCVD法等が挙げられる。また、負極活物質粒子に対して、溶剤、樹脂等を適宜混合することにより、ペーストを調製し、そのペーストをシートの上に塗布し、乾燥させることにより形成することもできる。また、負極活物質層を形成するに際して、公知の導電剤等を含有させてもよい。例えば、炭素粉末や黒鉛粉末の負極活物質をポリフッ化ビニリデン、フェノール樹脂、フラン樹脂、ポリアセチレン、セルロース等の樹脂とともに分散してペーストを調製し、負極集電体層上に塗布・乾燥させて負極極活物質層を形成することができる。負極活物質層は、所望の密度を得るために、必要に応じて加熱やプレスを行ってもよい。
負極活物質層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05μm~100μm、好ましくは0.1μm~50μm、より好ましくは0.5μm~25μmとすることができる。
The method of forming the negative electrode active material layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include sputtering, vapor deposition, and CVD. The negative electrode active material particles can also be mixed with a solvent, a resin, and the like to prepare a paste, and the paste can be applied to a sheet and dried to form the negative electrode active material layer. In addition, when forming the negative electrode active material layer, a known conductive agent or the like may be contained. For example, a negative electrode active material such as carbon powder or graphite powder can be dispersed with a resin such as polyvinylidene fluoride, phenolic resin, furan resin, polyacetylene, or cellulose to prepare a paste, which can be applied and dried on the negative electrode current collector layer to form the negative electrode active material layer. The negative electrode active material layer may be heated or pressed as necessary to obtain a desired density.
The thickness of the negative electrode active material layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but can be 0.05 μm to 100 μm, preferably 0.1 μm to 50 μm, and more preferably 0.5 μm to 25 μm.

正極集電体層の形状、材質としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。正極集電体層は、例えば、ダイス鋼、ステンレス鋼、アルミニウム、アルミニウム合金、チタン合金、銅、ニッケルなどを使用することができる。正極集電体層の形状としては、例えば、箔状、板状、メッシュ状などが挙げられる。
正極集電体層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、例としては、スパッタ法、蒸着法、及びCVD法等が挙げられる。また、炭素粉末、金属粉等に対して、溶剤、樹脂等を適宜混合することにより、ペーストを調製し、そのペーストを樹脂シートの上に塗布し、乾燥させることにより形成することもできる。
正極集電体の厚みとしては、例えば、5μm~500μm、好ましくは、10μm~50μmとすることができる。
The shape and material of the positive electrode current collector layer are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. For example, die steel, stainless steel, aluminum, aluminum alloy, titanium alloy, copper, nickel, etc. can be used for the positive electrode current collector layer. For example, the shape of the positive electrode current collector layer can be a foil, a plate, a mesh, etc.
The method for forming the positive electrode current collector layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, and examples thereof include a sputtering method, a vapor deposition method, a CVD method, etc. Alternatively, the positive electrode current collector layer can be formed by appropriately mixing a solvent, a resin, etc. with a carbon powder, a metal powder, etc. to prepare a paste, and applying the paste onto a resin sheet and drying it.
The thickness of the positive electrode current collector can be, for example, 5 μm to 500 μm, or preferably 10 μm to 50 μm.

正極活物質層としては、正極活物質を含有する層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。正極活物質としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、これら複合酸化物の一部を他の遷移金属で置換したもの、二酸化マンガン、五酸化バナジウムなどのような遷移金属化合物、硫化鉄などの遷移金属カルコゲン化合物を用いることができる。具体例としては、Li3V2(PO4)3、Li3Fe2(PO4)3、LiMnPO4、LiCoO2,LiNiO2、LiFePO4,LiCoPO4、LiNiPO4、LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、LiMn2O4,LiNi0.5Mn1.5O4、Li4Ti5O12等が挙げられる。これらの正極活物質のうちの1種のみを用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。 The positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it contains a positive electrode active material, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples of the positive electrode active material include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium manganese oxide, composite oxides in which a part of these oxides is replaced with other transition metals, transition metal compounds such as manganese dioxide and vanadium pentoxide, and transition metal chalcogen compounds such as iron sulfide. Specific examples include Li3V2(PO4)3, Li3Fe2(PO4)3, LiMnPO4, LiCoO2, LiNiO2, LiFePO4, LiCoPO4, LiNiPO4, LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2, LiMn2O4, LiNi0.5Mn1.5O4, and Li4Ti5O12. Only one of these positive electrode active materials may be used, or multiple types may be mixed and used.

正極活物質層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、スパッタ法、蒸着法、パルスレーザー堆積法、CVD法、エアロゾルデポジション法、スプレー法、フラックス法、およびゾルゲル法が挙げられる。また、正極活物質粒子に対して、溶剤、樹脂等を適宜混合することにより、ペーストを調製し、そのペーストをシートの上に塗布し、乾燥させることにより形成することもできる。正極活物質層を形成するに際し、公知の導電剤等を含有させてもよい。例えば、正極活物質と、アセチレンブラック等の導電剤をポリフッ化ビニリデン等の樹脂とともに分散してペーストを調製し、正極集電体層上に塗布・乾燥させて正極活物質層を形成することもできる。正極活物質層は、所望の密度を得るために、必要に応じて加熱やプレスを行ってもよい。
正極活物質層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05μm~100μm、好ましくは0.1μm~50μm、より好ましくは0.5μm~25μmとすることができる。
The method for forming the positive electrode active material layer is not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose, and examples thereof include sputtering, vapor deposition, pulse laser deposition, CVD, aerosol deposition, spray, flux, and sol-gel methods. The positive electrode active material layer can also be formed by appropriately mixing a solvent, a resin, etc. with the positive electrode active material particles to prepare a paste, applying the paste onto a sheet, and drying it. When forming the positive electrode active material layer, a known conductive agent or the like may be contained. For example, a positive electrode active material and a conductive agent such as acetylene black are dispersed together with a resin such as polyvinylidene fluoride to prepare a paste, which can be applied and dried on a positive electrode current collector layer to form a positive electrode active material layer. The positive electrode active material layer may be heated or pressed as necessary to obtain a desired density.
The thickness of the positive electrode active material layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but can be 0.05 μm to 100 μm, preferably 0.1 μm to 50 μm, and more preferably 0.5 μm to 25 μm.

固体電解質層としては、窒化リン酸リチウム、硫化物系リチウムイオン伝導性固体電解質、および酸化物系リチウムイオン伝導性固体電解質で構成される層であれば、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例としては、LiPON、Li3Zr2Si2PO12、Li7La3Zr2O12、Li5La3Ta2O12、Li1+xAlxTi2-x(PO4)3、Li1.5Ti1.7Al0.8P2.8Si0.2O12、及びLa2/3-xLi3xTiO3等が挙げられる。
固体電解質層の形成方法としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例としては、スパッタ法、蒸着法、パルスレーザー堆積法、CVD法、エアロゾルデポジション法、スプレー法、フラックス法、および、ゾルゲル法等が挙げられる。また、固体電解質粒子に対して、溶剤、樹脂等を適宜混合することにより、ペーストを調製し、そのペーストをシートの上に塗布し、乾燥させることにより形成することもできる。
The solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it is a layer composed of lithium oxynitride phosphate, a sulfide-based lithium ion conductive solid electrolyte, or an oxide-based lithium ion conductive solid electrolyte, and can be appropriately selected according to the purpose. Examples include LiPON, Li3Zr2Si2PO12, Li7La3Zr2O12, Li5La3Ta2O12, Li1+xAlxTi2-x(PO4)3, Li1.5Ti1.7Al0.8P2.8Si0.2O12, and La2/3-xLi3xTiO3.
The method for forming the solid electrolyte layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose. Examples include sputtering, vapor deposition, pulsed laser deposition, CVD, aerosol deposition, spraying, flux, and sol-gel methods. The solid electrolyte layer can also be formed by mixing a solvent, resin, etc. with solid electrolyte particles appropriately to prepare a paste, applying the paste onto a sheet, and drying it.

樹脂としては、例えばポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン-ブタジエンゴム、ニトリル-ブタジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネート等が挙げられる。
溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等を用いることができる。
固体電解質層の厚みとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、0.05μm~100μm、好ましくは0.1μm~50μm、より好ましく、0.5μm~25μmとすることができる。
Examples of the resin include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene, and polycarbonate.
As the solvent, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, methyl acetate, methyl propionate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and the like can be used.
The thickness of the solid electrolyte layer is not particularly limited and can be appropriately selected depending on the purpose, but can be 0.05 μm to 100 μm, preferably 0.1 μm to 50 μm, and more preferably 0.5 μm to 25 μm.

次に、本発明の全固体電池の製造方法の一例について説明する。
図2は本発明の製造方法の1つの実施形態について説明するための工程フロー図である。この実施形態の全固体電池の製造方法は、広巾長尺の樹脂シート21を準備し、負極集電体層22、負極活物質層23、固体電解質層24を順次積層形成した負極シート20が多数巻回された負極ロール状原反を準備する工程と、広巾長尺の樹脂シート31を、正極集電体層32、正極活物質層33、固体電解質層34を順次積層形成した正極シート30が多数巻回された正極ロール状原反を準備する工程と、負極ロール状原反から繰り出されてくる負極シート20と、正極ロール状原反から繰り出されてくる正極シート30とを、負極活物質層23と正極活物質層33との間に固体電解質層24,34が挟まれるように重ね合わせ、負極シート20と正極シート30とを重ね合わせた状態で、複数の狭巾シートにスリットするスリット工程と、を有し、複数の狭巾シートを、それぞれロール状に巻き取り、電池素子のロール体とする巻取り工程をさらに有するものである。
なお、この実施形態では、負極活物質層23の上に固体電解質層24を、正極活物質層33の上に固体電解質層34を、いずれも形成しているが、固体電解質層24,34のうちいずれか一方のみを形成することとしてもよい。
Next, an example of the method for producing the all-solid-state battery of the present invention will be described.
2 is a process flow diagram for explaining one embodiment of the manufacturing method of the present invention. The manufacturing method of the all-solid-state battery of this embodiment includes the steps of preparing a wide and long resin sheet 21, preparing a negative electrode roll-shaped raw material in which a large number of negative electrode sheets 20 each having a negative electrode current collector layer 22, a negative electrode active material layer 23, and a solid electrolyte layer 24 laminated thereon are wound, preparing a positive electrode roll-shaped raw material in which a large number of positive electrode sheets 30 each having a positive electrode current collector layer 32, a positive electrode active material layer 33, and a solid electrolyte layer 34 laminated thereon are wound, and winding the negative electrode roll-shaped raw material from the negative electrode roll. The method includes a slitting process in which the negative electrode sheet 20 being fed and the positive electrode sheet 30 being unwound from a positive electrode roll are overlapped such that the solid electrolyte layers 24, 34 are sandwiched between the negative electrode active material layer 23 and the positive electrode active material layer 33, and the overlapped negative electrode sheet 20 and the positive electrode sheet 30 are slit into a plurality of narrow-width sheets, and further includes a winding process in which the plurality of narrow-width sheets are each wound into a roll to form a roll of battery element.
In this embodiment, the solid electrolyte layer 24 is formed on the negative electrode active material layer 23, and the solid electrolyte layer 34 is formed on the positive electrode active material layer 33. However, it is also possible to form only one of the solid electrolyte layers 24, 34.

図3は、本発明の製造方法の1つの実施形態におけるスリット工程を説明するための模式図である。(a)は斜視的に示した図、(b)は側面的に示した図である。
スリット工程において、負極ロール状原反から繰り出されてくる負極シート20と、正極ロール状原反から繰り出されてくる正極シート30とを、重ね合わせた状態で、例えば、ニップロール4で重ねて、スリッタヘッド5によって複数の狭巾シートに切断し、各狭巾シートをロール状に巻き取り、複数のロール体1とする。
スリット工程はスリッタ装置によって行われる。スリッタ装置は、ロール状の原反から繰り出されてくる巾広のシートを、スリッタヘッドによって複数の狭巾の状シートに切断し、各狭巾のシートを巻芯にロール状に巻き取る装置である。例えば、図3(b)のように、狭巾のシートが所定回数または所定径まで巻き上がると、カッター機構61,62によって巻終端を切断した後、狭巾のロール状に巻き取られたロール体1を取り出すと共に、巻芯をスリッタ装置内に復帰させる巻芯回転機構71,72を有する。
3A and 3B are schematic diagrams for explaining a slitting step in one embodiment of the manufacturing method of the present invention, in which (a) is a perspective view and (b) is a side view.
In the slitting process, the negative electrode sheet 20 unwound from the negative electrode roll and the positive electrode sheet 30 unwound from the positive electrode roll are stacked, for example, by nip rolls 4, and cut into a plurality of narrow-width sheets by a slitter head 5. Each narrow-width sheet is then wound into a roll to form a plurality of roll bodies 1.
The slitting process is performed by a slitter. The slitter cuts a wide sheet unwound from a roll of raw material into a plurality of narrow-width sheets using a slitter head, and winds each narrow-width sheet into a roll on a core. For example, as shown in FIG. 3B, when the narrow-width sheet is wound up a predetermined number of times or to a predetermined diameter, the end of the roll is cut by cutter mechanisms 61, 62, and the roll body 1 wound into a narrow roll is taken out, and the core is rotated by mechanisms 71, 72 to return the core into the slitter.

図4は、本発明の製造方法の1つの実施形態における負極シートおよび正極シートの積層構成を示した模式図である。
図4を用いて、本発明の製造方法の一例を説明すると、広巾長尺の樹脂シート21を準備し、負極集電体層22、負極活物質層23、固体電解質層24を順次積層形成する。
積層形成する方法は、例えば、各層の母材となる物質を、溶剤、樹脂等と適宜混合することによりペーストを調製し、各層のペーストを樹脂シートの上に、例えばグラビア方式、スクリーン方式等の他の塗布方式で、順次、塗布し、乾燥させることにより負極シート20を形成する。塗布後、必要によりロールプレス等で加熱プレスしてもよい。同様に、正極を構成するための正極シート30を形成する。これにより図4(a)に示すような積層構成を有する、負極シート20が多数巻回された負極ロール状原反と正極シート30が多数巻回された正極ロール状原反を準備する。
FIG. 4 is a schematic diagram showing a stacked structure of a negative electrode sheet and a positive electrode sheet in one embodiment of the manufacturing method of the present invention.
An example of the manufacturing method of the present invention will be described with reference to FIG. 4. A wide and long resin sheet 21 is prepared, and a negative electrode current collector layer 22, a negative electrode active material layer 23, and a solid electrolyte layer 24 are laminated in this order.
The method of forming the laminated layers is, for example, to prepare a paste by appropriately mixing the base material of each layer with a solvent, resin, etc., and then to apply the paste of each layer on a resin sheet in sequence by other application methods such as gravure method, screen method, etc., and dry it to form the negative electrode sheet 20. After application, it may be heated and pressed by a roll press or the like as necessary. Similarly, a positive electrode sheet 30 for forming a positive electrode is formed. In this way, a negative electrode roll-shaped raw material having a multiplicity of negative electrode sheets 20 wound around it and a positive electrode roll-shaped raw material having a multiplicity of positive electrode sheets 30 wound around it, each having a laminated structure as shown in FIG. 4(a), are prepared.

次にスリット装置の巻出機構に負極ロール状原反と正極ロール状原反をセットし、負極ロール状原反から負極シート20を繰り出し、正極ロール状原反から正極シート30を繰り出す。負極ロール状原反から繰り出された負極シート20と、正極ロール状原反から繰り出されてくる正極シート30は、ニップロール4でそれぞれの固体電解質が向い合った状態に重ねられ、図4(b)に示すような積層構成となる。
負極シート20と正極シート30はこの状態でスリッタヘッド5によって複数の狭巾シートに切断し、ロール状に巻き取られることで、図4(c)に示すように、負極シート20と正極シート30が複数積層された状態となる。この積層状態は、固体電解質層24、34が向い合い、かつ、負極集電体層22正極集電体層32が樹脂シート21、31で絶縁されたロール体1となる。
Next, the negative electrode roll and the positive electrode roll are set in the unwinding mechanism of the slitting device, and the negative electrode sheet 20 is unwound from the negative electrode roll, and the positive electrode sheet 30 is unwound from the positive electrode roll. The negative electrode sheet 20 unwound from the negative electrode roll and the positive electrode sheet 30 unwound from the positive electrode roll are stacked by nip rolls 4 with their solid electrolytes facing each other, resulting in a laminated configuration as shown in FIG.
The negative electrode sheet 20 and the positive electrode sheet 30 in this state are cut into multiple narrow sheets by a slitter head 5 and wound into a roll, resulting in a state in which multiple negative electrode sheets 20 and positive electrode sheets 30 are stacked as shown in Fig. 4(c) . In this stacked state, the solid electrolyte layers 24, 34 face each other, and the negative electrode collector layer 22 and the positive electrode collector layer 32 are insulated by the resin sheets 21, 31 to form a roll body 1.

図4では、負極シート20と正極シート30をニップロール4でそれぞれの固体電解質が向い合った状態に重ねているが、それぞれの樹脂シートが向い合った状態に重ねても構わない。どちらの向きに重ね合わせても、ロール状に巻かれることにより、負極シート20と正極シート30の樹脂シートが重なり合い、それぞれの樹脂シートに挟まれた領域は、負極集電体層、負極活物質層、固体電解質層、正極活物質層、正極集電体層が順次積層された積層構成となる。 In FIG. 4, the negative electrode sheet 20 and the positive electrode sheet 30 are stacked with the solid electrolytes facing each other using the nip rolls 4, but they may also be stacked with the resin sheets facing each other. Regardless of which way they are stacked, the resin sheets of the negative electrode sheet 20 and the positive electrode sheet 30 are stacked together when rolled up, and the area sandwiched between the resin sheets has a stacked structure in which the negative electrode collector layer, the negative electrode active material layer, the solid electrolyte layer, the positive electrode active material layer, and the positive electrode collector layer are stacked in that order.

以上、本発明の製造方法について説明したが、本発明は、電池形状や用途により必要な工程を追加することができる。例えば、ロール体1の特性を十分に引き出すためにロール状態でアニール処理をしてもよい。 The manufacturing method of the present invention has been described above, but the present invention can add necessary processes depending on the battery shape and application. For example, annealing treatment may be performed in the rolled state to fully bring out the characteristics of the roll body 1.

他には、ロール状に巻き取ったロール体1の少なくとも一部、典型的には最外周面および最内周面に、負極集電体層および正極集電体層が露出する集電体露出部を形成してよい(図5)、負極集電体層の集電体露出部に負極リードを、正極集電体層の集電体露出部に正極リードを接続することで他の電気部品等との電気的な接合を行うことができる(図6)。露出部の形成方法は、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト、研磨、溶出、及び、切削などの方法を用いることができる。
また、ロール体の最外周面および最内周面を、集電体露出部を除いて絶縁性保護膜で覆う保護膜形成工程を含むこともができる。
Alternatively, a current collector exposed portion where the negative electrode current collector layer and the positive electrode current collector layer are exposed may be formed on at least a part of the rolled body 1, typically on the outermost and innermost surfaces (FIG. 5), and an anode lead may be connected to the current collector exposed portion of the negative electrode current collector layer, and a cathode lead may be connected to the current collector exposed portion of the positive electrode current collector layer, thereby enabling electrical connection with other electric components, etc. (FIG. 6). Methods that can be used to form the exposed portions include, for example, shot blasting, sand blasting, polishing, elution, and cutting.
The method may also include a protective film forming step of covering the outermost and innermost circumferential surfaces of the roll body with an insulating protective film, except for exposed portions of the current collector.

上述したように作製されたロール体1は、例えば図7に示すように電池ケース内に収納される。電池ケースとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、従来の全固体電池で使用可能な公知のラミネートフィルムや筐体などが挙げられる。全固体電池の形状としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、円筒型、角型、ボタン型、コイン型、扁平型などが挙げられる。 The roll body 1 produced as described above is housed in a battery case, for example as shown in FIG. 7. There are no particular limitations on the battery case and it can be appropriately selected depending on the purpose, and examples of the battery case include known laminate films and housings that can be used in conventional all-solid-state batteries. There are no particular limitations on the shape of the all-solid-state battery and it can be appropriately selected depending on the purpose, and examples of the shape include cylindrical, square, button, coin, and flat types.

1 ロール体
20 負極シート
21、31 樹脂シート
22 負極集電体層
23 負極活物質層
24、34 固体電解質層
32 正極集電体層
33 正極活物質層
4 ニップロール
5 スリッタヘッド
61、62 カッター機構
71.72 巻芯回転機構
REFERENCE SIGNS LIST 1 Roll body 20 Negative electrode sheet 21, 31 Resin sheet 22 Negative electrode current collector layer 23 Negative electrode active material layer 24, 34 Solid electrolyte layer 32 Positive electrode current collector layer 33 Positive electrode active material layer 4 Nip roll 5 Slitter head 61, 62 Cutter mechanism 71, 72 Roll core rotation mechanism

Claims (5)

広巾長尺の第1の樹脂シートの第1の面上に、負極集電体層と、負極活物質層とがこの順に設けられた負極シートを巻回した負極ロール状原反を準備する工程と、
広巾長尺の第2の樹脂シートの第1の面上に、正極集電体層と、正極活物質層とがこの順に設けられた正極シートを巻回した正極ロール状原反を準備する工程と
を有し、前記負極活物質層および前記正極活物質層の少なくとも一方の上にさらに固体電解質層が設けられ、
前記負極ロール状原反から繰り出されてくる前記負極シートと、前記正極ロール状原反から繰り出されてくる前記正極シートとを、前記第1の樹脂シートの前記第1の面と前記第2の樹脂シートの前記第1の面とが対向するように、または、前記第1の樹脂シートの前記第1の面と反対側の面と、前記第2の樹脂シートの前記第1の面と反対側の面とが対向するように重ね合わせ、前記負極シートと前記正極シートとを重ね合わせた状態で、複数の狭巾シートにスリットするスリット工程と、
前記複数の狭巾シートを、それぞれロール状に巻き取り、電池素子のロール体とする巻取り工程と
をさらに有し、
前記負極ロール状原反を準備する工程が、前記広巾長尺の第1の樹脂シート上に、前記負極集電体層と、前記負極活物質層とを、この順に塗布形成する工程を含み、
前記正極ロール状原反を準備する工程が、前記広巾長尺の第2の樹脂シート上に、前記正極集電体層と、前記正極活物質層とを、この順に塗布形成する工程を含み、
前記負極活物質層および前記正極活物質層の少なくとも一方の上にさらに前記固体電解質層を塗布形成する、電池素子のロール体の製造方法。
preparing a negative electrode roll-shaped raw material by winding a negative electrode sheet having a negative electrode current collector layer and a negative electrode active material layer provided in this order on a first surface of a wide and long first resin sheet;
a step of preparing a rolled positive electrode raw material by winding a positive electrode sheet having a positive electrode current collector layer and a positive electrode active material layer provided in this order on a first surface of a wide and long second resin sheet, and a solid electrolyte layer is further provided on at least one of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer;
a slitting process of overlapping the negative electrode sheet unwound from the negative electrode roll and the positive electrode sheet unwound from the positive electrode roll such that the first surface of the first resin sheet faces the first surface of the second resin sheet, or such that the surface of the first resin sheet opposite the first surface faces the surface of the second resin sheet opposite the first surface, and slitting the negative electrode sheet and the positive electrode sheet in a state where they are overlapped into a plurality of narrow-width sheets;
and a winding step of winding each of the narrow sheets into a roll to form a roll of battery elements ,
the step of preparing a negative electrode roll-shaped raw material includes a step of coating the negative electrode current collector layer and the negative electrode active material layer in this order on the wide and long first resin sheet,
the step of preparing a positive electrode roll includes a step of coating the positive electrode current collector layer and the positive electrode active material layer in this order on the wide and long second resin sheet,
the solid electrolyte layer is further formed by coating on at least one of the negative electrode active material layer and the positive electrode active material layer .
前記スリット工程は、前記負極ロール状原反から繰り出されてくる前記負極シートと、前記正極ロール状原反から繰り出されてくる前記正極シートとを重ねた合わせた状態で、スリッタヘッドによって前記複数の狭巾シートに切断する工程を含み、
前記巻取り工程は、前記狭巾シートが所定回数または所定径まで巻き上がると、巻終端を切断する工程を含む、請求項に記載の製造方法。
the slitting step includes a step of cutting the negative electrode sheet unwound from the negative electrode roll and the positive electrode sheet unwound from the positive electrode roll into the plurality of narrow-width sheets by a slitter head in a state where the negative electrode sheet and the positive electrode sheet are overlapped with each other,
The manufacturing method according to claim 1 , wherein the winding step includes a step of cutting off an end of the narrow-width sheet when the narrow-width sheet has been wound up a predetermined number of times or to a predetermined diameter.
前記ロール体の少なくとも最外周面および最内周面を、絶縁性保護膜で覆う保護膜形成工程をさらに有する、請求項1または2に記載の製造方法。 The method according to claim 1 or 2 , further comprising a protective film forming step of covering at least an outermost surface and an innermost surface of the roll body with an insulating protective film. 前記ロール体に、前記負極集電体層が露出する負極集電体露出部、および前記正極集電体層が露出する正極集電体露出部を形成する工程をさらに有する、請求項のいずれか1項に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 1 , further comprising a step of forming, on the roll body, a negative electrode current collector exposed portion where the negative electrode current collector layer is exposed, and a positive electrode current collector exposed portion where the positive electrode current collector layer is exposed. 前記負極集電体露出部に負極リードを接続し、前記正極集電体露出部に正極リードを接続する工程をさらに有する、請求項に記載の製造方法。 The method according to claim 4 , further comprising the step of connecting a negative electrode lead to the negative electrode current collector exposed portion and connecting a positive electrode lead to the positive electrode current collector exposed portion.
JP2020099834A 2020-06-09 2020-06-09 Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll Active JP7566498B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020099834A JP7566498B2 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020099834A JP7566498B2 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021193664A JP2021193664A (en) 2021-12-23
JP7566498B2 true JP7566498B2 (en) 2024-10-15

Family

ID=79168807

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020099834A Active JP7566498B2 (en) 2020-06-09 2020-06-09 Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7566498B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20250148831A (en) * 2024-04-08 2025-10-15 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery manufacturing device and battery module equipped with secondary battery manufactured thereby
CN118738589B (en) * 2024-06-11 2025-04-01 高能时代(深圳)新能源科技有限公司 A solid-state battery and a method for manufacturing the same

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138076A (en) 1998-10-30 2000-05-16 Sony Corp Lithium polymer secondary battery, its manufacturing device and its manufacture
JP2003508886A (en) 1999-09-02 2003-03-04 リチウム パワー テクノロジーズ インコーポレイテッド Solid polymer electrolyte
JP2003508887A (en) 1999-09-02 2003-03-04 リチウム パワー テクノロジーズ インコーポレイテッド All solid state electrochemical device and manufacturing method
JP2014026806A (en) 2012-07-26 2014-02-06 Kojima Press Industry Co Ltd Lithium ion secondary battery and manufacturing method and manufacturing apparatus therefor
JP2020532840A (en) 2017-09-15 2020-11-12 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Rechargeable solid electrochemical cell

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000138076A (en) 1998-10-30 2000-05-16 Sony Corp Lithium polymer secondary battery, its manufacturing device and its manufacture
JP2003508886A (en) 1999-09-02 2003-03-04 リチウム パワー テクノロジーズ インコーポレイテッド Solid polymer electrolyte
JP2003508887A (en) 1999-09-02 2003-03-04 リチウム パワー テクノロジーズ インコーポレイテッド All solid state electrochemical device and manufacturing method
JP2014026806A (en) 2012-07-26 2014-02-06 Kojima Press Industry Co Ltd Lithium ion secondary battery and manufacturing method and manufacturing apparatus therefor
JP2020532840A (en) 2017-09-15 2020-11-12 ダイソン・テクノロジー・リミテッド Rechargeable solid electrochemical cell

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021193664A (en) 2021-12-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3482443B2 (en) Electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery and method for producing the same
KR101750145B1 (en) Method for producing all-solid-state battery, and all-solid-state battery
JP5494338B2 (en) Electrode body manufacturing method and electrode body
US6280873B1 (en) Wound battery and method for making it
JP7160753B2 (en) Solid-state battery manufacturing method and solid-state battery
JP2003068278A (en) Electrochemical device
JP7568288B2 (en) Method for producing an anode by patterned deposition, anode produced by said method, and electrochemical device incorporating such an anode - Patents.com
CN102428600B (en) Laminated secondary battery, and method for manufacturing the laminated secondary battery
CN114788037A (en) Method for prelithiation of multiple anodes
JP2005235414A (en) Battery equipped with spirally wound electrode group and its manufacturing method
JP7275614B2 (en) All-solid secondary battery
JP7566498B2 (en) Roll of battery element, method for producing same, and all-solid-state battery including said roll
CN110462883B (en) Method and apparatus for manufacturing secondary battery
JP4157999B2 (en) Electrode and gel electrolyte battery manufacturing method
JP6728618B2 (en) Method for manufacturing battery electrode
JP2025503963A (en) Anodes including a conductive layer between an active anode material and a current collector, and electrochemical devices incorporating such anodes
CN115004433B (en) Lithium-ion secondary batteries
JP3774980B2 (en) Method for producing electrode for non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2007180039A (en) Method for producing solid electrolyte battery
JP7646345B2 (en) Battery element roll, its manufacturing method and battery including said roll
CN113097435A (en) Electrode plate and battery
JP2004253350A (en) Manufacturing method of electrochemical element
TWI880259B (en) Solid-state battery and methods for manufacturing the same
JP4385425B2 (en) Solid electrolyte battery and manufacturing method thereof
JPH10241735A (en) Lithium ion battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230517

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240214

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240325

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240524

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240902

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20241002

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7566498

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350