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JP7647501B2 - All-solid-state battery - Google Patents
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Description

本願は全固体電池に関する。 This application relates to solid-state batteries.

正極よりも面積の大きい負極を備えた全固体電池において、正極集電体と負極との接触等による短絡を抑制するために、これらの間に絶縁材料を配置する技術が知られている。 In solid-state batteries that have a negative electrode with a larger area than the positive electrode, a technique is known in which an insulating material is placed between the positive electrode current collector and the negative electrode to prevent short circuits caused by contact between the two.

例えば、特許文献1は、積層電池の側面のみを樹脂で被覆する全固体電池を開示している。特許文献2は、正極の端部に絶縁層を設ける技術を開示している。 For example, Patent Document 1 discloses an all-solid-state battery in which only the sides of the laminated battery are covered with resin. Patent Document 2 discloses a technology for providing an insulating layer on the end of the positive electrode.

特許第6445601号公報Patent No. 6445601 特開2021-57321号公報JP 2021-57321 A

絶縁層を配置する電極表面が粗い場合、絶縁層が適切に配置できない問題がある。例えば、レーザートリミングによって正極の一部を除去し、正極よりも延出している延出部を絶縁性の樹脂テープで覆う場合がある。しかしながら、レーザートリミングにより露出した延出部の表面(例えば、固体電解質層の表面)は粗く、反力によって延出部の一方側に配置されている樹脂テープが剥がれる問題があった。樹脂テープが剥がれると、やがて樹脂テープによって保護されていた電極が露出し、露出した電極由来のバリが対極と接触して、短絡する問題があった。 If the electrode surface on which the insulating layer is to be placed is rough, there is a problem that the insulating layer cannot be placed appropriately. For example, a part of the positive electrode may be removed by laser trimming, and the extension portion extending beyond the positive electrode may be covered with insulating resin tape. However, the surface of the extension portion exposed by laser trimming (e.g., the surface of the solid electrolyte layer) is rough, and there is a problem that the resin tape placed on one side of the extension portion may peel off due to the reaction force. When the resin tape peels off, the electrode protected by the resin tape is eventually exposed, and the burrs from the exposed electrode come into contact with the counter electrode, causing a short circuit.

そこで本願の目的は、上記実情を鑑み、延出部をより有効に保護できる全固体電池を提供することである。 In view of the above, the objective of this application is to provide an all-solid-state battery that can more effectively protect the extension portion.

本開示は上記課題を解決するための一つの態様として、単位電池を少なくとも1つ備える全固体電池において、単位電池は、第1の集電体層と、第1の集電体層の一方側表面に積層された第1の活物質層と、第1の集電体層の他方側表面に積層された第2の活物質層と、第1の活物質層の一方側表面に積層された第1の固体電解質層と、第2の活物質層の他方側表面に積層された第2の固体電解質層と、第1の固体電解質層の一方側表面に積層された第3の活物質層と、第2の固体電解質層の他方側表面に積層された第4の活物質層と、第3の活物質層の一方側表面に積層された第2の集電体層と、第4の活物質層の他方側表面に積層された第3の集電体層と、を備え、第1の活物質層及び第2の活物質層が、負極活物質層及び正極活物質層のうちのいずれか一方であり、第1の活物質層及び第2の活物質層が負極活物質層である場合は第3の活物質層及び第4の活物質層が正極活物質層であり、第1の活物質層及び第2の活物質層が正極活物質層である場合は第3の活物質層及び第4の活物質層が負極活物質層であり、単位電池において、少なくとも第1の集電体層が、第3の活物質層及び第4の活物質層よりも外側に延出して延出部を構成しており、単位電池は、さらに延出部を保護する保護部材を備え、保護部材は、基材層と、基材層の延出部と接触する表面に設けられた第1の粘着層とを有する材料から構成されており、保護部材は、延出部の一方側表面、延出部の側面、及び、延出部の他方側表面に亘って連続的に設けられ、第1の粘着層によって延出部に接着されている保護部と、保護部の側面から外側に突出する突出部とを有する、全固体電池を提供する。 As one aspect of the present disclosure for solving the above-mentioned problems, in an all-solid-state battery including at least one unit battery, the unit battery includes a first current collector layer, a first active material layer laminated on one side surface of the first current collector layer, a second active material layer laminated on the other side surface of the first current collector layer, a first solid electrolyte layer laminated on one side surface of the first active material layer, a second solid electrolyte layer laminated on the other side surface of the second active material layer, a third active material layer laminated on one side surface of the first solid electrolyte layer, a fourth active material layer laminated on the other side surface of the second solid electrolyte layer, a second current collector layer laminated on one side surface of the third active material layer, and a third current collector layer laminated on the other side surface of the fourth active material layer, wherein the first active material layer and the second active material layer are either a negative electrode active material layer or a positive electrode active material layer, and the first active material When the first active material layer and the second active material layer are negative active material layers, the third active material layer and the fourth active material layer are positive active material layers, and when the first active material layer and the second active material layer are positive active material layers, the third active material layer and the fourth active material layer are negative active material layers. In the unit battery, at least the first current collector layer extends outward from the third active material layer and the fourth active material layer to form an extension portion. The unit battery further includes a protective member for protecting the extension portion. The protective member is made of a material having a base layer and a first adhesive layer provided on a surface of the base layer that contacts the extension portion. The protective member is provided continuously over one side surface of the extension portion, a side surface of the extension portion, and the other side surface of the extension portion, and has a protective portion adhered to the extension portion by the first adhesive layer, and a protrusion protruding outward from the side surface of the protective member.

本開示の全固体電池に配置される保護部材は所定の突出部を有している。これにより、基材層の反力による保護部材の剥がれを抑制することができる。従って、本開示の全固体電池によれば、延出部をより有効に保護することができる。 The protective member disposed in the all-solid-state battery of the present disclosure has a predetermined protrusion. This makes it possible to suppress peeling of the protective member due to the reaction force of the base layer. Therefore, according to the all-solid-state battery of the present disclosure, the extension can be protected more effectively.

全固体電池1000の平面図である。FIG. 1 is a plan view of an all-solid-state battery 1000. 図1のA-Aで切断した全固体電池1000の断面図である。2 is a cross-sectional view of the all-solid-state battery 1000 taken along line AA in FIG. 1. 図2の1つの単位電池100に着目した断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view focusing on one unit battery 100 in FIG. 2. (A)延出部40を説明するための断面図である。(B)保護部材50を説明するための断面図である。1A is a cross-sectional view illustrating an extension portion 40. FIG. 1B is a cross-sectional view illustrating a protection member 50. 保護部のみを有する保護部材を延出部に配置した単位電池の断面図である。11 is a cross-sectional view of a unit battery in which a protective member having only a protective portion is disposed on an extension portion. FIG. 保護部材150を含む単位電池200の断面図である。2 is a cross-sectional view of a unit battery 200 including a protective member 150. FIG. (A)保護部材250を含む単位電池300の断面図である。(B)保護部材250のみを取り出した断面図である。1A is a cross-sectional view of a unit battery 300 including a protective member 250. FIG. 1B is a cross-sectional view of only the protective member 250. 基材層の厚みが12.5μmである保護部材を用いた実施例1、2及び比較例1の剥離強度評価結果である。1 shows the peel strength evaluation results for Examples 1 and 2 and Comparative Example 1, in which protective members having a substrate layer thickness of 12.5 μm were used. 基材層の厚みが7.5μmである保護部材を用いた実施例3、4の剥離強度評価結果である。1 shows the peel strength evaluation results for Examples 3 and 4 using protective members with a substrate layer thickness of 7.5 μm.

[全固体電池1000]
以下、本開示の全固体電池について、一実施形態である全固体電池1000を参照しつつ説明する。図1に全固体電池1000の積層方向の上面から観察した平面図を示した。また、図2に図1のA-Aで切断した全固体電池1000の断面図を示した。図3に、図2の1つの単位電池100に着目した断面図を示した。図4に単位電池100を分解したい断面図を示した。図2、図3の紙面上下方向を積層方向、紙面左右方向を幅方向、紙面奥手前方向を奥行き方向ということがある。
[All-solid-state battery 1000]
The all-solid-state battery of the present disclosure will be described below with reference to an all-solid-state battery 1000 as one embodiment. FIG. 1 shows a plan view of the all-solid-state battery 1000 observed from the top in the stacking direction. FIG. 2 shows a cross-sectional view of the all-solid-state battery 1000 cut along A-A in FIG. 1. FIG. 3 shows a cross-sectional view focusing on one unit battery 100 in FIG. 2. FIG. 4 shows a cross-sectional view of the unit battery 100 when disassembled. The up-down direction of the paper in FIG. 2 and FIG. 3 may be referred to as the stacking direction, the left-right direction of the paper as the width direction, and the back-to-front direction of the paper as the depth direction.

図2に示した通り、全固体電池1000は単位電池100が複数積層されて形成されている。ただし、本開示の全固体電池は少なくとも1つの単位電池を備えていればよい。 As shown in FIG. 2, the all-solid-state battery 1000 is formed by stacking multiple unit batteries 100. However, the all-solid-state battery of the present disclosure may include at least one unit battery.

<単位電池100>
図3に示した通り、単位電池100は、第1の集電体層11と、第1の集電体層11の一方側表面に積層された第1の活物質層21と、第1の集電体層11の他方側表面に積層された第2の活物質層22と、第1の活物質層21の一方側表面に積層された第1の固体電解質層31と、第2の活物質層22の他方側表面に積層された第2の固体電解質層32と、第1の固体電解質層31の一方側表面に積層された第3の活物質層23と、第2の固体電解質層32の他方側表面に積層された第4の活物質層24と、第3の活物質層23の一方側表面に積層された第2の集電体層12と、第4の活物質層24の他方側表面に積層された第3の集電体層13と、を備えている。
<Unit battery 100>
As shown in FIG. 3 , the unit battery 100 includes a first current collector layer 11, a first active material layer 21 laminated on one surface of the first current collector layer 11, a second active material layer 22 laminated on the other surface of the first current collector layer 11, a first solid electrolyte layer 31 laminated on one surface of the first active material layer 21, a second solid electrolyte layer 32 laminated on the other surface of the second active material layer 22, a third active material layer 23 laminated on one surface of the first solid electrolyte layer 31, a fourth active material layer 24 laminated on the other surface of the second solid electrolyte layer 32, a second current collector layer 12 laminated on one surface of the third active material layer 23, and a third current collector layer 13 laminated on the other surface of the fourth active material layer 24.

ここで、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が、負極活物質層及び正極活物質層のうちのいずれか一方であり、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が負極活物質層である場合は第3の活物質層23及び第4の活物質層24が正極活物質層であり、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が正極活物質層である場合は第3の活物質層23及び第4の活物質層24が負極活物質層である。 Here, the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are either a negative electrode active material layer or a positive electrode active material layer, and when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are negative electrode active material layers, the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are positive electrode active material layers, and when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are positive electrode active material layers, the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are negative electrode active material layers.

また、単位電池100において、少なくとも第1の集電体層11が、第3の活物質層23及び第4の活物質層24よりも外側に延出して延出部40を構成している。単位電池100は、さらに延出部40を保護する保護部材50を備えている。 In addition, in the unit battery 100, at least the first current collector layer 11 extends outward beyond the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 to form an extension portion 40. The unit battery 100 further includes a protective member 50 that protects the extension portion 40.

(第1の集電体層11)
第1の集電体層11は、金属箔や金属メッシュ等により構成すればよい。特に金属箔が好ましい。第1の集電体層11を構成する金属としては、Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、ステンレス鋼等が挙げられる。特にCuが好ましい。第1の集電体層11は、その表面に、抵抗を調整するための何らかのコート層(例えば、カーボンコート層)を有していてもよい。第1の集電体層11は複数の層からなっていてもよい。例えば、複数の金属箔を重ね合わせて、第1の集電体層11を構成することもできる。第1の集電体層11の厚み(複数の層からなる場合は合計の厚み。他の層についても同様。)は特に限定されるものではない。例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。後述する第1の活物質層21及び第2の活物質層22が負極活物質層である場合、第1の集電体層11は負極集電体層として機能する。一方、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が正極活物質層である場合、第1の集電体層11は正極集電体層として機能する。
(First current collector layer 11)
The first collector layer 11 may be made of a metal foil or a metal mesh. Metal foil is particularly preferred. Examples of metals constituting the first collector layer 11 include Cu, Ni, Cr, Au, Pt, Ag, Al, Fe, Ti, Zn, Co, stainless steel, and the like. Cu is particularly preferred. The first collector layer 11 may have some kind of coating layer (e.g., a carbon coating layer) on its surface to adjust the resistance. The first collector layer 11 may be made of multiple layers. For example, the first collector layer 11 may be made of multiple metal foils stacked together. The thickness of the first collector layer 11 (the total thickness when it is made of multiple layers. The same applies to other layers) is not particularly limited. For example, it is preferably 0.1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 1 μm or more and 100 μm or less. When the first active material layer 21 and the second active material layer 22 described below are negative electrode active material layers, the first current collector layer 11 functions as a negative electrode current collector layer. On the other hand, when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are positive electrode active material layers, the first current collector layer 11 functions as a positive electrode current collector layer.

(第1の活物質層21及び第2の活物質層22)
単位電池100において、第1の集電体層11の一方側表面には第1の活物質層21が積層され、第1の集電体層11の他方側表面には第2の活物質層22が積層されている。第1の活物質層21は複数の層からなっていてもよい。例えば、一の活物質層の表面にさらに活物質層を積層して、複数の層全体として第1の活物質層21を構成することもできる。第2の活物質層22についても同様に複数の層からなっていてもよい。第1の活物質層21及び第2の活物質層22は、負極活物質層及び正極活物質層のうちのいずれか一方である。特に、負極活物質層であることが好ましい。第1の活物質層21及び第2の活物質層22は、同種の材料を含む層であってもよく、異なる材料を含む層であってもよい。好ましくは同種の材料を含む層である。以下、負極活物質層について説明する。
(First active material layer 21 and second active material layer 22)
In the unit battery 100, a first active material layer 21 is laminated on one side surface of the first current collector layer 11, and a second active material layer 22 is laminated on the other side surface of the first current collector layer 11. The first active material layer 21 may be composed of a plurality of layers. For example, an active material layer may be further laminated on the surface of one active material layer, and the first active material layer 21 may be composed of the plurality of layers as a whole. The second active material layer 22 may also be composed of a plurality of layers. The first active material layer 21 and the second active material layer 22 are either a negative electrode active material layer or a positive electrode active material layer. In particular, it is preferable that they are negative electrode active material layers. The first active material layer 21 and the second active material layer 22 may be layers containing the same type of material or layers containing different materials. It is preferable that they are layers containing the same type of material. Hereinafter, the negative electrode active material layer will be described.

負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含む。負極活物質としては、公知の負極活物質を用いればよい。例えば、リチウムイオン電池を構成する場合は、負極活物質としてSiやSi合金や酸化ケイ素等のシリコン系活物質;グラファイトやハードカーボン等の炭素系活物質;チタン酸リチウム等の各種酸化物系活物質;金属リチウムやリチウム合金等を用いることができる。 The negative electrode active material layer contains at least a negative electrode active material. As the negative electrode active material, a known negative electrode active material may be used. For example, when forming a lithium ion battery, the negative electrode active material may be a silicon-based active material such as Si, a Si alloy, or silicon oxide; a carbon-based active material such as graphite or hard carbon; various oxide-based active materials such as lithium titanate; metallic lithium, a lithium alloy, or the like.

負極活物質層は、任意に固体電解質、バインダー及び導電助剤等を含んでいてもよい。固体電解質としては無機固体電解質が好ましい。有機ポリマー電解質と比較してイオン伝導度が高いためである。また、有機ポリマー電解質と比較して、耐熱性に優れるためである。好ましい無機固体電解質としては、例えば、ランタンジルコン酸リチウム、LiPON、Li1+XAlXGe2-X(PO、Li-SiO系ガラス、Li-Al-S-O系ガラス等の酸化物固体電解質;LiS-P、LiS-SiS、LiI-LiS-SiS、LiI-SiS-P、LiS-P-LiI-LiBr、LiI-LiS-P、LiI-LiS-P、LiI-LiPO-P、LiS-P-GeS等の硫化物固体電解質を例示することができる。特に、硫化物固体電解質が好ましく、LiS-Pを含む硫化物固体電解質がより好ましく、LiS-P-LiI-LiBrを含む硫化物固体電解質がさらに好ましい。バインダーとしては、例えば、ブタジエンゴム(BR)、ブチレンゴム(IIR)、アクリレートブタジエンゴム(ABR)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等が挙げられる。導電助剤としてはアセチレンブラックやケッチェンブラック等の炭素材料やニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。 The negative electrode active material layer may optionally contain a solid electrolyte, a binder, a conductive assistant, etc. As the solid electrolyte, an inorganic solid electrolyte is preferable because it has a higher ionic conductivity than an organic polymer electrolyte and is more heat resistant than an organic polymer electrolyte. Preferred inorganic solid electrolytes include, for example, oxide solid electrolytes such as lithium lanthanum zirconate, LiPON, Li 1+X AlXGe 2-X (PO 4 ) 3 , Li-SiO-based glass, and Li-Al-S-O-based glass; Li 2 S-P 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2 , LiI-Li 2 S-SiS 2 , LiI-Si 2 S-P 2 S 5 , Li 2 S-P 2 S 5 -LiI-LiBr, LiI-Li 2 S-P 2 S 5 , LiI-Li 2 S-P 2 O 5 , LiI-Li 3 PO 4 -P 2 S 5 , and Li 2 S-P 2 S 5 -GeS. Examples of the sulfide solid electrolyte include sulfide solid electrolytes such as Li 2 S-P 2 S 5 and Li 2 S-P 2 S 5 -LiI -LiBr. In particular, sulfide solid electrolytes are preferred, sulfide solid electrolytes containing Li 2 S-P 2 S 5 -LiI-LiBr are more preferred, and sulfide solid electrolytes containing Li 2 S-P 2 S 5 -LiI-LiBr are even more preferred. Examples of the binder include butadiene rubber (BR), butylene rubber (IIR), acrylate butadiene rubber (ABR), polyvinylidene fluoride (PVdF), and the like. Examples of the conductive assistant include carbon materials such as acetylene black and ketjen black, and metal materials such as nickel, aluminum, and stainless steel.

負極活物質層における各成分の含有量は従来と同様とすればよい。負極活物質層の形状も従来と同様とすればよい。特に、単位電池100を容易に構成できる観点から、シート状の負極活物質層が好ましい。この場合、負極活物質の厚みは、例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上150μm以下であることがより好ましい。ただし、負極の容量が正極の容量よりも大きくなるように、負極活物質層の大きさ(面積や厚み)を決定することが好ましい。 The content of each component in the negative electrode active material layer may be the same as in the past. The shape of the negative electrode active material layer may also be the same as in the past. In particular, from the viewpoint of easily constructing the unit battery 100, a sheet-shaped negative electrode active material layer is preferable. In this case, the thickness of the negative electrode active material is preferably, for example, 0.1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 1 μm or more and 150 μm or less. However, it is preferable to determine the size (area and thickness) of the negative electrode active material layer so that the capacity of the negative electrode is larger than the capacity of the positive electrode.

(第1の固体電解質層31及び第2の固体電解質層32)
単位電池100において、上記の第1の活物質層21の一方側表面には第1の固体電解質層31が積層され、上記の第2の活物質層22の他方側表面には第2の固体電解質層32が積層されている。第1の固体電解質層31は複数の層からなっていてもよい。例えば、一の固体電解質層の表面にさらに固体電解質層を積層して、複数の層全体として第1の固体電解質層31を構成することもできる。第2の固体電解質層32についても同様に複数の層からなっていてもよい。第1の固体電解質層31及び第2の固体電解質層32は、同種の材料を含む層であってもよく、異なる材料を含む層であってもよい。好ましくは同種の材料を含む層である。
(First solid electrolyte layer 31 and second solid electrolyte layer 32)
In the unit battery 100, a first solid electrolyte layer 31 is laminated on one side surface of the first active material layer 21, and a second solid electrolyte layer 32 is laminated on the other side surface of the second active material layer 22. The first solid electrolyte layer 31 may be composed of a plurality of layers. For example, a solid electrolyte layer may be laminated on the surface of one solid electrolyte layer, and the first solid electrolyte layer 31 may be composed of the plurality of layers as a whole. The second solid electrolyte layer 32 may also be composed of a plurality of layers. The first solid electrolyte layer 31 and the second solid electrolyte layer 32 may be layers containing the same type of material or layers containing different materials. They are preferably layers containing the same type of material.

固体電解質層は、少なくとも固体電解質を含む層である。固体電解質としては、上述した無機固体電解質が好ましく、硫化物固体電解質がより好ましい。この場合、固体電解質層に含まれる硫化物固体電解質は、LiS-Pを含む硫化物固体電解質が好ましく、LiS-P-LiI-LiBrを含む硫化物固体電解質がより好ましい。 The solid electrolyte layer is a layer containing at least a solid electrolyte. As the solid electrolyte, the above-mentioned inorganic solid electrolyte is preferable, and a sulfide solid electrolyte is more preferable. In this case, the sulfide solid electrolyte contained in the solid electrolyte layer is preferably a sulfide solid electrolyte containing Li 2 S-P 2 S 5 , and more preferably a sulfide solid electrolyte containing Li 2 S-P 2 S 5 -LiI-LiBr.

固体電解質層は任意にバインダーを含んでいてもよい。バインダーとしては、上述したバインダーと同様のものを適宜選択して用いることができる。 The solid electrolyte layer may optionally contain a binder. The binder may be selected appropriately from the binders described above.

固体電解質層における各成分の含有量は従来と同様とすればよい。固体電解質層の形状も従来と同様とすればよい。特に、単位電池100を容易に構成できる観点から、シート状の固体電解質層が好ましい。この場合、固体電解質層の厚みは、例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。 The content of each component in the solid electrolyte layer may be the same as in the past. The shape of the solid electrolyte layer may also be the same as in the past. In particular, from the viewpoint of easily constructing the unit battery 100, a sheet-shaped solid electrolyte layer is preferable. In this case, the thickness of the solid electrolyte layer is preferably, for example, 0.1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 1 μm or more and 100 μm or less.

(第3の活物質層23及び第4の活物質層24)
単位電池100において、第1の固体電解質層31の一方側表面には第3の活物質層23が積層され、第2の固体電解質層32の他方側表面には第4の活物質層24が積層されている。第3の活物質層23は複数の層からなっていてもよい。例えば、一の活物質層の表面にさらに活物質層を積層して、複数の層全体として第3の活物質層23を構成することもできる。第4の活物質層24についても同様に複数の層からなっていてもよい。上述の第1の活物質層21及び第2の活物質層22が負極活物質層である場合、第3の活物質層23及び第4の活物質層24は正極活物質層である。一方、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が正極活物質層である場合、第3の活物質層23及び第4の活物質層24は負極活物質層である。特に、第3の活物質層23及び第4の活物質層24は正極活物質層であることが好ましい。第3の活物質層23及び第4の活物質層24は、同種の材料を含む層であってもよく、異なる材料を含む層であってもよい。好ましくは同種の材料を含む層である。以下、正極活物質層について説明する。
(Third Active Material Layer 23 and Fourth Active Material Layer 24)
In the unit battery 100, a third active material layer 23 is laminated on one side surface of the first solid electrolyte layer 31, and a fourth active material layer 24 is laminated on the other side surface of the second solid electrolyte layer 32. The third active material layer 23 may be composed of a plurality of layers. For example, an active material layer may be laminated on the surface of one active material layer to configure the third active material layer 23 as a whole of the plurality of layers. The fourth active material layer 24 may also be composed of a plurality of layers. When the above-mentioned first active material layer 21 and second active material layer 22 are negative electrode active material layers, the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are positive electrode active material layers. On the other hand, when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are positive electrode active material layers, the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are negative electrode active material layers. In particular, it is preferable that the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are positive electrode active material layers. The third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 may be layers containing the same type of material or layers containing different materials. They are preferably layers containing the same type of material. The positive electrode active material layer will be described below.

正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含む。正極活物質は公知の正極活物質を用いればよい。例えば、リチウムイオン電池を構成する場合は、正極活物質としてコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、マンガン酸リチウム、スピネル系リチウム化合物等の各種のリチウム含有複合酸化物を用いることができる。正極活物質は表面がニオブ酸リチウム層やチタン酸リチウム層やリン酸リチウム層等の酸化物層で被覆されていてもよい。 The positive electrode active material layer contains at least a positive electrode active material. The positive electrode active material may be a known positive electrode active material. For example, when forming a lithium ion battery, various lithium-containing composite oxides such as lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , lithium manganate, and spinel-based lithium compounds may be used as the positive electrode active material. The surface of the positive electrode active material may be covered with an oxide layer such as a lithium niobate layer, a lithium titanate layer, or a lithium phosphate layer.

正極活物質層は、任意に固体電解質、バインダー及び導電助剤等を含んでいてもよい。固体電解質としては、上述の無機固体電解質が好ましい。特に、硫化物固体電解質が好ましく、LiS-Pを含む硫化物固体電解質がより好ましく、LiS-P-LiI-LiBrを含む硫化物固体電解質がさらに好ましい。バインダーとしては、例えば、ブタジエンゴム(BR)、ブチレンゴム(IIR)、アクリレートブタジエンゴム(ABR)、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)等が挙げられる。導電助剤としては、アセチレンブラックやケッチェンブラック等の炭素材料やニッケル、アルミニウム、ステンレス鋼等の金属材料が挙げられる。 The positive electrode active material layer may optionally contain a solid electrolyte, a binder, a conductive assistant, and the like. As the solid electrolyte, the above-mentioned inorganic solid electrolyte is preferable. In particular, a sulfide solid electrolyte is preferable, a sulfide solid electrolyte containing Li 2 S-P 2 S 5 is more preferable, and a sulfide solid electrolyte containing Li 2 S-P 2 S 5 -LiI-LiBr is even more preferable. As the binder, for example, butadiene rubber (BR), butylene rubber (IIR), acrylate butadiene rubber (ABR), polyvinylidene fluoride (PVdF), and the like can be mentioned. As the conductive assistant, a carbon material such as acetylene black or ketjen black, or a metal material such as nickel, aluminum, or stainless steel can be mentioned.

正極活物質層における各成分の含有量は従来と同様とすればよい。正極活物質層の形状も従来と同様とすればよい。特に、単位電池100を容易に構成できる観点から、シート状の正極活物質層が好ましい。この場合、正極活物質層の厚みは、例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上150μm以下であることがより好ましい。 The content of each component in the positive electrode active material layer may be the same as in the past. The shape of the positive electrode active material layer may also be the same as in the past. In particular, from the viewpoint of easily constructing the unit battery 100, a sheet-shaped positive electrode active material layer is preferable. In this case, the thickness of the positive electrode active material layer is preferably, for example, 0.1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 1 μm or more and 150 μm or less.

(第2の集電体層12及び第3の集電体層13)
単位電池100において、第3の活物質層23の一方側表面には第2の集電体層12が積層され、第4の活物質層24の他方側表面には第3の集電体層13が積層されている。第2の集電体層12は複数の層からなっていてもよい。例えば、複数の金属箔を重ね合わせて第2の集電体層12を構成することもできる。第3の集電体層13についても複数の層からなっていてもよい。第2の集電体層12及び第3の集電体層13は、同種の材料を含む層であってもよく、異なる材料を含む層であってもよい。好ましくは同種の材料を含む層である。また、第1の集電体層11及び第2の集電体層12は、同種の材料を含む層であってもよく、異なる材料を含む層であってもよい。好ましくは異なる材料を含む層である。さらに、第1の集電体層11及び第3の集電体層13は、同種の材料を含む層であってもよく、異なる材料を含む層であってもよい。好ましくは異なる材料を含む層である。
(Second current collector layer 12 and third current collector layer 13)
In the unit battery 100, the second current collector layer 12 is laminated on one side surface of the third active material layer 23, and the third current collector layer 13 is laminated on the other side surface of the fourth active material layer 24. The second current collector layer 12 may be made of a plurality of layers. For example, the second current collector layer 12 may be formed by overlapping a plurality of metal foils. The third current collector layer 13 may also be made of a plurality of layers. The second current collector layer 12 and the third current collector layer 13 may be layers containing the same type of material or layers containing different materials. Preferably, they are layers containing the same type of material. Furthermore, the first current collector layer 11 and the second current collector layer 12 may be layers containing the same type of material or layers containing different materials. Preferably, they are layers containing different materials. Furthermore, the first current collector layer 11 and the third current collector layer 13 may be layers containing the same type of material or layers containing different materials. Preferably, they are layers containing different materials.

第2の集電体層12や第3の集電体層13は、金属箔や金属メッシュ等により構成すればよい。特に金属箔が好ましい。第2の集電体層12や第3の集電体層13を構成する金属としては、Cu、Ni、Cr、Au、Pt、Ag、Al、Fe、Ti、Zn、Co、ステンレス鋼等が挙げられる。特にAlが好ましい。第2の集電体層12や第3の集電体層13は、その表面に、抵抗を調整するための何らかのコート層(例えば、カーボンコート層)を有していてもよい。図2、図3では、第2の活物質層22及び第3の活物質層23と接触する位置にカーボンコート層がそれぞれ配置された第2の集電体層12及び第3の集電体層13を示している。すなわち、図2において、第2の集電体層12は第2の集電体箔12a及びカーボンコート層12bを有しており、第3の集電体層13は第3の集電体箔13a及びカーボン層13bを有している。 The second collector layer 12 and the third collector layer 13 may be made of metal foil, metal mesh, or the like. Metal foil is particularly preferred. Metals constituting the second collector layer 12 and the third collector layer 13 include Cu, Ni, Cr, Au, Pt, Ag, Al, Fe, Ti, Zn, Co, stainless steel, and the like. Al is particularly preferred. The second collector layer 12 and the third collector layer 13 may have some kind of coating layer (e.g., a carbon coating layer) on their surfaces to adjust the resistance. Figures 2 and 3 show the second collector layer 12 and the third collector layer 13 in which a carbon coating layer is disposed at a position in contact with the second active material layer 22 and the third active material layer 23, respectively. That is, in FIG. 2, the second current collector layer 12 has a second current collector foil 12a and a carbon coating layer 12b, and the third current collector layer 13 has a third current collector foil 13a and a carbon layer 13b.

第2の集電体層12や第3の集電体層13の各々の厚みは特に限定されるものではない。例えば0.1μm以上1mm以下であることが好ましく、1μm以上100μm以下であることがより好ましい。単位電池100において、上記の第1の活物質層21及び第2の活物質層22が負極活物質層である場合、第2の集電体層12及び第3の集電体層13は正極集電体層として機能する。一方、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が正極活物質層である場合、第2の集電体層12及び第3の集電体層13は負極集電体層として機能する。 The thickness of each of the second collector layer 12 and the third collector layer 13 is not particularly limited. For example, it is preferably 0.1 μm or more and 1 mm or less, and more preferably 1 μm or more and 100 μm or less. In the unit battery 100, when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are negative electrode active material layers, the second collector layer 12 and the third collector layer 13 function as positive electrode collector layers. On the other hand, when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are positive electrode active material layers, the second collector layer 12 and the third collector layer 13 function as negative electrode collector layers.

(延出部40)
単位電池100においては、少なくとも第1の集電体層11が、第3の活物質層23及び第4の活物質層24よりも外側に延出して延出部40を構成している。言い換えれば、各層の積層方向視において、第1の集電体層11の面積が、第3の活物質層23及び第4の活物質層24の各面積よりも大きい。延出部40には、少なくとも第1の集電体層11が含まれていればよい。好ましくは、少なくとも第1の集電体層11、第1の活物質層21及び第2の活物質層22が、第3の活物質層23及び第4の活物質層24よりも外側に延出して延出部40を構成している。より好ましくは、図3、図4に示すように、第1の集電体層11、第1の活物質層21、第2の活物質層22、第1の固体電解質層31及び第2の固体電解質層32が、第3の活物質層23及び第4の活物質層24よりも外側に延出して延出部40を構成している。尚、第1の集電体層11、第1の活物質層21、第2の活物質層22、第1の固体電解質層31及び第2の固体電解質層32の延出長は、同じであってもバラバラであってもよい。好ましくは、図3、図4に示すように、各々の延出長を略同じとする。
(Extending portion 40)
In the unit battery 100, at least the first current collector layer 11 extends outward beyond the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 to form the extension portion 40. In other words, when viewed in the stacking direction of the layers, the area of the first current collector layer 11 is larger than each of the areas of the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24. It is sufficient that the extension portion 40 includes at least the first current collector layer 11. Preferably, at least the first current collector layer 11, the first active material layer 21, and the second active material layer 22 extend outward beyond the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 to form the extension portion 40. More preferably, as shown in Figures 3 and 4, the first current collector layer 11, the first active material layer 21, the second active material layer 22, the first solid electrolyte layer 31, and the second solid electrolyte layer 32 extend outward beyond the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 to form an extension portion 40. The extension lengths of the first current collector layer 11, the first active material layer 21, the second active material layer 22, the first solid electrolyte layer 31, and the second solid electrolyte layer 32 may be the same or different. Preferably, the respective extension lengths are approximately the same, as shown in Figures 3 and 4.

(保護部材50)
保護部材50は延出部40を保護する部材であり、図1の通り、奥行き方向に亘って配置される。また、図3、図4に示した通り、保護部材50は、基材層51と、基材層51の延出部40と接触する表面に設けられた第1の粘着層52とを有する材料から構成されている。図4では基材層51と基材層51の他方側表面に設けられた第1の粘着層52とを有する樹脂テープ53を2枚組み合わせることによって、保護部材50を構成している。具体的には、延出部40を覆うように、2枚の樹脂テープ53の第1の粘着層52側の面を重ね合わせることで、保護部材50を形成している。ここで、延出部40の側面において、第1の粘着層52同士が接着された部位が存在していてもよい。延出部40は非常に薄いため、保護部材50を延出部40に配置する際に、このような部位が生じ得るためである。
(Protective Member 50)
The protective member 50 is a member that protects the extension portion 40, and is disposed in the depth direction as shown in FIG. 1. Also, as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the protective member 50 is composed of a material having a base layer 51 and a first adhesive layer 52 provided on the surface of the base layer 51 that contacts the extension portion 40. In FIG. 4, the protective member 50 is formed by combining two resin tapes 53 having the base layer 51 and the first adhesive layer 52 provided on the other side surface of the base layer 51. Specifically, the protective member 50 is formed by overlapping the surfaces of the first adhesive layer 52 of the two resin tapes 53 so as to cover the extension portion 40. Here, there may be a portion where the first adhesive layers 52 are bonded to each other on the side surface of the extension portion 40. This is because the extension portion 40 is very thin, and such a portion may occur when the protective member 50 is disposed on the extension portion 40.

このように形成された保護部材50は2つの部分を有する。すなわち、保護部材50は、延出部40の一方側表面、延出部40の側面、及び、延出部40の他方側表面に亘って連続的に設けられ、第1の粘着層52によって延出部40に接着されている保護部54と、保護部54の側面から外側に突出する突出部55とを有する。 The protective member 50 thus formed has two parts. That is, the protective member 50 has a protective part 54 that is continuously provided over one surface of the extension portion 40, the side surface of the extension portion 40, and the other surface of the extension portion 40 and is adhered to the extension portion 40 by a first adhesive layer 52, and a protruding part 55 that protrudes outward from the side surface of the protective part 54.

保護部54は第2の集電体層12又は第3の集電体層13が延出部40に接触することによる短絡を防止するための部材である。また、延出部40の滑落を抑制するための部材でもある。一方で、突出部55は、保護部54を構成する基材層51の反力を抑制し、保護部材50(保護部54)の接着力を向上するための部材である。 The protective portion 54 is a member for preventing a short circuit caused by contact between the second collector layer 12 or the third collector layer 13 and the extension portion 40. It is also a member for preventing the extension portion 40 from slipping off. On the other hand, the protruding portion 55 is a member for suppressing the reaction force of the base material layer 51 constituting the protective portion 54 and improving the adhesive strength of the protective member 50 (protective portion 54).

延出部40の表面が粗い場合、保護部54の接着が十分でなく、剥がれる場合がある。特に、レーザートリミングによって、第3の活物質層23及び第4の活物質層24の幅方向の端部を除去して、延出部40を形成した場合、露出する第1の固体電解質層31及び第2の固体電解質層32の表面が粗くなり易いため、保護部54を延出部40に適切に接着できない問題がある。図5に一例として、保護部のみを有する保護部材を延出部に配置した断面図を示した。図5の通り、表面が粗い延出部40に保護部を配置すると、一定時間経過後、基材層の反力によって一方の端部が剥がれやすい。また、さらに一定時間が経過した後、図5矢印で示したように、第1の集電体層の側面が露出するまで保護部が剥がれる場合がある。このような場合、第1の集電体層等の電極由来のバリが第2の集電体層に接触して短絡を引き起こす虞がある。バリは電極切断時に発生する。これに対し、保護部材50は保護部54に加えて、突出部55を有している。突出部55を有することにより、基材層51の反力による保護部54の端部の剥がれを抑制することができる。従って、保護部材50は上記した短絡を抑制する効果を奏する。 If the surface of the extension 40 is rough, the protective part 54 may not adhere well and may peel off. In particular, when the extension 40 is formed by removing the widthwise ends of the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 by laser trimming, the exposed surfaces of the first solid electrolyte layer 31 and the second solid electrolyte layer 32 tend to become rough, so that the protective part 54 cannot be properly adhered to the extension 40. As an example, FIG. 5 shows a cross-sectional view of a protective member having only a protective part arranged on the extension. As shown in FIG. 5, when a protective part is arranged on the extension 40 having a rough surface, after a certain time has passed, one end of the protective part is likely to peel off due to the reaction force of the base layer. In addition, after a certain time has passed, the protective part may peel off until the side of the first collector layer is exposed, as shown by the arrow in FIG. 5. In such a case, there is a risk that burrs originating from the electrodes of the first collector layer, such as the first collector layer, may come into contact with the second collector layer and cause a short circuit. Burrs are generated when the electrodes are cut. In contrast, the protective member 50 has a protruding portion 55 in addition to the protective portion 54. By having the protruding portion 55, it is possible to prevent the end of the protective portion 54 from peeling off due to the reaction force of the base layer 51. Therefore, the protective member 50 has the effect of preventing the above-mentioned short circuit.

基材層51は絶縁性の樹脂で構成されている。樹脂の種類は特に限定されないが、例えば、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂等を挙げることができる。好ましくは熱硬化性樹脂であり、より好ましくはポリイミド樹脂である。基材層51の厚みは7.5μm以上としてもよく、12.5μm以下としてもよい。これにより、保護部材が十分な強度を有する。 The base layer 51 is made of insulating resin. The type of resin is not particularly limited, but examples include thermoplastic resin and thermosetting resin. Thermosetting resin is preferable, and polyimide resin is more preferable. The thickness of the base layer 51 may be 7.5 μm or more, or 12.5 μm or less. This provides the protective member with sufficient strength.

第1の粘着層52の材料は特に限定されず、公知の粘着性樹脂を適宜採用することができる。例えば、アクリル系樹脂、ゴム系樹脂、シリコン系樹脂、ウレタン系樹脂を挙げることができる。第1の粘着層の厚みは4μm以上としてもよく、7μm以下としてもよい。これにより、保護部材50の剥離強度を向上することができる。 The material of the first adhesive layer 52 is not particularly limited, and any known adhesive resin can be used as appropriate. Examples include acrylic resin, rubber resin, silicon resin, and urethane resin. The thickness of the first adhesive layer may be 4 μm or more, or 7 μm or less. This can improve the peel strength of the protective member 50.

保護部材50の厚みは延出部40と第2の集電体層12又は第3の集電体層13との間の長さ以下とする。好ましくは、保護部材50の厚みは延出部40と第2の集電体層12又は第3の集電体層13との間の長さの90%以下とする。保護部材50が第2の集電体層12又は第3の集電体層13と接触すると、第2の集電体層12又は第3の集電体層13と第3の活物質層23又は第4の活物質層24との接着性が低下し、電池性能が低下する虞があるためである。保護部材50の厚みとは、延出部40の一方側表面又は他方側表面に配置される保護部材50(保護部54)の厚みである。図3、図4のような構成を有する保護部材50の場合、保護部材50の厚みは基材層51及び第1の粘着層52の厚みの合計である。 The thickness of the protective member 50 is equal to or less than the length between the extension 40 and the second collector layer 12 or the third collector layer 13. Preferably, the thickness of the protective member 50 is equal to or less than 90% of the length between the extension 40 and the second collector layer 12 or the third collector layer 13. This is because if the protective member 50 comes into contact with the second collector layer 12 or the third collector layer 13, the adhesion between the second collector layer 12 or the third collector layer 13 and the third active material layer 23 or the fourth active material layer 24 may decrease, resulting in a decrease in battery performance. The thickness of the protective member 50 is the thickness of the protective member 50 (protective portion 54) disposed on one side surface or the other side surface of the extension 40. In the case of the protective member 50 having the configuration as shown in FIG. 3 and FIG. 4, the thickness of the protective member 50 is the sum of the thicknesses of the base layer 51 and the first adhesive layer 52.

図3に示した単位電池100の場合、延出部40の一方側表面における保護部材50(保護部54)の厚みは、第3の活物質層23の厚みよりも薄いことが好ましく、延出部40の他方側表面における保護部材50(保護部54)の厚みは、上記の第4の活物質層24の厚みよりも薄いことが好ましい。延出部40の側面における保護部材50(保護部54)の厚みは特に限定されず、分厚くてもよい。 In the case of the unit battery 100 shown in FIG. 3, the thickness of the protective member 50 (protective portion 54) on one side surface of the extension portion 40 is preferably thinner than the thickness of the third active material layer 23, and the thickness of the protective member 50 (protective portion 54) on the other side surface of the extension portion 40 is preferably thinner than the thickness of the fourth active material layer 24. The thickness of the protective member 50 (protective portion 54) on the side surface of the extension portion 40 is not particularly limited, and may be thick.

保護部材50(保護部54)は、第3の活物質層23の側面や第4の活物質層24の側面に当接していてもよいし、第3の活物質層23の側面や第4の活物質層24の側面との間に隙間が存在していてもよい。 The protective member 50 (protective portion 54) may be in contact with the side surface of the third active material layer 23 or the side surface of the fourth active material layer 24, or a gap may exist between the protective member 50 and the side surface of the third active material layer 23 or the side surface of the fourth active material layer 24.

突出部55の幅方向の長さは特に限定されないが、保護部54の端部の剥がれを一層抑制する観点から、1mm以上5mm以下としてよく、3mm以上5mm以下としてよい。突出部55の厚みは特に限定されず、適宜設定してよい。保護部54の側面における突出部55の位置は特に限定されないが、保護部54の側面の積層方向の中央部分に突出部55が配置されていればよい。 The widthwise length of the protrusion 55 is not particularly limited, but may be 1 mm or more and 5 mm or less, or 3 mm or more and 5 mm or less, from the viewpoint of further suppressing peeling of the end of the protective part 54. The thickness of the protrusion 55 is not particularly limited, and may be set appropriately. The position of the protrusion 55 on the side surface of the protective part 54 is not particularly limited, but it is sufficient that the protrusion 55 is located in the center part of the side surface of the protective part 54 in the stacking direction.

次に、保護部材50の他の形態である保護部材150について説明する。図6に保護部材150を含む単位電池200の断面図を示した。図6に示した通り、単位電池200は保護部材50に替えて保護部材150を有する点で単位電池100と異なっており、それ以外の部材は同じである。 Next, we will explain protective member 150, which is another form of protective member 50. Figure 6 shows a cross-sectional view of a unit battery 200 including protective member 150. As shown in Figure 6, unit battery 200 differs from unit battery 100 in that it has protective member 150 instead of protective member 50, but the other components are the same.

保護部材150は保護部材50に第2の粘着層156を加えた形態である。第2の第2の粘着層156は保護部54の一方側表面及び他方側表面の少なくとも一方に備えられていればよい。好ましくは、図6に示した通り、第2の第2の粘着層156は保護部54の一方側表面及び他方側表面の両方に備えられていることである。 The protective member 150 is formed by adding a second adhesive layer 156 to the protective member 50. The second adhesive layer 156 may be provided on at least one of the one side surface and the other side surface of the protective portion 54. Preferably, as shown in FIG. 6, the second adhesive layer 156 is provided on both the one side surface and the other side surface of the protective portion 54.

第2の粘着層156は保護部54と第2の集電体層12又は第3の集電体層13との間を埋め、その間に異物の侵入を防止する役割を有する。また、集電体層に存在するバリによる短絡を抑制する役割を有する。さらに、保護部材150と第2の集電体層12又は第3の集電体層13とを接着し、保護部材50(保護部54)の剥離強度を向上させる役割を有する。従って、第2の粘着層156は保護部54の一方側表面若しくは他方側表面又はその両方の表面に配置される。図5では、第2の粘着層156は保護部54の一方側表面及び他方側表面に配置されている。 The second adhesive layer 156 fills the gap between the protective portion 54 and the second collector layer 12 or the third collector layer 13, and serves to prevent the intrusion of foreign matter therebetween. It also serves to suppress short circuits caused by burrs present on the collector layer. Furthermore, it serves to bond the protective member 150 to the second collector layer 12 or the third collector layer 13, and to improve the peel strength of the protective member 50 (protective portion 54). Therefore, the second adhesive layer 156 is disposed on one side surface or the other side surface, or both surfaces, of the protective portion 54. In FIG. 5, the second adhesive layer 156 is disposed on one side surface and the other side surface of the protective portion 54.

第2の接着層156の材料は特に限定されないが、第1の接着層52と同様の種類の材料を採用することができる。第2の接着層156の厚みは特に限定されないが、例えば1μm以上とする。ただし、保護部材150の厚みは、上述した通り、延出部40と第2又は第3の集電体層12、13との間の長さ以下とする。ここで、保護部材150の厚みは基材層51、第1の粘着層52、及び第2の粘着層156の厚みの合計である。 The material of the second adhesive layer 156 is not particularly limited, but the same type of material as the first adhesive layer 52 can be used. The thickness of the second adhesive layer 156 is not particularly limited, but is, for example, 1 μm or more. However, as described above, the thickness of the protective member 150 is not more than the length between the extension portion 40 and the second or third current collector layer 12, 13. Here, the thickness of the protective member 150 is the sum of the thicknesses of the base layer 51, the first adhesive layer 52, and the second adhesive layer 156.

続いて、保護部材50の他の形態である保護部材250について説明する。図7に保護部材250を含む単位電池300の断面図を示した。図7に示した通り、単位電池300は保護部材50に替えて保護部材250を有する点で単位電池100と異なっており、それ以外の部材は同じである。 Next, we will explain protective member 250, which is another form of protective member 50. Figure 7 shows a cross-sectional view of unit battery 300 including protective member 250. As shown in Figure 7, unit battery 300 differs from unit battery 100 in that it has protective member 250 instead of protective member 50, but the other components are the same.

図7に示した通り、保護部材250は保護部材50、150と異なり、1つの材料から構成されている。具体的には、保護部材250は保護部材50、150の突出部が一体化された形態を備えている。より具体的には、保護部材250はY字状の基材層251と、Y字状の内側の表面(基材層251の延出部40と接触する表面)に配置される第1の粘着層252とを備えている。また、Y字状の外側の表面(保護部254の一方側表面及び他方側表面)に第2の粘着層256をそれぞれ備えていてもよい。さらに、Y字状の内側表面に配置される第1の粘着層252同士が接着された部位が存在していてもよい。なお、Y字状の保護部材250のうち、U字状部が保護部254であり、I字状部が突出部255である。 As shown in FIG. 7, unlike the protective members 50 and 150, the protective member 250 is made of one material. Specifically, the protective member 250 has a form in which the protruding portions of the protective members 50 and 150 are integrated. More specifically, the protective member 250 has a Y-shaped base layer 251 and a first adhesive layer 252 arranged on the inner surface of the Y-shape (the surface that contacts the extension portion 40 of the base layer 251). In addition, the outer surfaces of the Y-shape (one side surface and the other side surface of the protective portion 254) may each have a second adhesive layer 256. Furthermore, there may be a portion where the first adhesive layers 252 arranged on the inner surface of the Y-shape are bonded to each other. In addition, in the Y-shaped protective member 250, the U-shaped portion is the protective portion 254, and the I-shaped portion is the protruding portion 255.

このように、本開示の保護部材は1つの部材から構成されていてもよく、2つ以上の部材から構成されていてもよい。いずれの場合においても、同様の効果を奏する。 As such, the protective member of the present disclosure may be composed of one member, or may be composed of two or more members. In either case, the same effect is achieved.

<その他の構成>
全固体電池1000においては、各集電体層と接続された集電タブが備えられていてもよい。また、全固体電池1000は、Alラミネート外装体等の金属ラミネート外装体に収容されてもよい。
<Other configurations>
A current collecting tab connected to each current collector layer may be provided in the all-solid-state battery 1000. The all-solid-state battery 1000 may be housed in a metal laminate exterior body such as an Al laminate exterior body.

[全固体電池1000の製造方法]
全固体電池1000の製造方法は特に限定されないが、例えば次のように作製することができる。
[Method of manufacturing the all-solid-state battery 1000]
The method for producing the all-solid-state battery 1000 is not particularly limited, but for example, it can be produced as follows.

まず、第1の集電体層11の一方側表面に第1の活物質層21を積層し、第1の集電体層11の他方側表面に第2の活物質層22を積層し、第1の活物質層21の一方側表面に第1の固体電解質層31を積層し、第2の活物質層22の他方側表面に第2の固体電解質層32を積層し、第1の固体電解質層31の一方側表面に第3の活物質層23を積層し、第2の固体電解質層32の他方側表面に第4の活物質層24を積層する。 First, a first active material layer 21 is laminated on one surface of the first current collector layer 11, a second active material layer 22 is laminated on the other surface of the first current collector layer 11, a first solid electrolyte layer 31 is laminated on one surface of the first active material layer 21, a second solid electrolyte layer 32 is laminated on the other surface of the second active material layer 22, a third active material layer 23 is laminated on one surface of the first solid electrolyte layer 31, and a fourth active material layer 24 is laminated on the other surface of the second solid electrolyte layer 32.

ここで、第1の活物質層21及び第2の活物質層22を、負極活物質層及び正極活物質層のうちのいずれか一方とし、第1の活物質層21及び第2の活物質層22を負極活物質層とした場合は第3の活物質層23及び第4の活物質層24を正極活物質層とし、第1の活物質層21及び第2の活物質層22を正極活物質層とした場合は第3の活物質層23及び第4の活物質層24を負極活物質層とする。また、少なくとも第1の集電体層11を、第3の活物質層23及び第4の活物質層24よりも幅方向外側に延出させて延出部40とする。 Here, the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are either a negative electrode active material layer or a positive electrode active material layer, and when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are negative electrode active material layers, the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are positive electrode active material layers, and when the first active material layer 21 and the second active material layer 22 are positive electrode active material layers, the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 are negative electrode active material layers. In addition, at least the first current collector layer 11 is extended outward in the width direction beyond the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24 to form an extension portion 40.

正極活物質層、固体電解質層、及び負極活物質層は公知の方法で作製することができる。例えば、正極活物質層を作製する場合、正極活物質層を構成する材料を所定の有機溶媒に分散してスラリーとし、当該スラリーを集電体層又は基材の表面に塗布して、乾燥させることにより得ることができる。固体電解質層及び負極活物質層も同様の方法で作製することができる。そして、上記の通り各層を積層して、所定の圧力でプレスすることで、各層を密着することができる。また、延出部40を第3の活物質層23及び第4の活物質層24よりも延出させるために、積層体の端部をレーザートリミングによって除去してもよい。 The positive electrode active material layer, the solid electrolyte layer, and the negative electrode active material layer can be prepared by a known method. For example, when preparing the positive electrode active material layer, the material constituting the positive electrode active material layer is dispersed in a predetermined organic solvent to form a slurry, and the slurry is applied to the surface of the current collector layer or the substrate, and then dried. The solid electrolyte layer and the negative electrode active material layer can also be prepared by a similar method. Then, the layers can be laminated as described above and pressed at a predetermined pressure to adhere to each other. In addition, the ends of the laminate may be removed by laser trimming in order to make the extension portion 40 extend beyond the third active material layer 23 and the fourth active material layer 24.

次に、延出部40の一方側表面、側面、及び他方側表面に亘って保護部材を連続的に配置する。そして、第3の活物質層23の一方側表面に第2の集電体層12を積層し、第4の活物質層24の他方側表面に第3の集電体層13を積層することにより、単位電池100を得ることができる。また、得られた単位電池100を複数積層してもよい。さらに、得られた全固体電池1000は、金属ラミネート外装体等の電池ケース内に適宜収容してよい。 Next, a protective member is continuously arranged over one surface, the side surface, and the other surface of the extension portion 40. Then, the second current collector layer 12 is laminated on one surface of the third active material layer 23, and the third current collector layer 13 is laminated on the other surface of the fourth active material layer 24, thereby obtaining a unit battery 100. In addition, a plurality of the obtained unit batteries 100 may be laminated. Furthermore, the obtained all-solid-state battery 1000 may be appropriately housed in a battery case such as a metal laminate exterior body.

[全固体電池の作製]
上述の全固体電池1000に倣って、試験用の全固体電池を作製した。保護部材としては、基材層にポリイミド樹脂を用いた樹脂テープを2枚用いた。そして、図3に示したように、延出部に樹脂テープを貼り付け、保護部材を配置した。基材層、第1の粘着層、及び保護部材の厚みを表1に示した。
[Fabrication of all-solid-state battery]
Following the above-mentioned all-solid-state battery 1000, a test all-solid-state battery was produced. As the protective member, two resin tapes using polyimide resin for the base material layer were used. Then, as shown in FIG. 3, the resin tape was attached to the extended portion, and the protective member was arranged. The thicknesses of the base material layer, the first adhesive layer, and the protective member are shown in Table 1.

[評価]
保護部材の接着強度を評価した。方法は次のとおりである。トリミングされた固体電解質層の表面に幅10mmの樹脂テープを所定の長さで貼り付け、角度90°、速度50mm/minで90°ピール試験を行った。試験雰囲気はドライの環境下で温度25℃とした。剥離強度が0.05N以上であるとき「○」と評価し、それ以外を「×」と評価した。結果を表1、図8、図9に示した。
[evaluation]
The adhesive strength of the protective member was evaluated. The method was as follows. A resin tape with a width of 10 mm was attached to the surface of the trimmed solid electrolyte layer at a predetermined length, and a 90° peel test was performed at an angle of 90° and a speed of 50 mm/min. The test atmosphere was a dry environment with a temperature of 25°C. When the peel strength was 0.05 N or more, it was evaluated as "○", and otherwise it was evaluated as "×". The results are shown in Table 1, Figures 8 and 9.

また、上記作製した電池自体を評価した。電池としての使用に適しているものを「○」と評価し、適していないものを「×」と評価した。結果を表1に示した。 The batteries themselves were also evaluated. Those suitable for use as batteries were rated "○", and those not suitable were rated "×". The results are shown in Table 1.

さらに、これらの結果に基づいて総合評価を行った。上記2つの評価のうち、いずれも○の評価である場合を「○」と評価し、少なくとも一方が×の評価である場合を「×」と評価した。結果を表1に示した。 Furthermore, an overall evaluation was performed based on these results. If both of the above two evaluations were rated as ○, the evaluation was made as "○", and if at least one of them was rated as ×, the evaluation was made as "×". The results are shown in Table 1.

表1、図8、図9に示した通り、実施例1~4、比較例2は剥離強度が十分であった。一方で、比較例1は剥離強度が不足していた。比較例1は第1の粘着層の厚みが薄いため、剥離強度が不足していたと考えられる。また、比較例1は剥離強度が不足していたため、一定時間後、端部剥がれが生じた。このため、電池評価が「×」となっている。比較例2の剥離強度は十分であったが、保護部材の厚みが正極活物質層の厚みよりも厚いため、正極集電体層と正極活物質層との密着性が低下しやすく、これにより電池性能が低下しやすい。このため、電池評価が「×」となっている。一方で、実施例1~4は端部剥がれも生じず、また電池性能の低下の懸念もなかった。このため、電池評価が「○」となっている。以上の結果により、比較例1、2の総合評価は「×」となり、実施例1~4の総合評価が「○」となった。 As shown in Table 1, Figure 8, and Figure 9, Examples 1 to 4 and Comparative Example 2 had sufficient peel strength. On the other hand, Comparative Example 1 had insufficient peel strength. It is believed that Comparative Example 1 had insufficient peel strength because the thickness of the first adhesive layer was thin. In addition, Comparative Example 1 had insufficient peel strength, so end peeling occurred after a certain period of time. For this reason, the battery evaluation was "x". Comparative Example 2 had sufficient peel strength, but the thickness of the protective member was thicker than the thickness of the positive electrode active material layer, so the adhesion between the positive electrode current collector layer and the positive electrode active material layer was likely to decrease, which in turn led to a decrease in battery performance. For this reason, the battery evaluation was "x". On the other hand, Examples 1 to 4 did not experience end peeling, and there was no concern about a decrease in battery performance. For this reason, the battery evaluation was "○". Based on the above results, the overall evaluations of Comparative Examples 1 and 2 were "×", and the overall evaluations of Examples 1 to 4 were "○".

11 第1の集電体層
12 第2の集電体層
13 第3の集電体層
21 第1の活物質層
22 第2の活物質層
23 第3の活物質層
24 第4の活物質層
31 第1の固体電解質層
32 第2の固体電解質層
40 延出部
50、150、250 保護部材
51、251 基材層
52、252 第1の粘着層
53 樹脂テープ
54、254 保護部
55、255 突出部
156、256 第2の粘着層
100、200、300 単位電池
1000 全固体電池
REFERENCE SIGNS LIST 11 First current collector layer 12 Second current collector layer 13 Third current collector layer 21 First active material layer 22 Second active material layer 23 Third active material layer 24 Fourth active material layer 31 First solid electrolyte layer 32 Second solid electrolyte layer 40 Extension portion 50, 150, 250 Protective member 51, 251 Base material layer 52, 252 First adhesive layer 53 Resin tape 54, 254 Protective portion 55, 255 Protruding portion 156, 256 Second adhesive layer 100, 200, 300 Unit battery 1000 All-solid-state battery

Claims (1)

単位電池を少なくとも1つ備える全固体電池において、
前記単位電池は、第1の集電体層と、前記第1の集電体層の一方側表面に積層された第1の活物質層と、前記第1の集電体層の他方側表面に積層された第2の活物質層と、前記第1の活物質層の一方側表面に積層された第1の固体電解質層と、前記第2の活物質層の他方側表面に積層された第2の固体電解質層と、前記第1の固体電解質層の一方側表面に積層された第3の活物質層と、前記第2の固体電解質層の他方側表面に積層された第4の活物質層と、前記第3の活物質層の一方側表面に積層された第2の集電体層と、前記第4の活物質層の他方側表面に積層された第3の集電体層と、を備え、
前記第1の活物質層及び前記第2の活物質層が、負極活物質層及び正極活物質層のうちのいずれか一方であり、前記第1の活物質層及び前記第2の活物質層が負極活物質層である場合は前記第3の活物質層及び前記第4の活物質層が正極活物質層であり、前記第1の活物質層及び前記第2の活物質層が正極活物質層である場合は前記第3の活物質層及び前記第4の活物質層が負極活物質層であり、
前記単位電池において、前記第1の集電体層、前記第1の活物質層、前記第2の活物質層、前記第1の固体電解質層、および、前記第2の固体電解質層が、前記第3の活物質層及び前記第4の活物質層よりも外側に延出して延出部を構成しており、
前記単位電池は、さらに前記延出部を保護する保護部材を備え、
前記保護部材は、基材層と、前記基材層の前記延出部と接触する表面に設けられた第1の粘着層とを有する材料から構成されており、
前記保護部材は、前記延出部の一方側表面、前記延出部の側面、及び、前記延出部の他方側表面に亘って連続的に設けられ、前記第1の粘着層によって前記延出部に接着されている保護部と、前記保護部の側面から外側に突出する突出部とを有し、
前記第1の粘着層の厚みが、4μm以上7μm以下であり、
前記延出部の一方側表面又は他方側表面に配置される前記保護部材の厚みが前記延出部と前記第2の集電体層又は前記第3の集電体層との間の長さ以下である、
全固体電池。
In an all-solid-state battery including at least one unit battery,
the unit battery comprises a first current collector layer, a first active material layer laminated on one surface of the first current collector layer, a second active material layer laminated on the other surface of the first current collector layer, a first solid electrolyte layer laminated on one surface of the first active material layer, a second solid electrolyte layer laminated on the other surface of the second active material layer, a third active material layer laminated on one surface of the first solid electrolyte layer, a fourth active material layer laminated on the other surface of the second solid electrolyte layer, a second current collector layer laminated on one surface of the third active material layer, and a third current collector layer laminated on the other surface of the fourth active material layer,
the first active material layer and the second active material layer are either a negative electrode active material layer or a positive electrode active material layer, when the first active material layer and the second active material layer are negative electrode active material layers, the third active material layer and the fourth active material layer are positive electrode active material layers, and when the first active material layer and the second active material layer are positive electrode active material layers, the third active material layer and the fourth active material layer are negative electrode active material layers,
in the unit battery, the first current collector layer , the first active material layer, the second active material layer, the first solid electrolyte layer, and the second solid electrolyte layer extend outward beyond the third active material layer and the fourth active material layer to form an extension portion,
The unit battery further includes a protective member for protecting the extension portion,
the protective member is made of a material having a base layer and a first adhesive layer provided on a surface of the base layer that comes into contact with the extended portion,
the protective member includes a protective portion that is continuously provided across one side surface of the extension portion, a side surface of the extension portion, and the other side surface of the extension portion, and is adhered to the extension portion by the first adhesive layer, and a protruding portion that protrudes outward from the side surface of the protective portion ;
The thickness of the first adhesive layer is 4 μm or more and 7 μm or less,
a thickness of the protective member disposed on one side surface or the other side surface of the extension portion is equal to or less than a length between the extension portion and the second current collector layer or the third current collector layer;
All-solid-state battery.
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