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JP7853768B2 - Slurry composition for manufacturing solid-state batteries and method for manufacturing all-solid-state batteries - Google Patents
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JP7853768B2 - Slurry composition for manufacturing solid-state batteries and method for manufacturing all-solid-state batteries - Google Patents

Slurry composition for manufacturing solid-state batteries and method for manufacturing all-solid-state batteries

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JP7853768B2
JP7853768B2 JP2021111569A JP2021111569A JP7853768B2 JP 7853768 B2 JP7853768 B2 JP 7853768B2 JP 2021111569 A JP2021111569 A JP 2021111569A JP 2021111569 A JP2021111569 A JP 2021111569A JP 7853768 B2 JP7853768 B2 JP 7853768B2
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Description

本発明は、固体電池製造用スラリー組成物及び全固体電池の製造方法に関する。 This invention relates to a slurry composition for manufacturing solid-state batteries and a method for manufacturing all-solid-state batteries.

リチウムイオン電池はエネルギー密度が高く、充放電のサイクル特性に優れるため、多くの電子機器の電源として広く用いられている。一方で、リチウムイオン電池には可燃性の有機溶媒が封入されており、液漏れや爆発等の事故が多発していることから、近年では、無機系固体電解質を用いた全固体リチウムイオン電池(以下「全固体電池」ともいう)が検討されている。全固体電池の製造では、無機電解質とバインダー樹脂とを有機溶媒に分散させたスラリー組成物を塗工乾燥することで均一な厚みの無機粉体シートを作製し、これらを重ねて電池を形成し、焼成することでバインダー樹脂を取り除く、湿式法と呼ばれる工程が用いられる。バインダー樹脂は、塗工によって厚みを制御したり、シートの積層の際に必要になるが、積層体中に残った状態では電気抵抗となって電池の性能に悪影響を及ぼすため、焼成により取り除く必要がある。このため、バインダー樹脂としては、脱脂性に特に優れるアクリル樹脂や、無機粉体の分散性やシート強度に優れるポリビニルアセタール樹脂が用いられている。 Lithium-ion batteries are widely used as power sources for many electronic devices due to their high energy density and excellent charge-discharge cycle characteristics. However, lithium-ion batteries contain flammable organic solvents, leading to frequent accidents such as leakage and explosions. Therefore, in recent years, all-solid-state lithium-ion batteries (hereinafter also referred to as "all-solid-state batteries") using inorganic solid electrolytes have been investigated. The manufacturing of all-solid-state batteries employs a wet process, where a slurry composition of inorganic electrolyte and binder resin dispersed in an organic solvent is coated and dried to create inorganic powder sheets of uniform thickness. These sheets are then stacked to form a battery, and the binder resin is removed by firing. While the binder resin is necessary for controlling thickness during coating and for lamination of the sheets, it must be removed by firing because its presence in the laminate creates electrical resistance, negatively impacting battery performance. For this reason, acrylic resins, which have particularly excellent degreasing properties, and polyvinyl acetal resins, which offer excellent dispersibility of inorganic powders and sheet strength, are used as binder resins.

また、近年、全固体電池の高性能化を実現するうえで、電解質と活物質との間での界面抵抗が問題となっており、このような問題を解決するため、例えば、特許文献1では、高抵抗部位の形成を抑制する抵抗層形成抑制コート層を有する活物質を用いることが開示されている。
また、特許文献2には、界面抵抗低減のために、アルカリ性化合物を有する酸化物粒子の表面の一部又は全部に中和生成物を有する酸化物粒子とすることが開示されている。
更に、特許文献3には、分散質としてガーネット型の固体電解質粒子と、リチウム及びホウ素を含有する化合物粒子とが分散媒に分散された固体電解質スラリーが開示されている。
Furthermore, in recent years, interfacial resistance between the electrolyte and the active material has become a problem in achieving high performance in all-solid-state batteries. To solve this problem, for example, Patent Document 1 discloses the use of an active material having a resistance layer formation suppression coating layer that suppresses the formation of high-resistance regions.
Furthermore, Patent Document 2 discloses that, in order to reduce interfacial resistance, oxide particles having a neutralization product on part or all of the surface of oxide particles containing an alkaline compound are used.
Furthermore, Patent Document 3 discloses a solid electrolyte slurry in which garnet-type solid electrolyte particles and compound particles containing lithium and boron are dispersed in a dispersion medium as a dispersed phase.

特開2009-266728号公報Japanese Patent Publication No. 2009-266728 特許第5825455号公報Patent No. 5825455 特開2021-51912号公報Japanese Patent Publication No. 2021-51912

しかしながら、特許文献1では、アルカリ金属を含む化合物で活物質を被覆するため、スラリー組成物とした際、スラリーが強アルカリ性となってしまい、バインダー樹脂がゲル化してしまうという問題がある。
また、特許文献2では、酸化物粒子を中和生成物で被覆する表面処理を行っているが、このような方法でも、得られるスラリーは強アルカリ性を示し、バインダー樹脂のゲル化の問題が生じる。
更に、特許文献3では、水分によるリチウム及びホウ素を含有する化合物の分解を抑制するために、分散媒である有機溶媒中の水分量を0.007質量%以下に低減しなければならず、生産設備全体を絶乾状態で管理する必要があり、生産設備に多大なコストがかかってしまうという問題があり、より簡易に製造できるスラリーが求められている。
However, in Patent Document 1, since the active material is coated with a compound containing an alkali metal, when a slurry composition is formed, the slurry becomes strongly alkaline, which causes the binder resin to gel.
Furthermore, while Patent Document 2 describes a surface treatment in which oxide particles are coated with a neutralization product, even with this method, the resulting slurry exhibits strong alkalinity, leading to the problem of gelation of the binder resin.
Furthermore, Patent Document 3 states that in order to suppress the decomposition of lithium and boron-containing compounds by moisture, the amount of water in the organic solvent used as the dispersion medium must be reduced to 0.007% by mass or less, which requires the entire production facility to be kept in an extremely dry state, resulting in significant costs for the production equipment. Therefore, there is a need for a slurry that can be manufactured more easily.

本発明は、アルカリ金属を含む無機粉体を含む場合であってもスラリーのゲル化を抑制することができ、また、焼結性にも優れ、低残渣の無機粉体シートを作製して、高性能の全固体電池を製造可能な固体電池製造用スラリー組成物を提供することを目的とする。また、該固体電池製造用スラリー組成物を用いる全固体電池の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a slurry composition for manufacturing solid-state batteries that can suppress gelation of the slurry even when it contains alkali metal-containing inorganic powders, exhibits excellent sinterability, and enables the production of low-residue inorganic powder sheets, thereby enabling the manufacture of high-performance all-solid-state batteries. Furthermore, the invention aims to provide a method for manufacturing all-solid-state batteries using this slurry composition.

本発明は、有機溶媒、バインダー樹脂及びアルカリ金属を含む無機粉体を含有し、前記有機溶媒は、芳香族系化合物、脂肪族炭化水素及び脂環式炭化水素からなる群から選択される少なくとも1種であり、前記バインダー樹脂は、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である、固体電池製造用スラリー組成物である。
以下に本発明を詳述する。
The present invention relates to a slurry composition for manufacturing solid batteries, comprising an organic solvent, a binder resin, and an inorganic powder containing an alkali metal, wherein the organic solvent is at least one selected from the group consisting of aromatic compounds, aliphatic hydrocarbons, and alicyclic hydrocarbons, and the binder resin is at least one selected from the group consisting of polystyrene resins and polypropylene resins.
The present invention will be described in detail below.

本発明者らは、特定の有機溶媒及びバインダー樹脂を組み合わせることで、アルカリ金属を含む無機粉体を含有する構成であっても、バインダー樹脂のゲル化を抑制できることを見出した。また、このようなスラリー組成物を用いることで、焼結性にも優れた無機粉体シートを作製して、高性能の全固体電池を製造可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 The inventors have discovered that by combining a specific organic solvent and binder resin, gelation of the binder resin can be suppressed even in a composition containing inorganic powders including alkali metals. Furthermore, they have found that by using such a slurry composition, it is possible to produce inorganic powder sheets with excellent sinterability, enabling the manufacture of high-performance all-solid-state batteries, thus completing the present invention.

<バインダー樹脂>
本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、バインダー樹脂を含有する。
上記バインダー樹脂は、ポリスチレン系樹脂及びポリプロピレン系樹脂からなる群から選択される少なくとも1種である。
ポリスチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂は、主鎖の炭素が分岐構造を多数含み、300℃以上の高温環境では分岐を起点に分解が開始される。このため、分岐を有しないポリエチレン等と比べて空気雰囲気下で比較的低温で分解させることができる。
一方、アクリル樹脂やポリビニルアセタール樹脂も主鎖に分岐構造を有しているが、酸素を有するエステル基やアセタール基はアルカリ性環境ではすぐにケン化してしまうため好ましくない。
ポリスチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂はアルカリ環境下でも安定であり、加水分解する官能基を有してないため、これらの樹脂を用いたスラリーはアルカリ金属を含む無機粉体を含む構成であってもゲル化や急激な粘度変化がなく、塗工することにより無機粉体シートを製造することができる。
<Binder resin>
The slurry composition for manufacturing solid batteries of the present invention contains a binder resin.
The above-mentioned binder resin is at least one selected from the group consisting of polystyrene resins and polypropylene resins.
Polystyrene and polypropylene resins contain numerous branched structures in their main carbon chains, and decomposition begins at these branches in high-temperature environments above 300°C. Therefore, they can be decomposed at relatively low temperatures in an air atmosphere compared to polyethylene and other materials that do not have branching.
On the other hand, while acrylic resins and polyvinyl acetal resins also have a branched structure in their main chain, the ester groups and acetal groups containing oxygen are undesirable because they quickly saponify in an alkaline environment.
Polystyrene and polypropylene resins are stable even in alkaline environments and do not have hydrolytic functional groups. Therefore, slurries made from these resins do not gel or undergo rapid viscosity changes even when they contain inorganic powders containing alkali metals, and inorganic powder sheets can be manufactured by coating them.

上記ポリスチレン系樹脂としては、スチレン単独重合体のほか、スチレンと他のモノマーとの共重合体であってもよいが、スチレン単独重合体が好ましい。
スチレン単独重合体として、アタクチック構造を有する汎用ポリスチレン(GPPS)やシンジオタクチック構造を有するシンジオタクチックポリスチレンを挙げることができる。
また、スチレンと他のモノマーとの共重合体として、スチレン-ブタジエン共重合体である耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体(SAN)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS)等を挙げることができる。
なかでもGPPSは他の樹脂成分の添加がなく、好ましく用いることができる。また、GPPSのなかでも、射出グレード、押出グレード等があるが、押出グレードが好ましい。射出グレードは分岐鎖の絡み合いを減らすため分岐構造を持たせる等の樹脂設計がなされている。分岐の少ない直鎖状のグレードを用いる方が無機粉体シートの取り扱い性が向上する。
The polystyrene resin may be a copolymer of styrene and other monomers, but a styrene homopolymer is preferred.
Examples of styrene homopolymers include general-purpose polystyrene (GPPS) having an atactic structure and syndiotactic polystyrene having a syndiotactic structure.
Furthermore, examples of copolymers of styrene with other monomers include high-impact polystyrene (HIPS), styrene-butadiene copolymer, styrene-(meth)acrylic acid copolymer, styrene-acrylonitrile copolymer (SAN), and acrylonitrile-butadiene-styrene copolymer (ABS).
Among these, GPPS is preferable because it does not contain any other resin components. Furthermore, while GPPS comes in injection-molded and extruded grades, the extruded grade is preferred. Injection-molded grades are designed with a branched structure to reduce entanglement of branched chains. Using a linear grade with fewer branches improves the handling of the inorganic powder sheet.

上記ポリスチレン系樹脂としては、具体的には、XC-315(DIC社製)、CR-3500(DIC社製)、NormalFlow(東洋エンジニアリング社製)等を用いることができる。 Specifically, the polystyrene resins used include XC-315 (manufactured by DIC Corporation), CR-3500 (manufactured by DIC Corporation), and NormalFlow (manufactured by Toyo Engineering Corporation).

上記ポリプロピレン系樹脂としては、プロピレン単独重合体のほか、プロピレンと他のモノマーとの共重合体であってもよいが、プロピレン単独重合体が好ましい。
プロピレンと共重合可能な他のモノマーとしては、例えば、ブテン-1、ヘキセン-1等のα-オレフィン等が挙げられる。その重合形態は、特に限定されず、ランダム共重合体、ブロック共重合体等であってもよい。
The above-mentioned polypropylene resin may be a copolymer of propylene and other monomers, but a propylene homopolymer is preferred.
Other monomers copolymerizable with propylene include, for example, α-olefins such as butene-1 and hexene-1. The polymerization form is not particularly limited and may be a random copolymer, a block copolymer, or the like.

上記ポリプロピレン系樹脂としては、具体的には、ノバテックMA3H(日本ポリプロ社製)、ノバテックEA9(日本ポリプロ社製)、ノバテックFY4(日本ポリプロ社製)等を用いることができる。 Specifically, the polypropylene resins mentioned above can be Novatec MA3H (manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd.), Novatec EA9 (manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd.), Novatec FY4 (manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd.), etc.

上記バインダー樹脂は、焼結性が悪化しない範囲で、エチレン変性、カルボン酸変性のポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂を用いることができる。
エチレン変性とすることで、可塑剤との親和性が高まり、無機粉体シートの巻取り性や破断伸びを向上させることができる。また、カルボン酸変性とすることで、無機粉体の分散性を向上させることができる。
上記バインダー樹脂における上記変性構造の導入率は、0モル%以上であることが好ましく、0.1モル%以上であることがより好ましく、0.5%以上であることが更に好ましく、10モル%以下であることが好ましく、8モル%以下であることがより好ましく、5モル%以下であることが更に好ましい。
上記バインダー樹脂における上記変性構造の導入率が上記範囲内であると、焼結性を充分に維持することができる。
The binder resin can be an ethylene-modified or carboxylic acid-modified polystyrene resin or a polypropylene resin, as long as the sinterability does not deteriorate.
By modifying the inorganic powder with ethylene, the affinity with plasticizers is increased, improving the windability and break elongation of the inorganic powder sheet. Furthermore, by modifying it with carboxylic acid, the dispersibility of the inorganic powder can be improved.
The introduction rate of the modified structure in the binder resin is preferably 0 mol% or more, more preferably 0.1 mol% or more, even more preferably 0.5% or more, preferably 10 mol% or less, more preferably 8 mol% or less, and even more preferably 5 mol% or less.
If the introduction rate of the modified structure in the binder resin is within the above range, sinterability can be sufficiently maintained.

上記バインダー樹脂は、ISO-1133によるメルトフローインデックス(MFR値)が10g/10分以下であることが好ましい。
MFR値は、好ましくは8g/10分以下、より好ましくは6g/10分以下、更に好ましくは4g/10分以下であり、下限は特に限定されないが、例えば0g/10分以上である。
上記MFR値が上記上限以下であると、得られる無機粉体シートの強度を充分に高めることができ、取り扱い性に優れるとともに、より薄い無機粉体シートを作製することができる。
The above binder resin preferably has a melt flow index (MFR value) of 10 g/10 min or less according to ISO-1133.
The MFR value is preferably 8 g/10 min or less, more preferably 6 g/10 min or less, and even more preferably 4 g/10 min or less. The lower limit is not particularly limited, but for example, it is 0 g/10 min or more.
If the above MFR value is below the above upper limit, the strength of the resulting inorganic powder sheet can be sufficiently increased, resulting in excellent handling properties and the ability to produce thinner inorganic powder sheets.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物における上記バインダー樹脂の含有量は、1重量%以上であることが好ましく、2重量%以上であることがより好ましく、4重量%以上であることが更に好ましく、20重量%以下であることが好ましく、10重量%以下であることがより好ましく、8重量%以下であることが更に好ましい。 The binder resin content in the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention is preferably 1% by weight or more, more preferably 2% by weight or more, even more preferably 4% by weight or more, preferably 20% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and even more preferably 8% by weight or less.

<有機溶媒>
本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、有機溶媒を含有する。
上記有機溶媒は、芳香族系化合物、脂肪族炭化水素及び脂環式炭化水素からなる群から選択される少なくとも1種である。
上記有機溶媒を含有することで、無機粉体シートを作製する際に、塗工性、乾燥性、無機粉末の分散性等に優れたものであることが好ましい。
<Soluble Organic Solvents>
The slurry composition for manufacturing solid-state batteries of the present invention contains an organic solvent.
The above organic solvent is at least one selected from the group consisting of aromatic compounds, aliphatic hydrocarbons, and alicyclic hydrocarbons.
It is preferable that the inorganic powder sheet contains the above-mentioned organic solvent, as this provides excellent coating properties, drying properties, and dispersibility of the inorganic powder when the inorganic powder sheet is manufactured.

上記芳香族系化合物としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレン、メチルベンジルキシレン、1,4-ジメチル-2-(1-フェニルエチル)ベンゼン、エチルベンゼン等のアルキルベンゼン等の芳香族炭化水素、フェノール、ベンジルアルコール、クレゾール等の芳香族アルコール、アセトフェノン等の芳香族ケトン等が挙げられる。
上記脂肪族炭化水素としては、例えば、ヘキサン、n-ヘプタン、イソペンタン、n-オクタン、n-ノナン、n-デカン等のほか、ノルマルパラフィン、イソパラフィン、α-オレフィン、イソブチレン誘導体等のオレフィン系溶剤が挙げられる。芳香族系化合物としては芳香族炭化水素及び芳香族アルコールが好ましい。
上記脂環式炭化水素としては、例えば、リモネン、ジペンテン、テルピネン、ネソール、シネン、オレンジフレーバー、テルピノレン、フェランドレン、メンタジエン、テレベン、ジヒドロサイメン、モスレン、イソテルピネン、クリトメン、カウツシン、カジェプテン、オイリメン、ピネン、テレビン、メンタン、ピナン、テルペン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等のアルキルシクロヘキサン等が挙げられる。
なかでも、トルエン、ベンジルアルコール、メチルシクロヘキサン、キシレン、エチルベンゼン、イソパラフィンが好ましい。
なお、これらの有機溶媒は単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Examples of the above aromatic compounds include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, mesitylene, methylbenzylxylene, alkylbenzenes such as 1,4-dimethyl-2-(1-phenylethyl)benzene and ethylbenzene, aromatic alcohols such as phenol, benzyl alcohol and cresol, and aromatic ketones such as acetophenone.
Examples of the aliphatic hydrocarbons mentioned above include hexane, n-heptane, isopentane, n-octane, n-nonane, n-decane, and other olefinic solvents such as normal paraffins, isoparaffins, α-olefins, and isobutylene derivatives. Aromatic compounds include aromatic hydrocarbons and aromatic alcohols.
Examples of the above-mentioned alicyclic hydrocarbons include limonene, dipentene, terpinene, nethol, synene, orange flavor, terpinolene, phellandrene, mentadiene, terebene, dihydrocymene, mothlene, isoterpinene, critomene, cautusin, cajeptene, oilimene, pinene, turpentine, menthane, pinan, terpene, cyclohexane, alkylcyclohexane such as methylcyclohexane, and others.
Among these, toluene, benzyl alcohol, methylcyclohexane, xylene, ethylbenzene, and isoparaffin are preferred.
These organic solvents may be used individually or in combination of two or more.

上記有機溶媒の沸点は、好ましくは100℃以上、より好ましくは110℃以上であり、好ましくは240℃以下、より好ましくは220℃以下、更に好ましくは200℃以下、更により好ましくは190℃以下である。
上記沸点が上記下限以上であると、蒸発が早くなりすぎず、取り扱い性をより向上させることができる。上記沸点が上記上限以下であると、無機粉体シートへの有機溶媒の残留を少なくすることができ、シート強度を向上させることが可能となり、また、印刷性を更に向上させることができる。
The boiling point of the above organic solvent is preferably 100°C or higher, more preferably 110°C or higher, preferably 240°C or lower, more preferably 220°C or lower, even more preferably 200°C or lower, and even more preferably 190°C or lower.
If the boiling point is above the lower limit, evaporation will not occur too quickly, further improving handling. If the boiling point is below the upper limit, the residue of organic solvents on the inorganic powder sheet can be reduced, improving the sheet strength and further enhancing printability.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物における上記有機溶媒の含有量は、20重量%以上であることが好ましく、30重量%以上であることがより好ましく、40重量%以上であることが更に好ましく、70重量%以下であることが好ましく、60重量%以下であることがより好ましい。 The content of the above-mentioned organic solvent in the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention is preferably 20% by weight or more, more preferably 30% by weight or more, even more preferably 40% by weight or more, preferably 70% by weight or less, and more preferably 60% by weight or less.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、上記有機溶媒以外に脂肪族アルコール等の他の溶剤を含んでいてもよい。 The slurry composition for manufacturing solid-state batteries of the present invention may contain other solvents, such as aliphatic alcohols, in addition to the organic solvents mentioned above.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物における上記有機溶媒の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は10重量%、好ましい上限は60重量%である。上記範囲内とすることで、塗工性、無機粉体の分散性を向上させることができる。 The content of the organic solvent in the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention is not particularly limited, but a preferred lower limit is 10% by weight and a preferred upper limit is 60% by weight. Within this range, coating properties and the dispersibility of inorganic powders can be improved.

<無機粉体>
本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、無機粉体を含有する。
上記無機粉体は、アルカリ金属を含有する。
上記無機粉体を含有することで、得られる電池の特性を充分に高めることができる。
上記アルカリ金属は、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、フランシウムであり、リチウムが好ましい。
<Inorganic powder>
The slurry composition for manufacturing solid batteries of the present invention contains inorganic powder.
The above inorganic powder contains alkali metals.
By including the above-mentioned inorganic powder, the characteristics of the resulting battery can be significantly enhanced.
The alkali metals mentioned above are lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, and francium, with lithium being preferred.

上記アルカリ金属を含有する無機粉体としては、例えば、LiS-P系材料、LiS-GeS系材料、LiS-GeS-P系材料、LiS-SiS系材料、LiS-B系材料、LiPO-P系材料等の硫化物材料が挙げられる。また、上記硫化物材料にハロゲン化リチウムを添加した材料(例、LiI-LiS-P、LiCl-LiI-LiS-P、LiBr-LiI-LiS-P、LiI-LiS-SiS、LiI-LiS-B等)が挙げられる。なかでも、LiS-P系材料の硫化物系無機粉体は高価な希土類を含まず、高いイオン電導性をもつため好ましい。
また、容量の大きな電池を設計するためにLiを含有するアルカリ金属酸化物からなる活物質を用いることが好ましい。具体的には、LiLaZr12等のリチウムランタンジルコニウム含有複合酸化物(LLZ系)、Alドープ-LLZO、リチウムランタンチタン含有複合酸化物(LLT系)、Alドープ-LLT系、リン酸リチウム系等の複合酸化物材料等が挙げられる。また、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、リチウム-ニッケル-コバルト-アルミニウム酸化物、リチウム-ニッケル-マンガン-コバルト酸化物、リチウム-マンガン-ニッケル化合物等が挙げられる。
Examples of inorganic powders containing the alkali metals mentioned above include sulfide materials such as Li₂S - P₂S₅ , Li₂S - GeS₂, Li₂S- GeS₂ - P₂S₅ , Li₂S - SiS₂ , Li₂S - B₂S₃ , and Li₃PO₄ - P₂S₅ . Furthermore, materials obtained by adding lithium halides to the above-mentioned sulfide materials (e.g., LiI -Li₂S-P₂S₅ , LiCl -LiI- Li₂S - P₂S₅ , LiBr-LiI- Li₂S - P₂S₅ , LiI- Li₂S - SiS₂ , LiI- Li₂S - B₂S₃ , etc. ) are also mentioned. Among these, sulfide-based inorganic powders of Li₂S - P₂S₅ - based materials are preferred because they do not contain expensive rare earth elements and have high ionic conductivity.
Furthermore, in order to design batteries with a large capacity, it is preferable to use an active material consisting of an alkali metal oxide containing Li. Specifically, examples include lithium lanthanum zirconium-containing composite oxides ( LLZ series) such as Li₂₀La₃Zr₂O₁₂ , Al - doped LLZO, lithium lanthanum titanium-containing composite oxides (LLT series), Al-doped LLT series, lithium phosphate series, and other composite oxide materials. Other examples include lithium cobalt oxide, lithium nickel oxide, lithium-nickel-cobalt-aluminum oxide, lithium-nickel-manganese-cobalt oxide, and lithium-manganese-nickel compounds.

上記無機粉体は、リチウム金属化合物でコーティングされていてもよい。
コーティングに用いるリチウム金属化合物は特に限定されず、例えば、リチウムニオブ酸、リチウムチタン酸、リチウムケイ酸、リチウムホウケイ酸、リチウムホウ酸、リチウムリン酸、リチウム亜リン酸等が挙げられる。
The inorganic powder described above may be coated with a lithium metal compound.
The lithium metal compound used for coating is not particularly limited and includes, for example, lithium niobate, lithium titanate, lithium silicate, lithium borosilicate, lithium boric acid, lithium phosphoric acid, lithium phosphorous acid, and lithium phosphorous acid.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物における上記無機粉体の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限が10重量%、より好ましい下限が20重量%、更に好ましい下限が30重量%、好ましい上限が90重量%、より好ましい上限が80重量%、更に好ましい上限が70重量%、更により好ましい上限が60重量%、特に好ましい上限が50重量%である。上記下限以上とすることで、充分な粘度を有し、優れた塗工性を有するものとすることができ、上記上限以下とすることで、無機粉体の分散性に優れるものとすることができる。 The inorganic powder content in the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention is not particularly limited, but a preferred lower limit is 10% by weight, a more preferred lower limit is 20% by weight, an even more preferred lower limit is 30% by weight, a preferred upper limit is 90% by weight, a more preferred upper limit is 80% by weight, an even more preferred upper limit is 70% by weight, an even more preferred upper limit is 60% by weight, and a particularly preferred upper limit is 50% by weight. By setting the content above the lower limit, sufficient viscosity and excellent coating properties can be achieved, while by setting the content below the upper limit, excellent dispersibility of the inorganic powder can be achieved.

<その他>
本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、更に、可塑剤を含有していてもよい。
上記可塑剤としては、例えば、1,3-ジ-tert-ブチルトルエン、α-メチルスチレンダイマー、低分子ポリオレフィンワックス、液状ポリオレフィン等が挙げられる。また、ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等の芳香族系可塑剤を用いることができる。
<Other>
The slurry composition for manufacturing solid batteries of the present invention may further contain a plasticizer.
Examples of the plasticizers mentioned above include 1,3-di-tert-butyltoluene, α-methylstyrene dimer, low molecular weight polyolefin wax, and liquid polyolefin. Aromatic plasticizers such as dioctyl phthalate and dibutyl phthalate can also be used.

上記可塑剤の沸点は240℃以上390℃未満であることが好ましい。上記沸点を240℃以上とすることで、乾燥工程で蒸発しやすくなり、成形体への残留を防止できる。また、390℃未満とすることで、残留炭素が生じることを防止できる。なお、上記沸点は、常圧での沸点をいう。 The boiling point of the plasticizer is preferably 240°C or higher and less than 390°C. A boiling point of 240°C or higher facilitates evaporation during the drying process, preventing residue in the molded article. A boiling point below 390°C prevents the generation of residual carbon. Note that the boiling point refers to the boiling point at atmospheric pressure.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物における上記可塑剤の含有量としては特に限定されないが、好ましい下限は0.1重量%、より好ましい下限は0.5重量%、好ましい上限は3.0重量%、より好ましい上限は2.0重量%である。上記範囲内とすることで、可塑剤の焼成残渣を少なくすることができる。 The content of the plasticizer in the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention is not particularly limited, but a preferred lower limit is 0.1% by weight, a more preferred lower limit is 0.5% by weight, a preferred upper limit is 3.0% by weight, and a more preferred upper limit is 2.0% by weight. By keeping the content within these ranges, the amount of plasticizer residue after firing can be reduced.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、更に、有機過酸化物等の焼結助剤を含有していてもよい。
上記有機過酸化物としては、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、2,3-ジメチルー2,3-ジフェニルブタン等が挙げられる。
上記有機過酸化物は、10時間半減期温度が150℃以上であることが好ましい。
The slurry composition for manufacturing solid-state batteries of the present invention may further contain sintering aids such as organic peroxides.
Examples of the above-mentioned organic peroxides include 1,1,3,3-tetramethylbutyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, and 2,3-dimethyl-2,3-diphenylbutane.
The above organic peroxide preferably has a half-life temperature of 150°C or higher over 10 hours.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物は、更に、界面活性剤等の添加剤を含有してもよい。
上記界面活性剤は特に限定されず、例えば、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、ノニオン系界面活性剤が挙げられる。
上記ノニオン系界面活性剤としては特に限定されないが、HLB値が10以上20以下のノニオン系界面活性剤であることが好ましい。ここで、HLB値とは、界面活性剤の親水性、親油性を表す指標として用いられるものであって、計算方法がいくつか提案されており、例えば、エステル系の界面活性剤について、鹸化価をS、界面活性剤を構成する脂肪酸の酸価をAとし、HLB値を20(1-S/A)等の定義がある。具体的には、脂肪鎖にアルキレンエーテルを付加させたポリエチレンオキサイドを有するノニオン系界面活性剤が好適であり、具体的には例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンセチルエーテル等が好適に用いられる。なお、上記ノニオン系界面活性剤は、熱分解性がよいが、大量に添加すると固体電池製造用スラリー組成物の熱分解性が低下することがあるため、含有量の好ましい上限は5重量%である。
The slurry composition for manufacturing solid batteries of the present invention may further contain additives such as surfactants.
The above-mentioned surfactants are not particularly limited and include, for example, cationic surfactants, anionic surfactants, and nonionic surfactants.
The above nonionic surfactant is not particularly limited, but it is preferable that it is a nonionic surfactant with an HLB value of 10 or more and 20 or less. Here, the HLB value is used as an indicator of the hydrophilicity and lipophilicity of a surfactant, and several calculation methods have been proposed. For example, for ester-based surfactants, the saponification value is S, the acid value of the fatty acid constituting the surfactant is A, and the HLB value is defined as 20 (1-S/A). Specifically, nonionic surfactants having polyethylene oxide obtained by adding alkylene ether to a fatty acid chain are preferred, and specifically, for example, polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene cetyl ether are preferably used. Although the above nonionic surfactant has good thermal decomposition properties, if it is added in large quantities, the thermal decomposition properties of the slurry composition for solid battery manufacturing may decrease, so the preferred upper limit of the content is 5% by weight.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物のpHは11以上であることが好ましい。
pHが11以上であると、得られる電池の性能を充分に高めることができる。
上記pHは、例えば、pH試験紙等を用いることで確認することができる。
The pH of the slurry composition for manufacturing solid batteries according to the present invention is preferably 11 or higher.
A pH of 11 or higher can significantly improve the performance of the resulting battery.
The above pH can be confirmed, for example, by using pH test paper.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物の粘度は特に限定されないが、20℃においてB型粘度計を用いプローブ回転数を5rpmに設定して測定した場合の粘度の好ましい下限が0.1Pa・s、好ましい上限が100Pa・sである。
上記粘度を0.1Pa・s以上とすることで、ダイコート印刷法等により塗工した後、得られる無機粉体シートが所定の形状を維持することが可能となる。また、上記粘度を100Pa・s以下とすることで、ダイの塗出痕が消えない等の不具合を防止して、印刷性に優れるものとすることができる。
The viscosity of the slurry composition for manufacturing solid batteries of the present invention is not particularly limited, but when measured at 20°C using a B-type viscometer with a probe rotation speed of 5 rpm, the preferred lower limit of viscosity is 0.1 Pa·s and the preferred upper limit is 100 Pa·s.
By setting the viscosity to 0.1 Pa·s or higher, the inorganic powder sheet obtained after coating by die-coating printing or the like can maintain a predetermined shape. Furthermore, by setting the viscosity to 100 Pa·s or lower, problems such as the die coating marks not disappearing can be prevented, resulting in excellent printability.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物を作製する方法は特に限定されず、従来公知の攪拌方法が挙げられ、具体的には、例えば、上記バインダー樹脂、上記無機粉体、上記有機溶媒及び必要に応じて添加される可塑剤等の他の成分を3本ロール、高速撹拌機等で攪拌する方法等が挙げられる。 The method for preparing the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention is not particularly limited, and conventionally known stirring methods can be used. Specifically, examples include stirring the binder resin, the inorganic powder, the organic solvent, and other components such as plasticizers added as needed using a three-roll stirrer, high-speed stirrer, etc.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物を、片面離型処理を施した支持フィルム上に塗工し、有機溶媒を乾燥させ、シート状に成形することで、無機粉体シートを製造することができる。
上記無機粉体シートは、厚みが1~20μmであることが好ましい。
An inorganic powder sheet can be manufactured by coating the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention onto a support film that has been treated with a single-sided release agent, drying the organic solvent, and forming it into a sheet.
The inorganic powder sheet described above preferably has a thickness of 1 to 20 μm.

上記無機粉体シートの製造方法としては、例えば、本発明の固体電池製造用スラリー組成物をロールコーター、ダイコーター、スクイズコーター、カーテンコーター等の塗工方式によって支持フィルム上に均一に塗膜を形成する方法等が挙げられる。 Examples of methods for producing the inorganic powder sheet include forming a uniform coating on a support film using a coating method such as a roll coater, die coater, squeeze coater, or curtain coater, based on the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention.

上記無機粉体シートを製造する際に用いる支持フィルムは、耐熱性及び耐溶剤性を有するとともに可撓性を有する樹脂フィルムであることが好ましい。支持フィルムが可撓性を有することにより、ロールコーター、ブレードコーターなどによって支持フィルムの表面に固体電池製造用スラリー組成物を塗布することができ、得られる無機粉体シート形成フィルムをロール状に巻回した状態で保存し、供給することができる。 The support film used in manufacturing the above-mentioned inorganic powder sheet is preferably a resin film that is heat-resistant, solvent-resistant, and flexible. The flexibility of the support film allows the slurry composition for solid-state battery manufacturing to be applied to its surface using a roll coater, blade coater, etc., and the resulting inorganic powder sheet-forming film can be stored and supplied in a rolled state.

上記支持フィルムを形成する樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリフロロエチレン等の含フッ素樹脂、ナイロン、セルロース等が挙げられる。
上記支持フィルムの厚みは、例えば、20~100μmが好ましい。
また、支持フィルムの表面には離型処理が施されていることが好ましく、これにより、転写工程において、支持フィルムの剥離操作を容易に行うことができる。
Examples of resins used to form the support film include polyethylene terephthalate, polyester, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyimide, polyvinyl alcohol, polyvinyl chloride, polyfluoroethylene and other fluororesins, nylon, cellulose, and the like.
The thickness of the support film is preferably, for example, 20 to 100 μm.
Furthermore, it is preferable that the surface of the support film be treated with a release agent, which facilitates the peeling operation of the support film during the transfer process.

本発明の固体電池製造用スラリー組成物を塗工乾燥することで無機粉体シートを製造することができる。また、上記無機粉体シートを焼成して全固体電池を製造することができる。更に、本発明の固体電池製造用スラリー組成物、無機粉体シートを、誘電体グリーンシート、電極ペーストに用いることで積層セラミクスコンデンサを製造することもできる。 An inorganic powder sheet can be manufactured by coating and drying the slurry composition for solid-state battery manufacturing of the present invention. Furthermore, an all-solid-state battery can be manufactured by firing the inorganic powder sheet. In addition, a multilayer ceramic capacitor can be manufactured by using the slurry composition for solid-state battery manufacturing and the inorganic powder sheet of the present invention as a dielectric green sheet and electrode paste, respectively.

上記全固体電池を製造する方法としては、電極活物質及び電極活物質層用バインダーを含有する電極活物質層用スラリーを成形して電極活物質シートを作製する工程、前記電極活物質シートと本発明の無機粉体シートとを積層して積層体を作製する工程、及び、前記積層体を焼成する工程とを有する製造方法が挙げられる。 A method for manufacturing the above-mentioned all-solid-state battery includes the steps of: forming an electrode active material layer slurry containing an electrode active material and an electrode active material layer binder to produce an electrode active material sheet; laminating the electrode active material sheet and the inorganic powder sheet of the present invention to produce a laminate; and firing the laminate.

上記電極活物質としては特に限定されず、例えば、ガラス粉末、セラミック粉末、蛍光体微粒子、珪素酸化物等、金属微粒子等が挙げられる。 The electrode active material is not particularly limited and examples include glass powder, ceramic powder, phosphor nanoparticles, silicon oxide, metal nanoparticles, etc.

上記ガラス粉末は特に限定されず、例えば、酸化ビスマスガラス、ケイ酸塩ガラス、鉛ガラス、亜鉛ガラス、ボロンガラス等のガラス粉末や、CaO-Al-SiO系、MgO-Al-SiO系、LiO-Al-SiO系等の各種ケイ素酸化物のガラス粉末等が挙げられる。
また、上記ガラス粉末として、SnO-B-P-Al混合物、PbO-B-SiO混合物、BaO-ZnO-B-SiO混合物、ZnO-Bi-B-SiO混合物、Bi-B-BaO-CuO混合物、Bi-ZnO-B-Al-SrO混合物、ZnO-Bi-B混合物、Bi-SiO混合物、P-NaO-CaO-BaO-Al-B混合物、P-SnO混合物、P-SnO-B混合物、P-SnO-SiO混合物、CuO-P-RO混合物、SiO-B-ZnO-NaO-LiO-NaF-V混合物、P-ZnO-SnO-RO-RO混合物、B-SiO-ZnO混合物、B-SiO-Al-ZrO混合物、SiO-B-ZnO-RO-RO混合物、SiO-B-Al-RO-RO混合物、SrO-ZnO-P混合物、SrO-ZnO-P混合物、BaO-ZnO-B-SiO混合物等も用いることができる。なお、Rは、Zn、Ba、Ca、Mg、Sr、Sn、Ni、Fe及びMnからなる群より選択される元素である。
特に、PbO-B-SiO混合物のガラス粉末や、鉛を含有しないBaO-ZnO-B-SiO混合物又はZnO-Bi-B-SiO混合物等の無鉛ガラス粉末が好ましい。
The above-mentioned glass powder is not particularly limited and includes, for example, glass powders such as bismuth oxide glass, silicate glass, lead glass, zinc glass, and boron glass, as well as glass powders of various silicon oxides such as CaO-Al₂O₃-SiO₂ systems , MgO - Al₂O₃ - SiO₂ systems, and LiO₂ - Al₂O₃ -SiO₂ systems .
Furthermore, the glass powders mentioned above include: SnO- B2O3 - P2O5 - Al2O3 mixture, PbO - B2O3 -SiO2 mixture , BaO-ZnO- B2O3 - SiO2 mixture, ZnO - Bi2O3 - B2O3 - SiO2 mixture, Bi2O3 - B2O3 - BaO - CuO mixture, Bi2O3 - ZnO - B2O3 -Al2O3-SrO mixture, ZnO-Bi2O3-B2O3 mixture , Bi2O3 - SiO2 mixture , P2O5 - Na2O - CaO - BaO - Al2O3 - B 2 O 3 mixture, P 2 O 5 -SnO mixture, P 2 O 5 -SnO-B 2 O 3 mixture, P 2 O 5 -SnO-SiO 2 mixture, CuO-P 2 O 5 -RO mixture, SiO 2 -B 2 O 3 -ZnO-Na 2 O-Li 2 O-NaF-V 2 O 5 mixture, P 2 O 5 -ZnO-SnO-R 2 O-RO mixture, B 2 O 3 -SiO 2 -ZnO mixture, B 2 O 3 -SiO 2 -Al 2 O 3 -ZrO 2 mixture, SiO 2 -B 2 O 3 -ZnO-R 2 O-RO mixture, SiO 2 -B 2 O 3 Al₂O₃ - RO - R₂O mixture, SrO-ZnO- P₂O₅ mixture, SrO-ZnO- P₂O₅ mixture, BaO-ZnO- B₂O₃ -SiO₂ mixture , etc., can also be used. Note that R is an element selected from the group consisting of Zn, Ba, Ca, Mg, Sr, Sn, Ni, Fe , and Mn.
In particular, lead-free glass powders such as PbO- B2O3 - SiO2 mixture glass powder, or lead-free BaO- ZnO - B2O3 - SiO2 mixture or ZnO- Bi2O3 - B2O3 - SiO2 mixture are preferred.

上記セラミック粉末は特に限定されず、例えば、アルミナ、フェライト、ジルコニア、ジルコン、ジルコン酸バリウム、ジルコン酸カルシウム、酸化チタン、チタン酸バリウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸カルシウム、チタン酸マグネシウム、チタン酸亜鉛、チタン酸ランタン、チタン酸ネオジウム、チタン酸ジルコン鉛、窒化アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素、炭化ホウ素、錫酸バリウム、錫酸カルシウム、珪酸マグネシウム、ムライト、ステアタイト、コーディエライト、フォルステライト等が挙げられる。
また、ITO、FTO、酸化ニオブ、酸化バナジウム、酸化タングステン、ランタンストロンチウムマンガナイト、ランタンストロンチウムコバルトフェライト、イットリウム安定化ジルコニア、ガドリニウムドープセリア、酸化ニッケル、ランタンクロマイト等も使用することができる。
上記蛍光体微粒子は特に限定されず、例えば、蛍光体物質としては、ディスプレイ用の蛍光体物質として従来知られている青色蛍光体物質、赤色蛍光体物質、緑色蛍光体物質などが用いられる。青色蛍光体物質としては、例えば、MgAl1017:Eu、YSiO:Ce系、CaWO:Pb系、BaMgAl1423:Eu系、BaMgAl1627:Eu系、BaMgAl1423:Eu系、BaMgAl1427:Eu系、ZnS:(Ag,Cd)系のものが用いられる。赤色蛍光体物質としては、例えば、Y:Eu系、YSiO:Eu系、YAl12:Eu系、Zn(PO:Mn系、YBO:Eu系、(Y,Gd)BO:Eu系、GdBO:Eu系、ScBO:Eu系、LuBO:Eu系のものが用いられる。緑色蛍光体物質としては、例えば、ZnSiO:Mn系、BaAl1219:Mn系、SrAl1319:Mn系、CaAl1219:Mn系、YBO:Tb系、BaMgAl1423:Mn系、LuBO:Tb系、GdBO:Tb系、ScBO:Tb系、SrSiCl:Eu系のものが用いられる。その他、ZnO:Zn系、ZnS:(Cu,Al)系、ZnS:Ag系、YS:Eu系、ZnS:Zn系、(Y,Cd)BO:Eu系、BaMgAl1223:Eu系のものも用いることができる。
The above ceramic powders are not particularly limited and include, for example, alumina, ferrite, zirconia, zircon, barium zirconate, calcium zirconate, titanium oxide, barium titanate, strontium titanate, calcium titanate, magnesium titanate, zinc titanate, lanthanum titanate, neodymium titanate, lead zirconate titanate, alumina nitride, silicon nitride, boron nitride, boron carbide, barium stanate, calcium stanate, magnesium silicate, mullite, steatite, cordierite, forsterite, and the like.
In addition, ITO, FTO, niobium oxide, vanadium oxide, tungsten oxide, lanthanum strontium manganite, lanthanum strontium cobalt ferrite, yttrium-stabilized zirconia, gadolinium-doped ceria, nickel oxide, lanthanum chromite, and others can also be used.
The above-mentioned phosphorescent nanoparticles are not particularly limited, and for example, as phosphorescent materials, conventionally known blue phosphorescent materials, red phosphorescent materials, and green phosphorescent materials used for displays can be used. As blue phosphorescent materials, for example, MgAl 10 O 17 : Eu, Y 2 SiO 5 : Ce system, CaWO 4 : Pb system, BaMgAl 14 O 23 : Eu system, BaMgAl 16 O 27 : Eu system, BaMg 2 Al 14 O 23 : Eu system, BaMg 2 Al 14 O 27 : Eu system, and ZnS: (Ag, Cd) system can be used. Examples of red phosphors used include Y₂O₃ (Eu-based ) , Y₂SiO₅ (Eu-based ) , Y₃Al₅O₁₂ ( Eu -based ) , Zn₃ ( PO₄ ) (Mn-based), YBO₃ (Eu-based), (Y,Gd) BO₃ (Eu-based), GdBO₃ (Eu-based), ScBO₃ (Eu-based), and LuBO₃ (Eu-based). Examples of green phosphors used include Zn₂SiO₄ (Mn-based ) , BaAl₁₂O₁₇ ( Mn-based), SrAl₁₃O₁₇ ( Mn-based), CaAl₁₂O₁₇ (Mn-based), YBO₃ (Tb-based ) , BaMgAl₁₄O₂₃ ( Mn-based), LuBO₃ (Tb-based), GdBO₃ (Tb-based), ScBO₃ ( Tb -based), and Sr₆Si₃O₃Cl₄ (Eu- based ) . Other types of compounds that can be used include ZnO (Zn-based), ZnS ((Cu,Al)-based) , ZnS (Ag - based), Y₂O₂S (Eu-based), ZnS (Zn-based), (Y , Cd) BO₃ (Eu-based), and BaMgAl₁₂O₂₃ (Eu-based).

上記金属微粒子は特に限定されず、例えば、銅、ニッケル、パラジウム、白金、金、銀、アルミニウム、タングステンやこれらの合金等からなる粉末等が挙げられる。
また、カルボキシル基、アミノ基、アミド基等との吸着特性が良好で酸化されやすい銅や鉄等の金属も好適に用いることができる。これらの金属粉末は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
また、金属錯体のほか、種々のカーボンブラック、カーボンナノチューブ等を使用してもよい。
The above-mentioned metal nanoparticles are not particularly limited and include, for example, powders made of copper, nickel, palladium, platinum, gold, silver, aluminum, tungsten, or alloys thereof.
Furthermore, metals such as copper and iron, which have good adsorption properties with carboxyl groups, amino groups, amide groups, etc., and are easily oxidized, can also be suitably used. These metal powders may be used individually or in combination of two or more.
In addition to metal complexes, various types of carbon black, carbon nanotubes, etc., may also be used.

上記電極活物質は、リチウム又はチタンを含有することが好ましい。具体的には例えば、LiO・Al・SiO系無機ガラス等の低融点ガラス、LiS-M(M=B、Si、Ge、P)等のリチウム硫黄系ガラス、LiCoO等のリチウムコバルト複合酸化物、LiMnO等のリチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムバナジウム複合酸化物、リチウムジルコニウム複合酸化物、リチウムハフニウム複合酸化物、ケイリン酸リチウム(Li3.5Si0.50.5)、リン酸チタンリチウム(LiTi(PO)、チタン酸リチウム(LiTi12)、Li4/3Ti5/3、リン酸ゲルマニウムリチウム(LiGe(PO)、Li-SiS系ガラス、LiGeS-LiPS系ガラス、LiSiO、LiMn、LiS-P系ガラス・セラミックス、LiO-SiO、LiO-V-SiO、LiS-SiS-LiSiO系ガラス、LiPON等のイオン導電性酸化物、LiO-P-B、LiO-GeOBa等の酸化リチウム化合物、LiAlTi(PO系ガラス、LaLiTiO系ガラス、LiGe系ガラス、LiLaZr12系ガラス、LiSiCl系ガラス、LiNbO等のリチウムニオブ酸化物、Li-β-アルミナ等のリチウムアルミナ化合物、Li14Zn(GeO等のリチウム亜鉛酸化物等が挙げられる。 The electrode active material described above preferably contains lithium or titanium. Specifically, for example, low-melting-point glasses such as LiO₂Al₂O₃SiO₂ inorganic glass, lithium-sulfur-based glasses such as Li₂S - MxSy (M=B, Si, Ge, P), lithium-cobalt composite oxides such as LiCoO₂ , lithium- manganese composite oxides such as LiMnO₄ , lithium nickel composite oxides, lithium vanadium composite oxides, lithium zirconium composite oxides, lithium hafnium composite oxides, lithium silicate (Li 3.5 Si 0.5 P 0.5 O₄ ), lithium titanium phosphate ( LiTi₂ ( PO₄ ) ), lithium titanate ( Li₄Ti₅O₁₂ ), Li₄ / 3Ti₅/ 3O₄ , lithium germanium phosphate ( LiGe₂ ( PO₄ ) ) , Li₂ -SiS-based glass, Li 4 GeS4 - Li3PS4 glass, LiSiO3 , LiMn2O4 , Li2S - P2S5 glass /ceramics , Li2O -SiO2, Li2O - V2O5 -SiO2, LiS- SiS2 - Li4SiO4 glass, ion-conductive oxides such as LiPON , lithium oxide compounds such as Li2O - P2O5 - B2O3 , Li2O - GeO2Ba , LixAlyTiZ ( PO4 ) 3 glass , LaxLiyTiOz glass , LixGeyPzO4 glass , Li7La3 Examples include Zr₂O₁₂ - type glass, Li₂vSi₂wP₀SyClₙ - type glass, lithium niobium oxides such as LiNbO₃ , lithium alumina compounds such as Li-β-alumina, and lithium zinc oxides such as Li₁₄Zn ( GeO₄ ) .

上記電極活物質層用バインダーとしては、ポリスチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂の他、(メタ)アクリル樹脂を用いることができる。 As the binder for the electrode active material layer mentioned above, polystyrene resins, polypropylene resins, and (meth)acrylic resins can be used.

上記電極活物質シートと本発明の無機粉体シートとを積層する方法としては、それぞれシート化した後、熱プレスによる熱圧着、熱ラミネート等を行う方法等が挙げられる。 Methods for laminating the electrode active material sheet and the inorganic powder sheet of the present invention include methods such as heat pressing, thermal lamination, etc., after each sheet has been formed.

上記焼成する工程において、加熱温度の好ましい下限は250℃、好ましい上限は600℃である。 In the above firing process, the preferred lower limit of the heating temperature is 250°C, and the preferred upper limit is 600°C.

上記製造方法により、全固体電池を得ることができる。
上記全固体電池としては、正極活物質を含有する正極層、負極活物質を含有する負極層、及び、正極層と負極層との間に形成された固体電解質層を積層した構造を有することが好ましい。
本発明の固体電池製造用スラリー組成物を用いて無機粉体シートを得る工程、上記無機粉体シートを600℃以下で焼成する工程を含む全個体電池の製造方法もまた本発明の1つである。
By the above manufacturing method, an all-solid-state battery can be obtained.
The above-mentioned all-solid-state battery preferably has a structure in which a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a negative electrode layer containing a negative electrode active material, and a solid electrolyte layer formed between the positive electrode layer and the negative electrode layer are stacked.
A method for manufacturing an all-solid-state battery, comprising the steps of obtaining an inorganic powder sheet using the slurry composition for manufacturing solid-state batteries of the present invention, and firing the inorganic powder sheet at a temperature of 600°C or lower, is also one of the present inventions.

上記積層セラミクスコンデンサを製造する方法としては、上記無機粉体シートに導電ペーストを印刷、乾燥して、誘電体シートを作製する工程、及び、前記誘電体シートを積層する工程を有する製造方法が挙げられる。 A method for manufacturing the above-mentioned multilayer ceramic capacitor includes the steps of printing a conductive paste onto the inorganic powder sheet, drying it to produce a dielectric sheet, and laminating the dielectric sheets.

上記導電ペーストは、導電粉末を含有するものである。
上記導電粉末の材質は、導電性を有する材質であれば特に限定されず、例えば、ニッケル、パラジウム、白金、金、銀、銅及びこれらの合金等が挙げられる。これらの導電粉末は、単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
The conductive paste described above contains conductive powder.
The material of the conductive powder described above is not particularly limited as long as it is a conductive material, and examples include nickel, palladium, platinum, gold, silver, copper, and alloys thereof. These conductive powders may be used individually or in combination of two or more types.

上記導電ペーストを印刷する方法は特に限定されず、例えば、スクリーン印刷法、ダイコート印刷法、オフセット印刷法、グラビア印刷法、インクジェット印刷法等が挙げられる。 The method for printing the above conductive paste is not particularly limited and includes, for example, screen printing, die-coating, offset printing, gravure printing, and inkjet printing.

上記積層セラミクスコンデンサの製造方法では、上記導電ペーストを印刷した誘電体シートを積層することで、積層セラミクスコンデンサが得られる。 In the above-described method for manufacturing multilayer ceramic capacitors, a multilayer ceramic capacitor is obtained by stacking dielectric sheets printed with the conductive paste described above.

本発明によれば、アルカリ金属を含む無機粉体を含む場合であってもスラリーのゲル化を抑制することができ、また、焼結性にも優れ、低残渣の無機粉体シートを作製して、高性能の全固体電池を製造可能な固体電池製造用スラリー組成物を提供することができる。また、該固体電池製造用スラリー組成物を用いる全固体電池の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, even when the slurry contains inorganic powders including alkali metals, gelation of the slurry can be suppressed, and it also exhibits excellent sinterability, enabling the production of low-residue inorganic powder sheets and providing a slurry composition for manufacturing high-performance all-solid-state batteries. Furthermore, a method for manufacturing an all-solid-state battery using this slurry composition can be provided.

以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
リービッヒ冷却管、温度調整可能な油槽、攪拌羽根を設置したセパラブルフラスコに、バインダー樹脂としてポリスチレン樹脂(ポリスチレンホモポリマー、DIC社製、XC-315、MFR値3.2g/10分)100重量部と、有機溶媒としてトルエン(沸点110℃)1000重量部とを加えた。その後、油槽を昇温して80℃で6時間攪拌してポリスチレン樹脂を溶解させた。
減圧ポンプ、溶媒トラップをセットし、減圧ポンプで1時間処理して、微量に含まれる未反応モノマーや水分を含有したトルエンを回収して、樹脂固形分が12重量%であるポリスチレン樹脂溶液を得た。なお、樹脂固形分は乾燥法により評価した。
高速撹拌機用のポリ容器に、得られたポリスチレン樹脂溶液33.3重量部(樹脂4重量部)を秤取し、表1の配合となるように有機溶媒を追加し、可塑剤として1,3-ジ-tert-ブチルトルエンを添加し、密閉状態の容器を高速回転させて、樹脂溶液を均一に混合させた。
得られた樹脂溶液に導電性無機粉体としてLiLaZr12(豊島製作所社製LLZ)を40重量部添加し、更に容器を密閉状態で高速回転させて無機粉体を分散させ、スラリー組成物を作製した。
(Example 1)
In a separable flask equipped with a Liebig condenser, a temperature-adjustable oil bath, and a stirring blade, 100 parts by weight of polystyrene resin (polystyrene homopolymer, DIC Corporation, XC-315, MFR value 3.2 g/10 min) as a binder resin and 1000 parts by weight of toluene (boiling point 110°C) as an organic solvent were added. The oil bath was then heated to 80°C and stirred for 6 hours to dissolve the polystyrene resin.
A vacuum pump and solvent trap were set up, and the solution was treated with the vacuum pump for one hour to recover trace amounts of unreacted monomers and toluene containing water, thereby obtaining a polystyrene resin solution with a resin solids content of 12% by weight. The resin solids content was evaluated by the drying method.
33.3 parts by weight of the obtained polystyrene resin solution (4 parts by weight of resin) was weighed into a poly container for a high-speed stirrer, and organic solvents were added to achieve the formulation shown in Table 1. 1,3-di-tert-butyltoluene was added as a plasticizer, and the sealed container was rotated at high speed to uniformly mix the resin solution.
40 parts by weight of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ, manufactured by Toyoshima Seisakusho Co., Ltd.) as a conductive inorganic powder was added to the obtained resin solution, and the inorganic powder was dispersed by rotating the container at high speed while it was sealed to prepare a slurry composition.

(実施例2~6、比較例1、3~4)
バインダー樹脂、有機溶媒、可塑剤の種類及び配合を表1の通りに変更した以外は、実施例1と同様にしてスラリー組成物を得た。
なお、有機溶媒、バインダー樹脂、可塑剤としては、以下のものを用いた。
<有機溶媒>
ベンジルアルコール(沸点205℃)
エチルシクロヘキサン(沸点160℃)
キシレン(沸点139℃)
エチルベンゼン(沸点136℃)
液状パラフィンNAS-3(沸点195℃)、日油社製
酢酸ブチル(沸点126℃)
<バインダー樹脂>
CR-3500:ポリスチレンホモポリマー、DIC社製
NormalFlow:ポリスチレンホモポリマー、東洋エンジニアリング社製
ノバテックFY4:ポリプロピレンホモポリマー、日本ポリプロ社製
ノバテックEA9:ポリプロピレンホモポリマー、日本ポリプロ社製
ノバテックMA3H:ポリプロピレンホモポリマー、日本ポリプロ社製
エスレックBM-S:ポリビニルアセタール樹脂、積水化学社製
HighFlow:ポリスチレンホモポリマー、東洋エンジニアリング社製
<可塑剤>
α-メチルスチレンダイマー
ジオクチルフタレート
エクセレックス07500:液状ポリオレフィン、三井化学社製
ユニトールP-801:水酸基変性ポリオレフィン、三井化学社製
ルーカントHC-40:エチレン-α-オレフィンコポリマー、三井化学社製
ジブチルフタレート
(Examples 2-6, Comparative Examples 1, 3-4)
A slurry composition was obtained in the same manner as in Example 1, except that the type and formulation of the binder resin, organic solvent, and plasticizer were changed as shown in Table 1.
The following organic solvents, binder resins, and plasticizers were used.
<Soluble Organic Solvents>
Benzyl alcohol (boiling point 205°C)
Ethylcyclohexane (boiling point 160°C)
Xylene (boiling point 139°C)
Ethylbenzene (boiling point 136°C)
Liquid paraffin NAS-3 (boiling point 195°C), butyl acetate manufactured by NOF Corporation (boiling point 126°C)
<Binder resin>
CR-3500: Polystyrene homopolymer, manufactured by DIC Corporation. NormalFlow: Polystyrene homopolymer, manufactured by Toyo Engineering Corporation. Novatec FY4: Polypropylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd. Novatec EA9: Polypropylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd. Novatec MA3H: Polypropylene homopolymer, manufactured by Nippon Polypropylene Co., Ltd. Esrec BM-S: Polyvinyl acetal resin, manufactured by Sekisui Chemical Co., Ltd. HighFlow: Polystyrene homopolymer, manufactured by Toyo Engineering Corporation. <Plasticizer>
α-Methylstyrene dimer octyl phthalate Excellex 07500: Liquid polyolefin, manufactured by Mitsui Chemicals; Unitol P-801: Hydroxyl-modified polyolefin, manufactured by Mitsui Chemicals; Lucant HC-40: Ethylene-α-olefin copolymer, manufactured by Mitsui Chemicals; Dibutyl phthalate, manufactured by Mitsui Chemicals.

(比較例2)
冷却管、温度調整可能な油槽、窒素導入管、攪拌羽根を設置したセパラブルフラスコに、モノマーとしてメチルメタクリレート(MMA)100重量部と、有機溶媒として酢酸ブチル100重量部とを加えた。油槽を80℃に設定し、重合開始剤としてパーロイルL(日油社製)を添加してモノマーを重合させた。乾燥法を用いて樹脂固形分を評価したところ、モノマーがほぼ100%重合してポリマーとなっていることを確認した。酢酸ブチルを600重量部追加して希釈した後、実施例1と同様に微量に含まれる未反応モノマーや水を含有した酢酸ブチルを回収して、樹脂固形分が15重量%である樹脂溶液を得た。
高速撹拌機用のポリ容器に、樹脂溶液40重量部(6重量部)を秤取し、表1の配合となるように有機溶媒を追加し、可塑剤としてジブチルフタレートを添加し、密閉状態の容器を高速回転させて、樹脂溶液を均一に混合させた。
得られた樹脂溶液に導電性無機粉体としてLiLaZr12(豊島製作所社製LLZ)を40重量部添加し、更に容器を密閉状態で高速回転させて無機粉体を分散させ、スラリー組成物を作製した。
(Comparative Example 2)
In a separable flask equipped with a cooling tube, a temperature-adjustable oil bath, a nitrogen inlet tube, and a stirring blade, 100 parts by weight of methyl methacrylate (MMA) as a monomer and 100 parts by weight of butyl acetate as an organic solvent were added. The oil bath was set to 80°C, and Perloyl L (manufactured by NOF Corporation) was added as a polymerization initiator to polymerize the monomer. When the resin solids content was evaluated using the drying method, it was confirmed that the monomer had polymerized to almost 100%. After dilution with the addition of 600 parts by weight of butyl acetate, the butyl acetate containing trace amounts of unreacted monomer and water was recovered in the same manner as in Example 1 to obtain a resin solution with a resin solids content of 15% by weight.
Forty parts by weight (6 parts by weight) of the resin solution were weighed into a poly container for a high-speed stirrer, and organic solvents were added to achieve the formulation shown in Table 1. Dibutyl phthalate was added as a plasticizer, and the sealed container was rotated at high speed to uniformly mix the resin solution.
40 parts by weight of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZ, manufactured by Toyoshima Seisakusho Co., Ltd.) as a conductive inorganic powder was added to the obtained resin solution, and the inorganic powder was dispersed by rotating the container at high speed while it was sealed to prepare a slurry composition.

<評価>
実施例、比較例で用いたバインダー樹脂、実施例、比較例で得られたスラリー組成物について以下の評価を行った。結果を表1及び2に示した。
<Evaluation>
The binder resins used in the examples and comparative examples, and the slurry compositions obtained in the examples and comparative examples were evaluated as follows. The results are shown in Tables 1 and 2.

(1)MFR値
ISO1133に準拠してMFRを測定した。なお、ISO1133では樹脂の種類によって測定条件が設定されており、以下の通りの測定条件にて測定を行った。
ポリスチレン樹脂:温度200℃、荷重5kg
ポリプロピレン樹脂:温度230℃、荷重16kg
ポリビニルアセタール樹脂:温度150℃、荷重5kg
ポリメタクリル酸メチル:温度230℃、荷重3.8kg
(1) MFR value: MFR was measured in accordance with ISO 1133. Note that ISO 1133 specifies measurement conditions depending on the type of resin, and the measurement was performed under the following conditions.
Polystyrene resin: Temperature 200°C, load 5 kg
Polypropylene resin: Temperature 230°C, load 16 kg
Polyvinyl acetal resin: Temperature 150°C, load 5 kg
Polymethyl methacrylate: Temperature 230°C, load 3.8 kg

(2)スラリー組成物のpH
得られたスラリー組成物をスポイトでpH試験紙(アドバンテック社製)に塗布し、変色度からスラリー組成物のpHを測定し、以下の基準で評価した。なお、pHが低い場合、スラリー組成物に含まれるアルカリ金属の量が少なく、得られる電池性能が劣っているといえる。
〇:pH11以上で、スラリー組成物が強アルカリ性であった。
×:pH11未満で、スラリー組成物が強アルカリ性ではなかった。
(2) pH of the slurry composition
The obtained slurry composition was applied to pH test paper (manufactured by Advantec Co., Ltd.) using a dropper, and the pH of the slurry composition was measured from the degree of color change and evaluated according to the following criteria. A low pH indicates a low amount of alkali metal in the slurry composition, suggesting inferior battery performance.
○: The slurry composition was strongly alkaline, with a pH of 11 or higher.
×: The pH was less than 11, and the slurry composition was not strongly alkaline.

(3)スラリー組成物のゲル化
得られたスラリー組成物を含む高速撹拌機用のポリ容器を露点温度-30℃に調整した室内で開封し、スパチュラでかき回して、スラリーのゲル化状態を確認し、以下の基準で評価した。
〇:スラリーは流動性を持ち、凝固物等が見られなかった。
△:スラリーは流動性を持っていたが、1時間以内に凝固した。
×:スラリーは容器を開けた時点でゲル化していた。
(3) Gelation of the slurry composition The polyethylene container for the high-speed stirrer containing the obtained slurry composition was opened in a room adjusted to a dew point of -30°C, and the slurry was stirred with a spatula to check the gelation state and evaluated according to the following criteria.
○: The slurry was fluid, and no solidified material was observed.
△: The slurry was fluid but solidified within one hour.
×: The slurry had already gelled when the container was opened.

(4)スラリー組成物の印刷性
「(3)スラリー組成物のゲル化」において流動性を示したスラリー組成物について、露点-30℃のドライルーム内でガラス板上に固定したテフロン(登録商標)シート上にアプリケーターを用いて塗工し、120℃に設定した送風オーブンで30分間乾燥させ、無機粉体シートを作製し、以下の基準で評価した。印刷性に優れる場合、均一なシートが作製でき、高性能の全固体電池を作製できるといえる。
〇:塗工面が平滑で緻密なシートが作製できた。
△:カスレやハジキ、にじみが発生する等の不具合が見られた。
×:流動性を示さず、印刷することができなかった。又は、流動性が悪く、厚み一定の塗工ができなかった。
(4) Printability of Slurry Compositions For slurry compositions that showed fluidity in "(3) Gelation of Slurry Compositions", an inorganic powder sheet was prepared by coating it with an applicator onto a Teflon® sheet fixed on a glass plate in a dry room with a dew point of -30°C, drying it in a forced-air oven set to 120°C for 30 minutes, and evaluating it according to the following criteria. If the printability is excellent, a uniform sheet can be prepared, and it can be said that a high-performance all-solid-state battery can be prepared.
○: A sheet with a smooth and dense coating surface was produced.
△: Problems such as smudging, bleed, and blurring were observed.
×: It did not exhibit fluidity and could not be printed. Or, it had poor fluidity and could not be coated with a uniform thickness.

(5)無機粉体シートの取り扱い性
「(4)スラリー組成物の印刷性」で得られた無機粉体シートからテフロン(登録商標)シートを剥がし、ピンセットで無機粉体シートを焼成用のセラミック板に乗せ、シートの状態を目視にて確認し、以下の基準で評価した。取り扱い性に優れる場合、電極を作製しやすくなり、電池を作製しやすいといえる。
〇:試験片に割れヒビが見られなかった。
△:多少の割れが確認できたが、シート形状を保っており、焼成試験を行うことが可能であった。
×:スラリーが流動性を示さず、無機粉体シートを作製できなかった。又は、シートが細かく割れて粉々になってしまった。
(5) Handling properties of inorganic powder sheets The Teflon® sheet was peeled off from the inorganic powder sheet obtained in "(4) Printability of slurry composition," and the inorganic powder sheet was placed on a ceramic plate for firing using tweezers. The condition of the sheet was visually checked and evaluated according to the following criteria. If the handling properties are excellent, it is easier to manufacture electrodes and thus easier to manufacture batteries.
○: No cracks or fractures were observed in the test specimen.
△: Although some cracks were observed, the sheet shape was maintained, and it was possible to conduct the firing test.
×: The slurry did not exhibit fluidity, making it impossible to produce an inorganic powder sheet. Alternatively, the sheet broke into small pieces and became pulverized.

(6)無機粉体シートの焼結性
「(5)無機粉体シートの取り扱い性」において、セラミック板の上に乗せた状態の無機粉体シートを電気炉で焼成した。焼成条件は、600℃で30分間脱脂後、1000℃で5時間保持して焼成を行った。焼成後のシート断面を電子顕微鏡にて観察し、以下の基準で評価した。焼結性が高い場合、均一で不純物の少ないシートを作製でき、より高性能の全固体電池を作製できるといえる。
〇:ボイドや焼成残渣(煤)が無く、緻密な無機粉焼結体が得られた。
△:一部に焼成残渣(煤)が見られた。
×:無機粉体シートが作製できなかった。又は、ボイドや焼成残渣(煤)による空隙が所々に見られた。
(6) Sinterability of Inorganic Powder Sheets In "(5) Handling of Inorganic Powder Sheets", inorganic powder sheets placed on ceramic plates were fired in an electric furnace. The firing conditions were degreasing at 600°C for 30 minutes, followed by firing at 1000°C for 5 hours. The cross-section of the sheet after firing was observed with an electron microscope and evaluated according to the following criteria. If the sinterability is high, it can be said that a uniform sheet with few impurities can be produced, and a higher performance all-solid-state battery can be produced.
○: A dense inorganic powder sintered body was obtained, free from voids and calcination residue (soot).
△: Some firing residue (soot) was observed.
×: Inorganic powder sheets could not be fabricated. Alternatively, voids or cavities due to calcination residue (soot) were observed in some places.

比較例1及び2ではいずれもゲル化や急激な増粘が発生し、良好なシートを作製できなかった。比較例3ではゲル化による流動性の低下は見られなかったが、印刷して乾燥させたシートは細かく割れてシート形状を維持することができなかった。更に、比較例4ではゲル化による流動性の低下は見られなかったものの、印刷時にアプリケーターの筋が消えず、皮膜にハジキが発生し、焼結後にボイドや空隙ができていた。これらのスラリー組成物を用いた場合、シートを緻密に積層することができず、高性能の全固体電池を作製できない。一方、実施例1~6では、アルカリ金属を多量に含む場合でも、スラリー組成物のゲル化を抑制でき、印刷性も良好であった。また、一部で多少の割れが確認できたが、焼結後はボイドや煤がなく、緻密なシートを作製することができた。このようなスラリー組成物を用いた場合、シートを緻密に積層することができ、より高性能の全固体電池を作製できるといえる。 In Comparative Examples 1 and 2, gelation and rapid thickening occurred, making it impossible to produce good sheets. In Comparative Example 3, while no decrease in fluidity due to gelation was observed, the printed and dried sheets cracked finely and could not maintain their sheet shape. Furthermore, in Comparative Example 4, although no decrease in fluidity due to gelation was observed, applicator marks remained during printing, repulsion occurred in the film, and voids and air pockets formed after sintering. Using these slurry compositions, it was not possible to densely laminate sheets, making it impossible to produce high-performance all-solid-state batteries. On the other hand, in Examples 1 to 6, even when containing large amounts of alkali metals, gelation of the slurry compositions was suppressed, and printability was good. Although some cracking was observed in some areas, there were no voids or soot after sintering, and dense sheets were produced. Using such slurry compositions, it is possible to densely laminate sheets and produce higher-performance all-solid-state batteries.

本発明によれば、アルカリ金属を含む無機粉体を含む場合であってもスラリーのゲル化を抑制することができ、また、焼結性にも優れ、低残渣の無機粉体シートを作製して、高性能の全固体電池を製造可能な固体電池製造用スラリー組成物を提供することができる。また、該固体電池製造用スラリー組成物を用いる全固体電池の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, even when the slurry contains inorganic powders including alkali metals, gelation of the slurry can be suppressed, and it also exhibits excellent sinterability, enabling the production of low-residue inorganic powder sheets and providing a slurry composition for manufacturing high-performance all-solid-state batteries. Furthermore, a method for manufacturing an all-solid-state battery using this slurry composition can be provided.

Claims (4)

片面離形処理を施した支持フィルム上に塗工し製造された無機粉体シートを600℃以下の脱脂温度で焼成することによりバインダー樹脂が取り除かれた全固体電池を作製するためのスラリー組成物であって、
有機溶媒、バインダー樹脂及びアルカリ金属を含む無機粉体を含有し、
前記有機溶媒は、芳香族系化合物、脂肪族炭化水素及び脂環式炭化水素からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記バインダー樹脂は、スチレン単独重合体及びプロピレン単独重合体からなる群から選択される少なくとも1種であり、
前記バインダー樹脂のMFR値が10g/10分以下である、固体電池製造用スラリー組成物。
A slurry composition for producing an all-solid-state battery , wherein the binder resin is removed by firing an inorganic powder sheet, which has been coated onto a support film that has been treated with a single-sided release agent, at a degreasing temperature of 600°C or lower .
It contains an organic solvent, a binder resin, and an inorganic powder containing an alkali metal.
The organic solvent is at least one selected from the group consisting of aromatic compounds, aliphatic hydrocarbons, and alicyclic hydrocarbons.
The binder resin is at least one selected from the group consisting of styrene homopolymers and propylene homopolymers.
A slurry composition for manufacturing solid batteries, wherein the MFR value of the binder resin is 10 g/10 min or less.
pHが11以上である、請求項1に記載の固体電池製造用スラリー組成物。 A slurry composition for manufacturing solid-state batteries according to claim 1, wherein the pH is 11 or higher. 無機粉体はリチウムを含む、請求項1又は2に記載の固体電池製造用スラリー組成物。 The slurry composition for manufacturing solid-state batteries according to claim 1 or 2, wherein the inorganic powder contains lithium. 請求項1~3のいずれかに記載の固体電池製造用スラリー組成物を用いて無機粉体シートを得る工程、前記無機粉体シートを600℃以下で焼成する工程を含む、全固体電池の製造方法。 A method for manufacturing an all-solid-state battery, comprising the steps of: obtaining an inorganic powder sheet using a slurry composition for manufacturing solid-state batteries according to any one of claims 1 to 3; and firing the inorganic powder sheet at a temperature of 600°C or lower.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005510589A (en) 2001-11-27 2005-04-21 バセル ポリオレフィン イタリア エス.ピー.エー. Transparent and flexible propylene polymer composition
WO2006057066A1 (en) 2004-11-25 2006-06-01 Prime Polymer Co., Ltd. Polypropylene and application of said polypropylene to electric material
JP2011077531A (en) 2010-11-08 2011-04-14 Prime Polymer Co Ltd Polypropylene and application of the same polypropylene to electrical material
WO2016017714A1 (en) 2014-07-31 2016-02-04 富士フイルム株式会社 All-solid secondary battery, and method for manufacturing inorganic solid electrolyte particles, solid electrolyte composition, electrode sheet for batteries, and all-solid secondary battery
JP2016163022A (en) 2015-03-05 2016-09-05 日本特殊陶業株式会社 Method of manufacturing capacitor
JP2018521173A (en) 2015-06-24 2018-08-02 クアンタムスケイプ コーポレイション Composite electrolyte

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0482166A (en) * 1990-07-25 1992-03-16 Japan Synthetic Rubber Co Ltd Manufacture of solid electrolytic sheet

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005510589A (en) 2001-11-27 2005-04-21 バセル ポリオレフィン イタリア エス.ピー.エー. Transparent and flexible propylene polymer composition
WO2006057066A1 (en) 2004-11-25 2006-06-01 Prime Polymer Co., Ltd. Polypropylene and application of said polypropylene to electric material
JP2011077531A (en) 2010-11-08 2011-04-14 Prime Polymer Co Ltd Polypropylene and application of the same polypropylene to electrical material
WO2016017714A1 (en) 2014-07-31 2016-02-04 富士フイルム株式会社 All-solid secondary battery, and method for manufacturing inorganic solid electrolyte particles, solid electrolyte composition, electrode sheet for batteries, and all-solid secondary battery
JP2016163022A (en) 2015-03-05 2016-09-05 日本特殊陶業株式会社 Method of manufacturing capacitor
JP2018521173A (en) 2015-06-24 2018-08-02 クアンタムスケイプ コーポレイション Composite electrolyte

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