全固态二次电池的制造方法与流程

本发明涉及全固态二次电池的制造方法。

背景技术：

1、近年来，正在进行与有助于能源的高效化的二次电池相关的研究开发，使得能够确保更多的人获得实惠且可靠的、可持续的且先进的能源。即便在二次电池中，在安全性、寿命、输出等的方面具有优异的特性的全固态二次电池也受到关注。作为全固态二次电池的制造方法，已知有对由正极层、固态电解质及负极层构成的层叠体进行冲压的方法(例如，参照日本专利第6251974号)。

技术实现思路

1、然而，在与二次电池相关的技术中，得到全固态电池的均质性是个问题。

2、本发明的方案的目的在于，实现均质性优异的全固态二次电池的制造方法。而且，有助于能源的高效化。

3、本发明的方案提供以下的手段。

4、本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法包括：正极层成形工序，在该正极层成形工序中，将包含正极活性物质的正极层成形；电解质层层叠工序，在该电解质层层叠工序中，在所述正极层的一个面层叠包含固态电解质的电解质层；第一压缩工序，在该第一压缩工序中，通过以第一压力对所述正极层和所述电解质层进行压缩而得到第一压缩体；中间层层叠工序，在该中间层层叠工序中，在所述第一压缩体中的所述电解质层露出的面层叠中间层；第二压缩工序，在该第二压缩工序中，通过以第二压力对所述正极层、所述电解质层及所述中间层进行压缩而得到第二压缩体；负极层层叠工序，在该负极层层叠工序中，在所述第二压缩体中的所述中间层露出的面层叠负极层；以及第三压缩工序，在该第三压缩工序中，通过以第三压力对所述正极层、所述电解质层、所述中间层及所述负极层进行压缩而得到第三压缩体。依次进行所述正极层成形工序、所述电解质层层叠工序、所述第一压缩工序、所述中间层层叠工序、所述第二压缩工序、所述负极层层叠工序及所述第三压缩工序。所述第二压力分别比所述第一压力和所述第三压力高。

5、根据该方法，通过实施第一压缩工序，电解质层成为被平坦化的状态。由于电解质层被平坦化，因此，即便在电解质层层叠中间层而进行了第二压缩工序，也能够抑制电解质层陷入到中间层。

6、通过实施第二压缩工序，正极层和中间层变得致密。由此，能够抑制电解质层陷入到中间层。

7、通过实施第三压缩工序，全固态二次电池的强度提高。例如，在全固态二次电池的使用环境中，即便在全固态二次电池中产生了在电解质层的面方向上压缩和非压缩这样的反复的负荷，也能够抑制电解质层的延展或破裂所引起的破损的发生。

8、此外，电解质层与中间层之间的界面处的平滑性提高，因此，能够实现均质性优异的全固态二次电池。

9、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，在所述正极层成形工序中，以在正极集电体层叠所述正极层的方式将所述正极层成形。

10、根据该方法，第一压缩体具有正极集电体、正极层及电解质层。即便进行了第一压缩工序，也能够在第一压缩体中抑制正极集电体的破损。

11、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，所述正极集电体具有第一面以及与所述第一面相反的第二面，在所述正极层成形工序中，在所述正极集电体的所述第一面和所述第二面分别成形所述正极层。

12、根据该方法，在正极集电体的第一面上形成正极层。同样地，在正极集电体的第二面上形成正极层。即，得到在正极集电体的两面形成了正极层的构造。在这样的构造中，即便在进行了第一压缩工序、第二压缩工序及第三压缩工序之后，在第一面产生的正极层的复原力与在第二面产生的正极层的复原力也相互抵消。因此，在全固态二次电池的整体中，抑制了翘曲的发生。因此，能够提高全固态二次电池的平面度。尤其是在第一压缩工序、第二压缩工序及第三压缩工序中使用辊压法的情况下，能够降低辊的表面与层叠于正极集电体的两面的层叠体的表面之间的摩擦系数差。由此，能够提高全固态二次电池的平面度。

13、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，所述中间层具有固态电解质、碳化物及粘合剂。

14、通常，电解质层由粉体构成。因此，在负极层直接接合电解质层的构造中，负极层与电解质层的接合性低。与此相对，在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，中间层夹设在负极层与电解质层之间，并且，中间层具有固态电解质、碳化物及粘合剂。因此，与在负极层直接接合电解质层的构造相比，在具备中间层的构造中，能够提高负极层与电解质层的接合性。

15、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，所述负极层具有与所述中间层对置的负极对置面，在进行所述负极层层叠工序之前，对所述负极对置面进行粗糙面处理，在进行了所述粗糙面处理之后，进行所述负极层层叠工序。

16、根据该方法，通过对负极层的负极对置面实施粗糙面处理，能够在负极对置面形成微细的凹凸形状。在该情况下，在负极对置面与中间层接触的界面处，中间层容易进入负极对置面的凹凸形状。因此，能够提高负极层与中间层的接合性。

17、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，在所述粗糙面处理中，将所述负极对置面的面粗糙度设为20μm以上。

18、根据该方法，能够充分地确保负极层的负极对置面的表面粗糙度。另外，负极对置面成为容易发生变形的面。因此，在第三压缩工序中负极层发生了变形的情况下，在负极层与中间层之间产生的应力被吸收，能够提高缓冲性。因此，能够抑制不期望的变形，能够对负极层与中间层之间赋予均匀的压力。能够提高负极层与中间层的接合性。

19、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，在所述第一压缩工序、所述第二压缩工序及所述第三压缩工序中，分别使用对压缩对象物进行压缩的压缩构件，在所述第一压缩工序、所述第二压缩工序及所述第三压缩工序中的至少一个工序中，在使保护片夹设于所述压缩对象物与所述压缩构件之间的状态下，所述压缩构件对所述压缩对象物进行压缩。

20、根据该方法，使用保护片，进行第一压缩工序、第二压缩工序及第三压缩工序中的至少一个工序。因此，即便对构成全固态二次电池的层施加了压力，也能够抑制层的破损。这里，构成全固态二次电池的层例如是正极集电体和负极层等。尤其是在构成全固态二次电池的层是较薄的箔状的材料的情况下，得到抑制层的破损的效果。

21、本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法也可以具有：负极集电体层叠工序，在进行了所述第三压缩工序之后，在所述第三压缩体中的所述负极层露出的面层叠负极集电体；以及第四压缩工序，在该第四压缩工序中，通过对所述正极层、所述电解质层、所述中间层、所述负极层及所述负极集电体进行压缩而得到全固态二次电池。

22、根据该方法，能够得到在负极层层叠了负极集电体的构造。

23、在本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法中，也可以是，在所述第四压缩工序中，使用对压缩对象物进行压缩的压缩构件，在所述第四压缩工序中，在使保护片夹设于所述压缩对象物与所述压缩构件之间的状态下，所述压缩构件对所述压缩对象物进行压缩。

24、根据该方法，使用保护片进行第四压缩工序。因此，即便对构成全固态二次电池的负极集电体施加了压力，也能够抑制负极集电体的破损。尤其是在负极集电体是较薄的箔状的材料的情况下，得到抑制负极集电体的破损的效果。

25、根据本发明的一个方案的全固态二次电池的制造方法，能够提供均质性优异的全固态二次电池的制造方法。