[发明专利]全固体电池及其制造方法

说明书

本申请提供一种全固体电池，其包括：固体电解质层；第一电极层，其在固体电解质层的第一主表面上形成；第一集电体层，其在第一电极层的与第一主表面相反的表面上形成；第二电极层，其在固体电解质层的第二主表面上形成；和第二集电体层，其在第二电极层的与第二主表面相反的表面上形成，其中第一集电体层和第二集电体层中的至少一者包括Pd和板状石墨碳，其中第一集电体层和第二集电体层的至少一者中Pd和板状石墨碳的体积比为20:80至80:20。

发明领域

本发明某方面涉及全固体电池和全固体电池的制造方法。

背景技术

近来，二次电池在许多领域中得以应用。具有电解液的二次电池具有例如电解液泄漏的问题。因此，正在开发具有固体电解质和其他固体元件的全固体电池。在具有磷酸盐固体电解质层并通过烧制形成的全固体电池中，优选地，使用几乎不与各个材料反应的材料，作为用于集电体层的金属。例如，公开了使用Pd(钯)作为集电体层的技术(例如，参见日本专利申请公开第2017-84643号，在下文中称作文件1)。公开了使用Pd和Ag(银)作为集电体层的技术(例如，参见日本专利申请公开第2008-198492号，在下文中称作文件2)。公开了纤维碳在集电体层中以预定的方向取向的技术(例如，参见国际公开第2014/042083号，在下文中称作文件3)。

发明内容

本发明的目的在于提供能够实现优良的性能、同时抑制成本的全固体电池以及全固体电池制造方法。

根据本发明一方面，提供一种全固体电池，其包括：固体电解质层，其包括磷酸盐类固体电解质；第一电极层，其在固体电解质层的第一主表面上形成；第一集电体层，其在第一电极层的与第一主表面相反的表面上形成；第二电极层，其在固体电解质层的第二主表面上形成；和第二集电体层，其在第二电极层的与第二主表面相反的表面上形成，其中第一集电体层和第二集电体层中的至少一者包括Pd和板状石墨碳，其中第一集电体层和第二集电体层的至少一者中Pd和板状石墨碳的体积比为20:80至80:20。

根据本发明另一方面，提供一种全固体电池制造方法，其包括：制备层叠结构体，其中将包括陶瓷颗粒的电极层用第一糊料、包括磷酸盐类颗粒的生片、包括陶瓷颗粒的电极层用第二糊料和集电体用第二糊料以该顺序层叠在集电体用第一糊料上；和烧制该层叠结构体，其中集电体用第一糊料和集电体用第二糊料中的至少一者包括Pd和板状石墨碳，其中集电体用第一糊料和集电体用第二糊料中的至少一者中Pd和板状石墨碳的体积比为20:80至80:20。

附图说明

图1示出根据实施方式的全固体电池的示意性截面图；

图2示出全固体电池制造方法的流程图。

图3A-3E示出用于说明层叠多个电池单元的情形的制造方法的示意性截面图；

图4A示出第一结构；且

图4B示出第二结构。

具体实施方式

在文件1的技术中，能够将Pd与磷酸盐类固体电解质一起烧制。但是，成本可能会增加，因为Pd较昂贵。在文件2的技术中，能够降低Pd的量，因为使用了Ag。但是，在烧制过程中，Ag可能会扩散到磷酸盐类电解质中。

在文件3的技术中，纤维碳在浆料或糊料中的分散性存在问题。因此，可能不一定能实现优良的取向(alignment)，因为纤维碳倾向于像线的缠结那样凝集。在该情况下，正电极和负电极之间可能会发生短路。文件3述及，当使用细颗粒碳(乙炔黑)时，由于电流密度不均匀，性能可能会劣化。

现将参考附图给出对实施方式的说明。