[发明专利]全固体电池的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子二次电池等的全固体电池的制造方法。

背景技术

由正极、负极、电解质（固体电解质）和隔离件等所构成的锂离子二次电池，因其分量轻、容量大并且可高速充放电，现在广泛普及应用于笔记本电脑和便携电话等的移动式设备以及汽车等领域中，但为了进一步的大容量化和高速充放电，有各种各样的研究正在开展之中。

为了该大容量化和高速充放电，在使正极和负极分别所含有的正极活性物质和负极活性物质与电解质之间的反应达到限制速率时，由于电解质的锂离子传导率低，所以尽量使正极与负极的间隔减小并且尽量使正极和负极的电极面积增大、特别是使正极活性物质和负极活性物质与电解质之间的接触面积增大是重要的。

着眼于上述观点，例如，在专利文献1（日本特开2011-70788号公报）中，公开了一种全固体电池的制造方法，该方法旨在提供实现低成本、高安全性、高能量密度-高输出的全固体电池结构，该全固体电池具有三维结构的电极，并且该电极包含具有凹凸结构的活性物质层。

即，在上述专利文献1中公开了一种全固体电池的制造方法，其特征在于，包括：第一活性物质层形成工序，该工序在基材表面上涂布含有第一活性物质的涂布液以形成具有规定凹凸图案的第一活性物质层；固体电解质层形成工序，该工序在前述第一活性物质层形成工序后，在前述基材表面上层叠有前述第一活性物质层而构成的层叠体的表面上涂布含有高分子电解质的涂布液，形成固体电解质层，该固体电解质层具有与该层叠体表面的前述凹凸图案大致迎合的凹凸；以及第二活性物质层形成工序，该工序在固体电解质层形成工序后，在前述固体电解质层的表面上涂布含有第二活性物质的涂布液，形成第二活性物质层，该第二活性物质层的与前述固体电解质层相接的面相反一侧的面大致平坦（参照专利文献1的权利要求1等）。

以往在制作使用了固体（高分子）电解质的锂离子二次电池时，首先，在集电体上涂布负极活性物质材料或正极活性物质材料，并在真空中在90℃附近的条件下保持约5小时以使其充分干燥。然后，在其上形成含有聚合性电解质单体和锂盐的电解质的前驱体膜，并通过在100℃附近条件下加热来使其干燥以及进行聚合反应，从而形成凝胶状的电解质膜。接着，将成为对电极的活性物质进行涂布-干燥后形成集电体，制作锂离子二次电池。

在上述这种以往的锂离子二次电池的制作方法中，聚合性电解质单体的聚合是在大致平坦的活性物质层的表面上施行的，因此，即使在伴随着加热的聚合反应时呈现流动性的情况下，冷却后也能够获得平坦而大致均匀的固体电解质层，没有特别的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-70788号公报

发明内容

但是，在上述专利文献1所公开的技术中，尽管可以形成高长宽比（アスペクト）的固体电解质层，但是，必须在具有凹凸图案的第一活性物质层的表面上形成固体电解质层，此时，即使形成与第一活性物质层的凹凸图案相迎合的前驱体膜，也会因电解质具有热塑性而可能导致在伴随着加热的聚合反应时呈现流动性，在凹部流入大量电解质的状态下形成固体电解质层，形成低长宽比的固体电解质层。其结果是，导致所获得的固体电解质层与第二活性物质层之间的接触面积减少而且所述大容量化和高速充放电的电池性能受损的问题发生。

因此，本发明的目的在于提供一种技术，该技术能够以简易的工序更加可靠地形成高长宽比的固体电解质层并获得用于实现大容量化和高速充放电优良的锂离子二次电池等的全固体电池的电池用电极。

为了解决上述课题，本发明人等提供了一种全固体电池的制造方法，其特征在于，包括：

线状活性物质部形成工序，该工序使以线状方式喷出活性物质材料的第一喷嘴相对于集电体进行相对移动，以在前述集电体上形成多条线状活性物质部；

第一电解质层涂布工序，该工序使以线状方式喷出第一电解质材料的第二喷嘴相对于前述集电体进行相对移动，以分别在前述多条线状活性物质部上形成线状电解质部，从而形成线状活性物质-电解质部；

光固化工序，该工序对前述线状电解质部照射光以使其发生固化；以及

第二电解质层涂布工序，该工序在整个前述线状活性物质-电解质部上以及在前述集电体上的前述线状活性物质-电解质部之间涂布第二电解质材料以形成第二电解质层。