(57)【要約】【課題】リチウム電池に好適に用いられ、高い出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体を提供する。また、高い出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体の製造方法を提供する。また、このような電極複合体を有し高出力なリチウム電池を提供する。【解決手段】多孔質の活物質成形体と、活物質成形体の細孔内を含む活物質成形体の表面を覆う固体電解質層と、固体電解質層から露出する活物質成形体に接する集電体と、を有する電極複合体の製造方法であって、活物質を用いて形成された多孔体を、８５０℃以上活物質の融点未満の温度条件で熱処理し、活物質成形体を得る工程と、活物質成形体を含む構造体において、活物質成形体の細孔の内部を含む活物質成形体の表面に、無機固体電解質の形成材料を含む液状体を塗布し熱処理して、固体電解質層を形成する工程と、を有する電極複合体の製造方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質の活物質成形体と、前記活物質成形体の細孔内を含む前記活物質成形体の表面を覆う固体電解質層と、前記固体電解質層から露出する前記活物質成形体に接する集電体と、を有する電極複合体の製造方法であって、
活物質を用いて形成された多孔体を、８５０℃以上活物質の融点未満の温度条件で熱処理し、前記活物質成形体を得る工程と、
前記活物質成形体を含む構造体において、前記活物質成形体の細孔の内部を含む前記活物質成形体の表面に、無機固体電解質の形成材料を含む液状体を塗布し熱処理して、前記固体電解質層を形成する工程と、を有する電極複合体の製造方法。
【請求項２】
前記多孔体が、粒子状の前記活物質を圧縮して成形される成形体である請求項１に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項３】
前記活物質の平均粒径が、３００ｎｍ以上５μｍである請求項２に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項４】
前記固体電解質層を形成する工程は、前記無機固体電解質の形成材料を前記多孔体の表面に被着させる第１の熱処理と、
前記第１の熱処理の処理温度以上７００℃以下の温度条件で加熱する第２の熱処理と、を含む請求項１から３のいずれか１項に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項５】
前記構造体が前記活物質成形体であり、
前記固体電解質層を形成する工程の後に、前記活物質成形体に前記集電体を接合する工程を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項６】
前記集電体を接合する工程に先立って、前記活物質成形体の表面に前記固体電解質層を形成してなる複合体を複数に分割する工程を有し、
前記集電体を接合する工程において、分割された前記複合体の分割面に露出する前記活物質成形体に前記集電体を接合する請求項５に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項７】
分割された前記複合体が、複数の前記分割面を有し、
前記集電体を接合する工程において、複数の前記分割面のうち一部に前記集電体を接合し、複数の前記分割面の残部に、無機固体電解質の層を形成する請求項６に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項８】
前記構造体が、前記活物質成形体と前記活物質成形体に接合された前記集電体とを有し、
前記固体電解質層を形成する工程が、前記集電体を前記活物質成形体に接合した後に、前記活物質成形体に前記液状体を塗布して熱処理する工程を有する請求項１から４のいずれか１項に記載の電極複合体の製造方法。
【請求項９】
多孔質の活物質成形体と、
前記活物質成形体の細孔内を含む前記活物質成形体の表面を覆う固体電解質層と、
前記固体電解質層から露出する前記活物質成形体に接する集電体と、を有し、
前記活物質成形体が有する複数の細孔が、前記活物質成形体の内部で互いに網目状に連通しており、
前記集電体と前記活物質成形体との接触面積よりも、前記活物質成形体と前記固体電解質層との接触面積のほうが大きい電極複合体。
【請求項１０】
前記活物質成形体および前記固体電解質層を４００℃で３０分加熱した時の質量減少率が、５質量％以下である請求項９に記載の電極複合体。
【請求項１１】
前記活物質成形体の抵抗率が、７００Ω／ｃｍ以下である請求項９または１０に記載の電極複合体。
【請求項１２】
前記固体電解質層のイオン伝導率が、１×１０−５Ｓ／ｃｍ以上である請求項９から１１のいずれか１項に記載の電極複合体。
【請求項１３】
前記固体電解質層が、前記活物質成形体と接する第１電解質層と、前記第１電解質層を覆って設けられた第２電解質層と、を有する請求項９から１２のいずれか１項に記載の電極複合体。
【請求項１４】
請求項９から１３のいずれか１項に記載の電極複合体を、正極および負極の少なくとも一方に備えるリチウム電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極複合体の製造方法、電極複合体およびリチウム電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯型情報機器をはじめとする多くの電子機器の電源として、リチウム電池(一次電池および二次電池を含む)が利用されている。リチウム電池は、正極と負極と、これらの層の間に設置され、リチウムイオンの伝導を媒介する電解質層とを備える。
【０００３】
近年、高エネルギー密度と安全性とを両立したリチウム電池として、電解質層の形成材料に、固体電解質を使用する全固体型リチウム電池が提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２１５１３０号公報
【特許文献２】特開２００１−６８１４９号公報
【特許文献３】特開２０００−３１１７１０号公報
【特許文献４】特開２００８−２２６６６６号公報
【特許文献５】特開２００６−２６０８８７号公報
【特許文献６】特開２０１１−２０４５１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウム電池は、高出力であるものが求められているが、従来の全固体リチウム電池は、充分な性能とはなっておらず、さらなる改良が求められていた。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、リチウム電池に好適に用いられ、高い出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体を提供することを目的とする。また、高い出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体の製造方法を提供することを合わせて目的とする。また、このような電極複合体を有し高出力なリチウム電池を提供することを合わせて目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するため、本発明の一態様は、多孔質の活物質成形体と、前記活物質成形体の細孔内を含む前記活物質成形体の表面を覆う固体電解質層と、前記固体電解質層から露出する前記活物質成形体に接する集電体と、を有する電極複合体の製造方法であって、活物質を用いて形成された多孔体を、８５０℃以上活物質の融点未満の温度条件で熱処理し、前記活物質成形体を得る工程と、前記活物質成形体を含む構造体において、前記活物質成形体の細孔の内部を含む前記活物質成形体の表面に、無機固体電解質の形成材料を含む液状体を塗布し熱処理して、前記固体電解質層を形成する工程と、を有する電極複合体の製造方法を提供する。
【０００８】
この方法によれば、形成される活物質成形体が良好な導電性を呈するとともに、活物質成形体の細孔の内部に充填された固体電解質層を容易に形成することができる。
【０００９】
また、この方法によれば、固体電解質層が活物質成形体の細孔内に形成されていない場合と比べ、活物質成形体と固体電解質層との接触面積が大きくなり、活物質成形体と固体電解質層との界面インピーダンスを低減させることができる。したがって、電極構造体は、活物質成形体と固体電解質層との界面において良好な電荷移動が可能となる。
【００１０】
また、この方法により得られる電極複合体では、集電体と活物質成形体との接触面積（第１の接触面積）よりも、活物質成形体と固体電解質層との接触面積（第２の接触面積）のほうが大きくしやすい。そのため、集電体と活物質成形体と固体電解質層とを接続する電子の移動経路を想定したときに、活物質成形体と固体電解質層との界面における電荷移動のボトルネックを解消しやすく、良好な電荷移動が可能な電極複合体とすることができる。
【００１１】
以上のことから、本発明の一態様に係る電極複合体の製造方法によれば、良好に電荷移動が可能であり、リチウム電池を高出力とすることができる電極複合体を容易に製造することができる。
【００１２】
本発明の一態様においては、前記多孔体が、粒子状の前記活物質を圧縮して成形される成形体である製造方法としてもよい。
この方法によれば、活物質成形体を容易に多孔質にすることができる。
【００１３】
本発明の一態様においては、前記活物質の平均粒径が、３００ｎｍ以上５μｍである製造方法としてもよい。
この方法によれば、適切な空隙率を有する活物質成形体が得られるため、活物質成形体の細孔内の表面積を広げ、且つ活物質成形体と固体電解質層との接触面積を広げやすくなる。そのため、電極複合体を用いたリチウム電池を高容量にしやすくなる。
【００１４】
本発明の一態様においては、前記固体電解質層を形成する工程は、前記無機固体電解質の形成材料を前記多孔体の表面に被着させる第１の熱処理と、前記第１の熱処理の処理温度以上７００℃以下の温度条件で加熱する第２の熱処理と、を含む製造方法としてもよい。
この方法によれば、固体電解質層を所望の位置に容易に形成することができる。
【００１５】
本発明の一態様においては、前記構造体が前記活物質成形体であり、前記固体電解質層を形成する工程の後に、前記活物質成形体に前記集電体を接合する工程を有する製造方法としてもよい。
また、本発明の一態様においては、前記構造体が、前記活物質成形体と前記活物質成形体に接合された前記集電体とを有し、前記固体電解質層を形成する工程が、前記集電体を前記活物質成形体に接合した後に、前記活物質成形体に前記液状体を塗布して熱処理する工程を有する製造方法としてもよい。
これらの方法によれば、製造工程の自由度が増す。
【００１６】
本発明の一態様においては、前記集電体を接合する工程に先立って、前記活物質成形体の表面に前記固体電解質層を形成してなる複合体を複数に分割する工程を有し、前記集電体を接合する工程において、分割された前記複合体の分割面に露出する前記活物質成形体に前記集電体を接合する製造方法としてもよい。
この方法によれば、電極複合体の大量生産が容易となる。
【００１７】
本発明の一態様においては、分割された前記複合体が、複数の前記分割面を有し、前記集電体を接合する工程において、複数の前記分割面のうち一部に前記集電体を接合し、複数の前記分割面の残部に、無機固体電解質の層を形成する製造方法としてもよい。
この方法によれば、短絡が確実に防止された電極複合体を容易に製造することができる。
【００１８】
また、本発明の一態様は、多孔質の活物質成形体と、前記活物質成形体の細孔内を含む前記活物質成形体の表面を覆う固体電解質層と、前記固体電解質層から露出する前記活物質成形体に接する集電体と、を有し、前記活物質成形体が有する複数の細孔が、前記活物質成形体の内部で互いに網目状に連通しており、前記集電体と前記活物質成形体との接触面積よりも、前記活物質成形体と前記固体電解質層との接触面積のほうが大きい電極複合体を提供する。
【００１９】
この構成によれば、活物質として結晶に電気化学的異方性があるものを用いたとしても、細孔が網目状に連通し、活物質成形体が網目構造を有していることから、結晶の電子伝導性またはイオン伝導性の異方性によらず、電気化学的に滑性な連続表面を形成することができる。そのため、用いる活物質の種類によらず、良好な電子伝導を担保した活物質成形体となる。
【００２０】
また、固体電解質層が活物質成形体の細孔内に形成されていない場合と比べ、活物質成形体と固体電解質層との接触面積が大きくなり、活物質成形体と固体電解質層との界面インピーダンスを低減させることができる。したがって、活物質成形体と固体電解質層との界面において良好な電荷移動が可能となる。
【００２１】
また、集電体と活物質成形体との接触面積（第１の接触面積）よりも、活物質成形体と固体電解質層との接触面積（第２の接触面積）のほうが大きいことから活物質成形体と固体電解質層との界面における電荷移動のボトルネックを解消しやすく、電極複合体全体として良好な電荷移動が可能となる。
【００２２】
以上のことから、本発明の一態様によれば、高出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体を提供することができる。
【００２３】
本発明の一態様においては、前記活物質成形体および前記固体電解質層を４００℃で３０分加熱した時の質量減少率が、５質量％以下である構成としてもよい。
この構成によれば、活物質成形体および固体電解質層の９５質量％以上を無機物で構成する電極複合体とすることができ、安定性が高いものとすることができる。
【００２４】
本発明の一態様においては、前記活物質成形体の抵抗率が、７００Ω／ｃｍ以下である構成としてもよい。
この構成によれば、電極複合体を用いてリチウム電池を形成した際に、充分な出力が得られる。
【００２５】
本発明の一態様においては、前記固体電解質層のイオン伝導率が、１×１０−５Ｓ／ｃｍ以上である構成としてもよい。
この構成によれば、活物質成形体の表面から離れた位置の固体電解質層に含まれるイオンも、活物質成形体における電池反応に寄与することが可能となる。そのため、活物質成形体における活物質利用率を向上し、容量を大きくすることができる。
【００２６】
本発明の一態様においては、前記固体電解質層が、前記活物質成形体と接する第１電解質層と、前記第１電解質層を覆って設けられた第２電解質層と、を有する構成としてもよい。
例えば、電極複合体を有するリチウム電池を形成する際に、固体電解質層を構成する無機固体電解質によっては、固体電解質層と接する対極と反応し、固体電解質層の機能を失うおそれがある。しかしこの構成によれば、対極の形成材料に対して安定な無機固体電解質を第２電解質層の形成材料として選択し、第２電解質層を第１電解質層の保護層として機能させることができるため、第１電解質層についての材料選択の自由度が大きくなる。
【００２７】
また、本発明の一態様は、上記の電極複合体を、正極および負極の少なくとも一方に備えるリチウム電池を提供する。
この構成によれば、上述の電極複合体を用いているため、高出力化が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本実施形態の電極複合体を示す要部側断面図である。
【図２】本実施形態の電極複合体の製造方法を示す工程図である。
【図３】本実施形態の電極複合体の製造方法を示す工程図である。
【図４】本実施形態の電極複合体の製造方法を示す工程図である。
【図５】本実施形態の電極複合体の変形例を示す要部側断面図である。
【図６】本実施形態の電極複合体の変形例を示す要部側断面図である。
【図７】本実施形態の電極複合体の製造方法の変形例を示す工程図である。
【図８】本実施形態のリチウム電池を示す要部側断面図である。
【図９】本実施形態のリチウム電池を示す要部側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
［電極複合体］
まず、本実施形態の電極複合体について説明する。図１は、本実施形態の電極複合体を示す要部側断面図である。なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成要素の寸法や比率などは適宜異ならせてある。
【００３０】
本実施形態の電極複合体１０は、集電体１と、活物質成形体２と、固体電解質層３と、を備えている。活物質成形体２と固体電解質層３とを合わせた構成を、複合体４と称する。電極複合体１０は、後述するようにリチウム電池に用いられる。
【００３１】
集電体１は、複合体４の一面４ａにおいて固体電解質層３から露出する活物質成形体２に接して設けられている。集電体１の形成材料としては、銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、アルミニウム（Ａｌ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）およびパラジウム（Ｐｄ）からなる群から選ばれる１種の金属（金属単体）や、この群から選ばれる２種以上の金属元素を含む合金等が挙げられる。
【００３２】
集電体１の形状は、板状、箔状、網状等を採用することができる。集電体１の表面は、平滑であってもよく、凹凸が形成されていてもよい。
【００３３】
活物質成形体２は、無機物の電極活物質（活物質）を形成材料とした多孔質の成形体である。活物質成形体２が有する複数の細孔は、活物質成形体２の内部で互いに網目状に連通している。
【００３４】
活物質成形体２は、リチウム電池において集電体１を正極側に使用する場合と、負極側に使用する場合とで、形成材料が異なる。
集電体１を正極側に使用する場合には、活物質成形体２の形成材料として、正極活物質として通常知られている物質を用いることができる。このような物質としては、例えば、リチウム複酸化物が挙げられる。
【００３５】
本明細書において「リチウム複酸化物」とは、リチウムを必ず含み、且つ全体として２種以上の金属イオンを含む酸化物であって、オキソ酸イオンの存在が認められないものを指す。
【００３６】
このようなリチウム複酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ２Ｍｎ２Ｏ３、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｌｉ２ＦｅＰ２Ｏ７、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅＢＯ３、Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３、Ｌｉ２ＣｕＯ２、ＬｉＦｅＦ３、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４等が挙げられる。また、本明細書においては、これらのリチウム複酸化物の結晶内の一部原子が他の遷移金属、典型金属、アルカリ金属、アルカリ希土類、ランタノイド、カルコゲナイド、ハロゲン等で置換された固溶体もリチウム複酸化物に含むものとし、これら固溶体も正極活物質として用いることができる。
【００３７】
集電体１を負極側に使用する場合には、活物質成形体２の形成材料として、負極活物質として通常知られている物質を用いることができる。
【００３８】
負極活物質としては、シリコン−マンガン合金（Ｓｉ−Ｍｎ）、シリコン−コバルト合金（Ｓｉ−Ｃｏ）、シリコン−ニッケル合金（Ｓｉ−Ｎｉ）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、五酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化インジウム（Ｉｎ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、錫（Ｓｎ）が添加された酸化インジウム（ＩＴＯ）、アルミニウム（Ａｌ）が添加された酸化亜鉛（ＡＺＯ）、ガリウム（Ｇａ）が添加された酸化亜鉛（ＧＺＯ）、アンチモン（Ｓｂ）が添加された酸化スズ（ＡＴＯ）、フッ素（Ｆ）が添加された酸化スズ（ＦＴＯ）、炭素材料、炭素材料の層間にリチウムイオンが挿入された物質、ＴｉＯ２のアナターゼ相、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２，Ｌｉ２Ｔｉ３Ｏ７等のリチウム複酸化物、Ｌｉ金属等が挙げられる。
【００３９】
活物質成形体２は、空隙率が１０％以上５０％以下であることが好ましい。活物質成形体２がこのような空隙率を有することにより、活物質成形体２の細孔内の表面積を広げ、且つ活物質成形体２と固体電解質層３との接触面積を広げやすくなり、電極複合体１０を用いたリチウム電池を高容量にしやすくなる。
【００４０】
空隙率は、（１）活物質成形体２の外形寸法から得られる、細孔を含めた活物質成形体２の体積（見かけ体積）と、（２）活物質成形体２の質量と、（３）活物質成形体２を構成する活物質の密度と、から下記の式（Ｉ）に基づいて測定することができる。
【数１】
2014154237.tif 000002
【００４１】
活物質成形体２の抵抗率は、７００Ω／ｃｍ以下であることが好ましい。活物質成形体２がこのような抵抗率を有することにより、電極複合体１０を用いてリチウム電池を形成した際に、充分な出力が得られる。
抵抗率は、活物質成形体の表面に電極として用いる銅箔を付着し、直流分極測定を行うことにより測定することができる。
【００４２】
固体電解質層３は、固体電解質を形成材料とし、活物質成形体２の細孔内を含む活物質成形体２の表面に接して設けられている。
【００４３】
固体電解質としては、ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−Ｌｉ２Ｏ、ＳｉＯ２−Ｐ２Ｏ５−ＬｉＣｌ、Ｌｉ２Ｏ−ＬｉＣｌ−Ｂ２Ｏ３、Ｌｉ３．４Ｖ０．６Ｓｉ０．４Ｏ４、Ｌｉ１４ＺｎＧｅ４Ｏ１６、Ｌｉ３．６Ｖ０．４Ｇｅ０．６Ｏ４、Ｌｉ１．３Ｔｉ１．７Ａｌ０．３（ＰＯ４）３、Ｌｉ２．８８ＰＯ３．７３Ｎ０．１４、ＬｉＮｂＯ３、Ｌｉ０．３５Ｌａ０．５５ＴｉＯ３、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−ＬｉＩ、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｐ２Ｓ５、ＬｉＰＯＮ、Ｌｉ３Ｎ、ＬｉＩ、ＬｉＩ−ＣａＩ２、ＬｉＩ−ＣａＯ、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＡｌＦ４、ＬｉＩ−Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＦ−Ａｌ２Ｏ３、ＬｉＢｒ−Ａｌ２Ｏ３、Ｌｉ２Ｏ−ＴｉＯ２、Ｌａ２Ｏ３−Ｌｉ２Ｏ−ＴｉＯ２、Ｌｉ３Ｎ、Ｌｉ３ＮＩ２、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＩ−ＬｉＯＨ、Ｌｉ３Ｎ−ＬｉＣｌ、Ｌｉ６ＮＢｒ３、ＬｉＳＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ４ＳｉＯ４、Ｌｉ４ＧｅＯ４−Ｌｉ３ＶＯ４、Ｌｉ４ＳｉＯ４−Ｌｉ３ＶＯ４、Ｌｉ４ＧｅＯ４−Ｚｎ２ＧｅＯ２、Ｌｉ４ＳｉＯ４−ＬｉＭｏＯ４、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ４ＳｉＯ４、ＬｉＳｉＯ４−Ｌｉ４ＺｒＯ４等の酸化物、硫化物、ハロゲン化物、窒化物が挙げられる。これらの固体電解質は、結晶質であってもよく、非晶質であってもよい。また、本明細書においては、これらの組成物の一部原子が他の遷移金属、典型金属、アルカリ金属、アルカリ希土類、ランタノイド、カルコゲナイド、ハロゲン等で置換された固溶体も、固体電解質として用いることができる。
【００４４】
固体電解質層３のイオン伝導率は、１×１０−５Ｓ／ｃｍ以上であることが好ましい。固体電解質層３がこのようなイオン伝導率を有することにより、活物質成形体２の表面から離れた位置の固体電解質層３に含まれるイオンも、活物質成形体２の表面に達し、活物質成形体２における電池反応に寄与することが可能となる。そのため、活物質成形体２における活物質の利用率を向上し、容量を大きくすることができる。このとき、イオン伝導率が１×１０−５Ｓ／ｃｍ未満であると、電極複合体をリチウム電池に用いたとき、活物質成形体２において対極と相対する面の表層近辺の活物質しか電池反応に寄与せず、容量が低下するおそれがある。
【００４５】
なお、「固体電解質層３のイオン伝導率」とは、固体電解質層３を構成する上述の無機電解質自身の伝導率である「バルク伝導率」と、無機電解質が結晶質である場合における結晶の粒子間の伝導率である「流界イオン伝導率」と、の総和である「総イオン伝導率」のことを指す。
固体電解質層３のイオン伝導率は、固体電解質粉末を６２４ＭＰａで錠剤型にプレス成型したものを大気雰囲気下７００℃で８時間焼結し、スパッタリングにより直径０．５ｃｍ、厚み１００ｎｍのプラチナ電極をプレス成型体両面に形成して交流インピーダンス法を実施することにより測定することができる。測定装置には、インピーダンスアナライザ（ソーラトロン社製、型番ＳＩ１２６０）を用いる。
【００４６】
電極複合体１０においては、集電体１の表面から法線方向に遠ざかる方向を上方向としたとき、固体電解質層３の上側の表面３ａが、活物質成形体２の上端位置２ａよりも上に位置している。すなわち、固体電解質層３は、活物質成形体２の上端位置２ａよりも上方まで形成されている。これにより、表面３ａに電極を設け電極複合体１０を有するリチウム電池を作製した際に、表面３ａに設けた電極と集電体１とが、活物質成形体２で接続されることがなく、短絡を防ぐことができる。
【００４７】
本実施形態の電極複合体１０は、活物質成形体２を成形する際に、活物質同士をつなぎ合わせるバインダーや、活物質成形体２の導電性を担保するための導電助剤などの有機物を用いることなく成形されており、ほぼ無機物のみで構成されている。具体的には、本実施形態の電極複合体１０においては、複合体４（活物質成形体２および固体電解質層３）を４００℃で３０分加熱した時の質量減少率が、５質量％以下となっている。質量減少率は、３質量％以下が好ましく、１質量％以下がさらに好ましく、質量減少が観測されない、または誤差範囲であることが特に好ましい。すなわち、複合体４を４００℃で３０分加熱した時の質量減少率は０質量％以上であるとよい。
【００４８】
複合体４がこのような質量減少率を有するため、複合体４には、所定の加熱条件で蒸発する溶媒や吸着水等の物質や、所定の加熱条件で燃焼または酸化されて気化する有機物が、構成全体に対して５質量％以下しか含まれないこととなる。
【００４９】
複合体４の質量減少率は、示差熱−熱重量同時測定装置（ＴＧ−ＤＴＡ）を用い、複合体４を所定の加熱条件で加熱することで、所定の加熱条件による加熱後の複合体４の質量を測定し、加熱前の質量と加熱後の質量との比から算出することができる。
【００５０】
本実施形態の電極複合体１０においては、活物質成形体２において、複数の細孔が内部で網目状に連通しており、活物質成形体２の固体部分も網目構造を形成している。例えば、正極活物質であるＬｉＣｏＯ２は、結晶の電子伝導性に異方性があることが知られているが、ＬｉＣｏＯ２を形成材料として活物質成形体を形成しようとすると、細孔を機械加工で形成するような、特定の方向に細孔が延在して設けられているような構成では、結晶の電子伝導性を示す方向によっては、内部で電子伝導しにくいことが考えられる。しかし、活物質成形体２のように細孔が網目状に連通し、活物質成形体２の固体部分が網目構造を有していると、結晶の電子伝導性またはイオン伝導性の異方性によらず、電気化学的に滑性な連続表面を形成することができる。そのため、用いる活物質の種類によらず、良好な電子伝導を担保することができる。
【００５１】
また、本実施形態の電極複合体１０においては、複合体４が上述のような構成であるため、複合体４に含まれるバインダーや導電助剤の添加量が抑制されており、バインダーや導電助剤を用いる場合と比べて、電極複合体１０の単位体積あたりの容量密度が向上する。
【００５２】
また、本実施形態の電極複合体１０においては、多孔質の活物質成形体２の細孔内の表面にも固体電解質層３が接している。そのため、活物質成形体２が多孔質体ではない場合や、細孔内において固体電解質層３が形成されていない場合と比べ、活物質成形体２と固体電解質層３との接触面積が大きくなり、界面インピーダンスを低減させることができる。したがって、活物質成形体２と固体電解質層３との界面において良好な電荷移動が可能となる。
【００５３】
また、本実施形態の電極複合体１０においては、集電体１は、複合体４の一面に露出する活物質成形体２と接触しているのに対し、固体電解質層３は、多孔質の活物質成形体２の細孔内にまで侵入し、細孔内を含み集電体１と接する面以外の活物質成形体２の表面と接している。このような構造の電極複合体１０では、集電体１と活物質成形体２との接触面積（第１の接触面積）よりも、活物質成形体２と固体電解質層３との接触面積（第２の接触面積）のほうが大きいことは明らかである。
【００５４】
仮に、電極複合体が第１の接触面積と第２の接触面積とが同じ構成であると、集電体１と活物質成形体２との界面のほうが、活物質成形体２と固体電解質層３との界面よりも電荷移動が容易であるため、活物質成形体２と固体電解質層３との界面が電荷移動のボトルネックとなる。そのため、電極複合体全体としては良好な電荷移動を阻害してしまう。
【００５５】
しかし、本実施形態の電極複合体１０では、第１の接触面積よりも、第２の接触面積のほうが大きいことにより、上述のボトルネックを解消しやすく、電極複合体全体として良好な電荷移動が可能となる。
【００５６】
これらのことから、本実施形態の電極複合体１０は、電極複合体１０を用いたリチウム電池の容量を向上させ、且つ高出力とすることができる。
【００５７】
［電極複合体の製造方法］
次に、図２〜４を用い、本実施形態の電極複合体１０の製造方法について説明する。図２〜４は、本実施形態の電極複合体１０の製造方法を示す工程図である。
【００５８】
まず、図２に示すように、成形型Ｆを用いて粒子状の活物質（以下、活物質粒子２Ｘと称する）を圧縮して成形し（図２（ａ））、熱処理することで活物質成形体２を得る(図２（ｂ））。
【００５９】
熱処理することで、活物質粒子２Ｘ内の粒界の成長や、活物質粒子２Ｘ間の焼結が進行するため、得られる活物質成形体２が形状を保持しやすくなり、活物質成形体２のバインダーの添加量を低減することができる。また、焼結により活物質粒子２Ｘ間に結合が形成され、活物質粒子２Ｘ間の電子の移動経路が形成されるため、導電助剤の添加量も抑制できる。
【００６０】
また、得られる活物質成形体２は、活物質成形体２が有する複数の細孔が、活物質成形体２の内部で互いに網目状に連通したものとなる。
【００６１】
本工程において、活物質粒子２Ｘとしては、上述した正極活物質または負極活物質の粉末を用いることができる。活物質粒子２Ｘの平均粒径は、３００ｎｍ以上５μｍ以下が好ましい。このような平均粒径の活物質を用いると、得られる活物質成形体２の空隙率が１０％〜４０％となる。これにより、活物質成形体２の細孔内の表面積を広げ、且つ活物質成形体２と固体電解質層３との接触面積を広げやすくなり、電極複合体１０を用いたリチウム電池を高容量にしやすくなる。
活物質粒子２Ｘの平均粒径は、活物質粒子２Ｘをｎ−オクタノールに０．１質量％〜１０質量％の範囲の濃度となるように分散させた後、光散乱式粒度分布測定装置（日機装社製、ナノトラックＵＰＡ−ＥＸ２５０）を用いて、メジアン径を求めることにより測定することができる。
【００６２】
活物質粒子２Ｘの平均粒径が３００ｎｍ未満であると、形成される活物質成形体の細孔の半径が数十ｎｍの微小なものになり易く、後述する工程において細孔の内部に無機固体電解質の前駆体を含む液状体を浸入させることが困難となる。その結果、細孔の内部の表面に接する固体電解質層３を形成しにくくなる。
【００６３】
活物質粒子２Ｘの平均粒径が５μｍを超えると、形成される活物質成形体の単位質量当たりの表面積である比表面積が小さくなり、活物質成形体２と固体電解質層３との接触面積が小さくなる。そのため、得られる電極複合体１０を用いてリチウム電池を形成した際に、充分な出力が得られない。また、活物質内から固体電解質層３までのイオン拡散距離が長くなるため、活物質粒子２Ｘにおいて中心付近の活物質は電池の機能に寄与しにくくなる。
【００６４】
活物質粒子２Ｘの平均粒径は、４５０ｎｍ以上３μｍ以下がより好ましく、５００ｎｍ以上１μｍ以下がさらに好ましい。
【００６５】
圧粉成形時には、活物質粒子２Ｘにポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）やポリビニルアルコール（ＰＶＡ）などの有機高分子化合物を形成材料とするバインダーを添加してもよい。これらのバインダーは、本工程の熱処理において、燃焼または酸化され、量が低減する。
【００６６】
本工程の熱処理は、８５０℃以上であって、用いる活物質の融点未満の処理温度で行う。これにより、活物質粒子２Ｘ同士を焼結させて一体化された成形体とする。このような温度範囲で熱処理を行うことにより、導電助剤を添加しなくても、得られる活物質成形体２の抵抗率を７００Ω／ｃｍ以下とすることができる。これにより、電極複合体１０を用いてリチウム電池を形成した際に、充分な出力が得られる。
【００６７】
このとき、処理温度が８５０℃未満であると、充分に焼結が進行しないばかりか、活物質の結晶内の電子伝導性自体が低下するため、得られる電極複合体１０を用いてリチウム電池を形成した際に、所望の出力が得られなくなる。
【００６８】
また、処理温度が活物質の融点を上回ると、活物質の結晶内からリチウムイオンが過剰に揮発するため、電子伝導性が低下し、得られる電極複合体１０の容量も低下してしまう。
【００６９】
従って適切な出力と容量を得るためには上記処理温度が８５０℃以上活物質の融点未満であることが好ましく、８７５℃以上１０００℃以下であることがより好ましく、９００℃以上９２０℃以下であることが最も好ましい。
【００７０】
また本工程の熱処理は、５分以上３６時間以下行うことが好ましく、４時間以上１４時間以下行うことがより好ましい。
【００７１】
次いで、図３に示すように、活物質成形体の細孔の内部を含む活物質成形体２の表面に、無機固体電解質の前駆体を含む液状体３Ｘを塗布し（図３（ａ））、焼成することで前駆体を無機固体電解質として、固体電解質層３を形成する(図３（ｂ））。
【００７２】
液状体３Ｘは、前駆体の他に前駆体を可溶な溶媒を含んでもよい。液状体３Ｘが溶媒を含む場合には、液状体３Ｘの塗布後、焼成の前に、適宜溶媒を除去するとよい。溶媒の除去は、加熱、減圧、送風など通常知られた方法の１種、または２種以上を組み合わせた方法を採用することができる。
【００７３】
流動性を有する液状体３Ｘを塗布して固体電解質層３を形成することから、微細な活物質成形体２の細孔の内部表面にも良好に固体電解質を形成することが可能となる。そのため、活物質成形体２と固体電解質層３との接触面積を拡大しやすく、活物質成形体２と固体電解質層３との界面の電流密度が低減され、大きな出力を得易くなる。
【００７４】
液状体３Ｘの塗布は、活物質成形体２の細孔の内部にまで液状体３Ｘが浸透する方法であれば、種々の方法により行うことができる。例えば、活物質成形体２を載置しておいたところに液状体３Ｘを滴下することで行ってもよく、液状体３Ｘを貯留しているところに活物質成形体２を浸漬させることで行ってもよく、液状体３Ｘを貯留しているところに活物質成形体２の端部を接触させ、毛管現象を利用して細孔内に含浸させることで行ってもよい。図３（ａ）では、ディスペンサーＤを用いて液状体３Ｘを滴下する方法を示している。
【００７５】
前駆体としては、以下の（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）が挙げられる。（Ｂ）はいわゆるゾルゲル法を用いて無機固体電解質を形成する場合の前駆体である。
（Ａ）無機固体電解質が有する金属原子を無機固体電解質の組成式に従った割合で含み、酸化により無機固体電解質となる塩を有する組成物
（Ｂ）無機固体電解質が有する金属原子を無機固体電解質の組成式に従った割合で含む金属アルコキシドを有する組成物
（Ｃ）無機固体電解質微粒子、または無機固体電解質が有する金属原子を無機固体電解質の組成式に従った割合で含む微粒子ゾルを溶媒、または（Ａ）もしくは（Ｂ）に分散させた分散液
【００７６】
前駆体の焼成は、大気雰囲気下、上述した活物質成形体２を得るための熱処理よりも低い温度で行う。焼成温度は、３００℃以上７００℃以下の温度範囲で行うとよい。焼成により前駆体から無機固体電解質が生成され、固体電解質層３が形成される。
【００７７】
このような温度範囲で焼成することにより、活物質成形体２と固体電解質層３との界面において、それぞれを構成する元素の相互拡散による固相反応が生じ、電気化学的に不活性な副生物が生成することを抑制することができる。また、無機固体電解質の結晶性が向上し、固体電解質層３のイオン電導性を向上させることができる。加えて、活物質成形体２と固体電解質層３との界面において、焼結する部分が生じ、界面における電荷移動が容易となる。
これにより、電極複合体１０を用いたリチウム電池の容量や出力が向上する。
【００７８】
焼成は、１度の熱処理で行うこととしてもよく、前駆体を前記多孔体の表面に被着させる第１の熱処理と、第１の熱処理の処理温度以上７００℃以下の温度条件で加熱する第２の熱処理と、に分けて行うこととしてもよい。このような段階的な熱処理で焼成を行うことにより、固体電解質層３を所望の位置に容易に形成することができる。
【００７９】
次いで、図４に示すように、活物質成形体２と固体電解質層３とを有する複合体４の一面において露出する活物質成形体２に集電体１を接合することにより、電極複合体１０を製造する。本実施形態では、複合体４の一面４ａを研磨した後に（図４（ａ））、複合体４の一面４ａに集電体１を形成する（図４（ｂ））。
【００８０】
集電体１の接合に先立って、複合体４の一面４ａを研磨することにより、複合体４の一面４ａにおいて活物質成形体２を確実に露出させ、集電体１と活物質成形体２とを確実に接合させることができる。
【００８１】
なお、複合体４を形成した際に複合体４の載置面と接する面に活物質成形体２が露出することがある。この場合は、複合体４の研磨を行わなくても、集電体１と活物質成形体２とを接合することが可能である。
【００８２】
集電体１の接合は、別体として形成した集電体を複合体４の一面４ａに接合することによって行ってもよく、複合体４の一面４ａに上述した集電体１の形成材料を成膜し、複合体４の一面４ａにおいて集電体１を形成することとしてもよい。成膜方法は、通常知られた物理気相成長法（ＰＶＤ）や化学気相成長法（ＣＶＤ）を採用することができる。
本実施形態の製造方法においては、このようにして目的の電極複合体１０を製造する。
【００８３】
以上のような構成の電極複合体によれば、リチウム電池に好適に用いられ、高い出力のリチウム電池とすることが可能となる。
【００８４】
以上のような構成の電極複合体の製造方法によれば、高い出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体を容易に製造することができる。
【００８５】
なお、本実施形態においては、活物質成形体２を圧粉成形により形成することとしたが、これに限らない。例えば、活物質成形体を通常知られたゾル−ゲル法にて調製する際に、原料中に、細孔の鋳型として粒子状の高分子や炭素粉末を造孔材として混入することで、加熱時に造孔材を分解除去しつつ、活物質を生成させ、多孔質の活物質成形体を得ることとしても構わない。
【００８６】
また、本実施形態においては、活物質成形体２に固体電解質層３を形成し複合体４としたのちに、集電体１を活物質成形体２と接合することとしたが、これに限らない。例えば、箔状に形成した集電体１を活物質成形体２に接合させた後に、活物質成形体２に固体電解質層３を形成することとしてもよい。このような工程順でも電極複合体を作製可能であることから、工程の自由度が高くなる。また、活物質成形体２と集電体１とを確実に接合することができる。
【００８７】
（変形例１）
また、本実施形態においては、固体電解質層３を単一の層により形成することとしたが、複数の層により固体電解質層を形成することとしても構わない。
【００８８】
図５，６は、電極複合体の変形例を示す要部側断面図であり、図１に対応する図である。
【００８９】
図５に示す電極複合体１１は、集電体１と、活物質成形体２と、固体電解質を形成材料とし、活物質成形体２の細孔内を含む活物質成形体２の表面に接して設けられた第１電解質層５１と、第１電解質層５１の表面に接して薄く設けられた第２電解質層５２とを有している。第１電解質層５１と第２電解質層５２とは、全体として固体電解質層５を形成している。固体電解質層５では、第２電解質層５２の体積よりも第１電解質層５１の体積を大きくした構成となっている。
【００９０】
複数層が積層した固体電解質層５は、上述の固体電解質層３の形成方法を各層ごとに実施することにより製造可能である。または、第１電解質層５１を形成するための液状体を塗布した後、第１の熱処理を行って前駆体を被着させ、次いで、第２電解質層５２を形成するための液状体を塗布した後、第１の熱処理を行って前駆体を被着させ、次いで、被着させた複数層の前駆体に対して、第２の熱処理を行うこととしてもよい。
【００９１】
第１電解質層５１および第２電解質層５２の形成材料は、上述の固体電解質層３の形成材料と同じものを採用することができる。第１電解質層５１と第２電解質層５２との形成材料は、同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。第２電解質層５２を設けることで、固体電解質層５の表面５ａに電極を設け電極複合体１１を有するリチウム電池を作製した際に、表面３ａに設けた電極と集電体１とが、活物質成形体２で接続される短絡を防ぐことができる。
【００９２】
また、電極複合体１１を有するリチウム電池を作製する際、形成する電極の材料としてアルカリ金属を選択すると、固体電解質層を構成する無機固体電解質によっては、アルカリ金属の還元作用により、固体電解質層を構成する無機固体電解質が還元され、固体電解質層の機能を失うおそれがある。このような場合に、アルカリ金属に対して安定な無機固体電解質を第２電解質層５２の形成材料として選択すると、第２電解質層５２が第１電解質層５１の保護層として機能し、第１電解質層５１についての材料選択の自由度が大きくなる。
【００９３】
なお、電極複合体１１のように、第２電解質層を第１電解質層の保護層として用いる場合、第１電解質層と固体電解質層の表面に設けられる電極との間に第２電解質層が介在する構成であれば、第１電解質層と第２電解質層との体積比は適宜変更することができる。
【００９４】
例えば、図６に示す電極複合体１２のように、活物質成形体２の細孔内を含む活物質成形体２の表面に接して第１電解質層６１が薄く形成され、第１電解質層６１の表面に接して設けられた第２電解質層６２が厚く形成されている固体電解質層６とし、第１電解質層６１の体積よりも第２電解質層６２の体積を大きくした構成としてもよい。
【００９５】
（変形例２）
また、本実施形態においては、活物質成形体２と固体電解質層３とを合わせた複合体４を形成した後に、形成した複合体４に集電体１を形成することとしたが、これに限らない。
【００９６】
図７は、電極複合体の製造方法の変形例の一部を示す工程図である。
図７に示す電極複合体の製造方法においては、まず、図７（ａ）に示すように、活物質成形体２と固体電解質層３とを合わせた構造体のバルク体４Ｘを形成し、バルク体４Ｘを目的とする電極複合体の大きさに合わせて複数に分割する。図７（ａ）では、分割位置を破線で示し、複数の分割面が互いに対向するように、バルク体４Ｘの長手方向の複数の位置において、バルク体４Ｘの長手方向に交差する方向に切断して分割することとして示している。
【００９７】
次いで、図７（ｂ）に示すように、バルク体４Ｘを切断して得られる複合体４Ｙにおいて、一方の分割面４αには集電体１を形成する。また、他方の分割面４βには、分割面４βに露出する活物質成形体２を覆う無機固体電解質の層（固体電解質層７）を形成する。集電体１および固体電解質層７は、上述した方法により形成することができる。
【００９８】
以上のような構成の電極複合体の製造方法によれば、予めバルク体４Ｘを形成することで、高い出力のリチウム電池とすることが可能な電極複合体の大量生産が容易となる。
【００９９】
[リチウム電池]
次に、本実施形態のリチウム電池について説明する。
図８、９は、本実施形態のリチウム電池を示す要部側断面図であり、図１に対応する視野における図である。
【０１００】
図８に示すリチウム電池１００は、上述の電極複合体１０と、電極複合体１０における固体電解質層３の表面３ａに設けられた電極２０と、を有している。活物質成形体２の形成材料が正極活物質である場合には、集電体１が正極側の集電体となり、電極２０が負極となる。また、活物質成形体２の形成材料が負極活物質である場合には、集電体１が負極側の集電体となり、電極２０が正極となる。
【０１０１】
例えば、活物質成形体２の形成材料が正極活物質である場合、集電体１の形成材料としてアルミニウムを選択し、負極として機能する電極２０の形成材料としてリチウムを選択することができる。
【０１０２】
以上のようなリチウム電池１００によれば、上述の電極複合体１０を用いているため、高出力化、大容量化が可能になる。
【０１０３】
図９に示すリチウム電池２００は、上述の電極複合体１０を正極側と負極側とに有している。すなわち、リチウム電池２００は、正極側として電極複合体１０Ａ、負極側として電極複合体１０Ｂをそれぞれ用意し、電極複合体１０Ａと電極複合体１０Ｂとの固体電解質層同士を当接させ一体化することにより形成されている。
【０１０４】
電極複合体１０Ａは、活物質成形体２Ａの形成材料として正極活物質が用いられ、電極複合体１０Ｂは、活物質成形体２Ｂの形成材料として負極活物質が用いられている。
【０１０５】
電極複合体１０Ａの固体電解質層３Ａと、電極複合体１０Ｂの固体電解質層３Ｂとは、同じ形成材料であってもよく、異なる形成材料であってもよい。
【０１０６】
以上のようなリチウム電池２００も、上述の電極複合体１０を用いているため、高出力化、大容量化が可能になる。
【０１０７】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１０８】
［実施例］
以下に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【０１０９】
［実施例１］
（１．活物質成形体の形成）
ＬｉＣｏＯ２（シグマアルドリッチ社製）の粒子について、湿式遠心分級機（Krettek社製、ＬＣ−１０００型）を用いてｎ−ブタノール中で分級操作を行い、平均粒径１μｍの粉末を得た。得られたＬｉＣｏＯ２粉末に、バインダーとしてポリアクリル酸を３．５質量％混合して混練し、６２４ＭＰａの圧力で直径１ｃｍ、厚み０．３ｍｍの円盤状に成型した。得られたプレス成型体を、大気雰囲気下９００℃で８時間加熱し焼結させ、徐冷することで正極活物質であるＬｉＣｏＯ２を形成材料とする活物質成形体を得た。
【０１１０】
得られた活物質成形体は、空隙率が３７％の多孔質であり、直流印加時の抵抗率は６５０Ωｃｍであった。
【０１１１】
（２．固体電解質層の形成）
チタン粉末を過酸化水素水に溶解しクエン酸を添加することで得られたペルオキソチタン酸クエン酸錯体水溶液に対し、硝酸リチウム、硝酸ランタン、およびクエン酸を溶解し、固体電解質の前駆体を含む第１液状体を調製した。この第１液状体を、上述の活物質成形体に滴下し、液状体が内部に充分に浸透するまで静置した後に、大気雰囲気下５００℃で１０分間加熱して、Ｌｉ０．３５Ｌａ０．５５ＴｉＯ３を形成材料とする第１電解質層を形成した。
【０１１２】
次いで、酢酸ジルコニウム、酢酸リチウム、酢酸ランタンおよびクエン酸を純水に溶解し、固体電解質の前駆体を含む第２液状体を調製した。この第２液状体を、上述の第１電解質層を形成した活物質成形体に滴下し、ホットプレート上で７０℃に加熱して乾燥させた後、大気雰囲気下５００℃で１０分間加熱して、Ｌｉ７Ｌａ３Ｚｒ２Ｏ１２を形成材料とする第２電解質層を形成した。
【０１１３】
次いで、第１電解質層および第２電解質層を形成した活物質成形体を、大気雰囲気下６８０℃で１４時間加熱して焼成し、固体電解質層を形成して、固体電解質層を形成した活物質成形体である複合体１を形成した。
【０１１４】
（３．電池セルの形成）
複合体１において、円盤の一面を研磨材（ラッピングフィルムシート、＃１５０００、砥粒径０．３μｍ、３Ｍ社製）を用いて研磨し、研磨面に、Ａｒ雰囲気下で厚み１００ｎｍのＰｔ膜をスパッタ成膜して、正極側の集電体を形成した。
【０１１５】
次いで、複合体１においてＰｔ膜を成膜した面の反対側の面に、厚み４０μｍのリチウム金属箔を直径０．５ｃｍの円形に打ち抜いたものと、直径０．８ｃｍの円形に打ち抜いた厚み１００μｍの銅箔とを、複合体１側から順に積層し、２５５ｋＰａの圧力で圧着して、負極を形成した。これにより、本実施例における積層セルを形成した。
【０１１６】
得られた積層セルを二次電池セルとしてマルチチャネル充放電評価装置（北斗電工社製、ＨＪ１００１ＳＤ８）に接続し、電流密度０．１ｍＡ/ｃｍ、充電上限電圧４．２Ｖの定電流―定電圧、放電下限電圧３．０Ｖの定電流駆動にて充放電評価に供したところ、正常な充放電の挙動を示した。
【０１１７】
［比較例１］
チタン粉末を過酸化水素水に溶解しクエン酸を添加することで得られたペルオキソチタン酸クエン酸錯体水溶液に対し、硝酸リチウム、硝酸ランタン、およびクエン酸を溶解し、固体電解質の前駆体を含む液状体を調製した。この液状体を７００℃で焼成することによりＬｉ０．３５Ｌａ０．５５ＴｉＯ３を合成した。
【０１１８】
得られたＬｉ０．３５Ｌａ０．５５ＴｉＯ３をメノウ鉢で粉砕してメジアン粒径５００ｎｍ程度の粉末状とした。なお、メジアン粒径は、Ｌｉ０．３５Ｌａ０．５５ＴｉＯ３を粉砕して得られる粉末をｎ−ブタノールに分散させた後、動的光散乱式粒度分布測定装置（日機装社製、Ｎａｎｏｔｒａｃ  Ｗａｖｅ−ＥＸ２５０）を用いて測定を実施した。
この粉末を、実施例の方法で調製した正極活物質である平均粒径１μｍのＬｉＣｏＯ２粉末に対し１０質量％添加して混合し、６２４ＭＰａの圧力で円盤状に成型した。
【０１１９】
得られた円盤を７００℃で１４時間焼結することで、固体電解質の粉末と正極活物質の粉末とが焼結してなる複合体２を形成した。複合体２について直流印加時の抵抗率を測定するとともに、複合体１の代わりに複合体２を用いたこと以外は、実施例１と同様に積層セルを形成し、積層セルをマルチチャネル充放電評価装置（北斗電工社製、ＨＪ１００１ＳＤ８）に接続して電流密度０．５ｍＡ/ｃｍ、充電上限電圧４．２Ｖの定電流―定電圧、放電下限電圧３．０Ｖの定電流駆動にて充放電評価を行った。
【０１２０】
評価の結果、複合体２は、直流の電気抵抗率が数百ＭΩｃｍときわめて高いものであった。また、得られた積層セルは、上記充放電試験の駆動条件において正常な二次電池セルとしての駆動はできなかった。
【０１２１】
これらの結果から、本発明の有用性が確かめられた。
【符号の説明】
【０１２２】
１…集電体、２，２Ａ，２Ｂ…活物質成形体、３…固体電解質、３，３Ａ，３Ｂ，５，６，７…固体電解質層、３ａ，５ａ…表面、３Ｘ…液状体、４，４Ｙ…複合体、４Ｘ…バルク体、４α、４β…分割面、１０，１０Ａ，１０Ｂ，１１，１２…電極複合体、２０…電極、５１，６１…第１電解質層、５２，６２…第２電解質層、１００，２００…リチウム電池
【図１】
2014154237.tif 000003
【図２】
2014154237.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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