(57)【要約】【課題】製造過程において集電体が損傷することを抑制できる集電体の製造方法を提供する。【解決手段】電子伝導性を有する基材１をメッキ液５に浸漬して該基材の一方の面側に電子伝導性を有するメッキ層２を形成する集電体１０の製造方法であって、基材をメッキ液に浸漬した際に、基材のうちメッキ層を形成しない部分４にメッキ液が侵入することを防止するように、基材をメッキ液に浸漬した際にメッキ液の液面５ａより高くなるメッキ液侵入防止壁３を基材に形成するメッキ液侵入防止壁形成工程と、メッキ液侵入防止壁を形成した後、基材をメッキ液に浸漬してメッキ層を形成するメッキ工程と、を有する集電体の製造方法とする。【選択図】図１
2013161534.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子伝導性を有する基材をメッキ液に浸漬して該基材の一方の面側に電子伝導性を有するメッキ層を形成する集電体の製造方法であって、
前記基材を前記メッキ液に浸漬した際に、前記基材のうち前記メッキ層を形成しない部分に前記メッキ液が侵入することを防止するように、前記メッキ液の液面より高くなるメッキ液侵入防止壁を前記基材に形成する、メッキ液侵入防止壁形成工程と、
前記メッキ液侵入防止壁を形成した後、前記基材を前記メッキ液に浸漬して前記メッキ層を形成する、メッキ工程と、
を有する、集電体の製造方法。
【請求項２】
前記基材の端部を折り曲げることによって前記メッキ液侵入防止壁を形成する、請求項１に記載の集電体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はバイポーラ電池に用いられる集電体の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、他の二次電池よりもエネルギー密度が高く、高電圧での動作が可能という特徴を有している。そのため、リチウムイオン二次電池は小型軽量化を図りやすい二次電池として携帯電話等の情報機器に使用されている。また、近年は電気自動車やハイブリッド自動車用等の大型機器の動力用としても、リチウムイオン二次電池の需要が高まっている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池には、正極層及び負極層と、これらの間に配置される電解質層とが備えられている。当該電解質層に用いられる電解質としては、例えば非水系の液体状や固体状の物質が知られている。液体状の電解質（以下において、「電解液」という。）は、正極層や負極層の内部へと浸透しやすい。そのため、電解液が用いられる場合には、正極層や負極層に含有されている活物質と電解質との界面が形成され易いので、電池の性能を向上させやすい。ところが、広く用いられている電解液は可燃性であるため、安全性を確保するためのシステムを搭載する必要がある。一方、難燃性である固体状の電解質（以下において、「固体電解質」という。）を用いると、上記システムを簡素化できる。それゆえ、不燃性である固体電解質を含有する層（以下において、「固体電解質層」という。）が備えられる形態のリチウムイオン二次電池（以下において、「全固体リチウム電池」という。）が提案されている。
【０００４】
全固体リチウム電池は小型化を図り易いという特長を有している。その特長を最大限に生かすには、バイポーラ電池にすることが好ましい。バイポーラ電池とは、集電体、該集電体の一方の面側に備えられた正極層、及び該集電体の他方の面側に備えられた負極層を備えたバイポーラ電極を、電解質層を介して複数積層した電池である。バイポーラ電池に用いられる集電体は、一方の面が正極層に接し、他方の面が負極層に接する。そのため、バイポーラ電池用集電体の一方の面側は正極層に適応し、他方の面側は負極層に適応する導電材料で構成される必要がある。例えば、全固体リチウム電池のバイポーラ電池用集電体としては、正極層側は耐食性に優れることが要求され、負極層側はリチウムとの合金化が起きないことが要求される。
【０００５】
上述したようなバイポーラ電池用集電体に関する技術として、例えば特許文献１には、非イオン伝導性で、かつ、電子伝導性を有する層が少なくとも負極層側に被覆された金属箔をバイポーラ電池用集電体に用いることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−１８１５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上記特許文献１には、電子伝導性を有する層が少なくとも負極層側にメッキ処理により被覆された金属箔をバイポーラ電池用集電体として用いることが記載されている。従来技術においてこのように基材の一方の面側にのみメッキする場合、メッキする面とは反対側の面全面に樹脂をコーティングして乾燥させることによってマスキングを行うなどの処理が必要であった。この場合、メッキ処理後には乾燥させた樹脂を剥がす必要がある。このような従来の方法では、乾燥させた樹脂を剥がす際に基材を損傷させる虞があるという問題があった。一方、バイポーラ電池の電極単位体積当たりの電池性能を向上させるためには、集電体をできる限り薄くすることが好ましい。しかしながら、上記のような従来の方法によって薄い基材にメッキ層を形成しようとすると、基材を損傷させないように乾燥させた樹脂を剥がすことがより困難になるという問題があった。
【０００８】
そこで本発明は、製造過程において集電体が損傷することを抑制できる集電体の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明は以下の構成をとる。すなわち、
本発明は、電子伝導性を有する基材をメッキ液に浸漬して該基材の一方の面側に電子伝導性を有するメッキ層を形成する集電体の製造方法であって、基材をメッキ液に浸漬した際に、基材のうちメッキ層を形成しない部分にメッキ液が侵入することを防止するように、メッキ液の液面より高くなるメッキ液侵入防止壁を基材に形成するメッキ液侵入防止壁形成工程と、メッキ液侵入防止壁を形成した後、基材をメッキ液に浸漬してメッキ層を形成するメッキ工程と、を有する集電体の製造方法である。
【００１０】
上記メッキ液侵入防止壁を基材に形成した後に該基材をメッキ液に浸漬することによって、マスキングを行わなくともメッキ層を形成したくない部分にメッキ層が形成されることを防止できる。したがって、マスキングを剥がす際に集電体が損傷するという事態を防止できる。
【００１１】
上記本発明の集電体の製造方法において、基材の端部を折り曲げることによってメッキ液侵入防止壁を形成することが好ましい。
【００１２】
基材の端部を折り曲げてメッキ液侵入防止壁を形成することにより、メッキ液侵入防止壁を形成するために別に部材を用意する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の集電体の製造方法によれば、製造過程において集電体が損傷することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の集電体の製造方法によって製造される集電体を概略的に示す斜視図である。
【図２】図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本発明の集電体の製造方法を説明する図である。
【図３】図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、本発明の集電体の製造方法に供される基材の幅方向端部、及び、本発明の集電体の製造方法に用いることができるロールの軸方向端部について断面を概略的に示す図である。
【図４】本発明の集電体の製造方法によって製造された集電体を用いたバイポーラ電池を概略的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ本発明について説明する。各図面は、図示と理解のしやすさの便宜上、適宜縮尺等は変更して簡略化している。また、繰り返しとなる構成については符号を一部省略し、同様の構成のものには同符号を付して詳細な説明を省略することがある。なお、以下に示す形態は本発明の例示であり、本発明は以下に示す形態に限定されない。
【００１６】
図１は、本発明の集電体の製造方法によって製造される集電体の一例を概略的に示す斜視図である。本発明の集電体の製造方法によって製造される集電体は、バイポーラ電池に用いられる集電体であって、図１に示した集電体１０ように、電子伝導性を有する基材１の一方の面に電子伝導性を有するメッキ層２が形成されている。集電体１０は一方の面が正極層に接し、他方の面が負極層に接するようにして、バイポーラ電池に供される。したがって、基材１及びメッキ層２は、それぞれ正極集電体（正極層に接する集電体。以下同じ。）又は負極集電体（負極層に接する集電体。以下同じ。）として利用可能な材料によって構成されている。すなわち、基材１のメッキ層２が形成されていない側の面を正極層に接するようにして集電体１０を用いる場合は、基材１を正極集電体として利用可能な材料によって構成し、メッキ層２を負極集電体として利用可能な材料によって構成すればよい。また、基材１のメッキ層２が形成されていない側の面を負極層に接するようにして集電体１０を用いる場合は、基材１を負極集電体として利用可能な材料によって構成し、メッキ層２を正極集電体として利用可能な材料によって構成すればよい。以下、集電体１０の製造方法を例にして、本発明の集電体の製造方法について説明する。
【００１７】
＜集電体の製造方法＞
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、本発明の集電体の製造方法を説明する図である。図２（Ａ）は側面図である。図２（Ａ）において、紙面下が、重力方向である。図２（Ｂ）は平面図である。図２（Ｂ）において、紙面奥が、重力方向である。
【００１８】
本発明は、電子伝導性を有する基材をメッキ液に浸漬して該基材の一方の面側に電子伝導性を有するメッキ層を形成する集電体の製造方法である。以下に説明するように、本発明の集電体の製造方法は、メッキ液侵入防止壁３を基材１に形成するメッキ液侵入防止壁形成工程（以下、「工程Ｓ１」という場合がある。）と、メッキ層２を形成するメッキ工程（以下、「工程Ｓ２」という場合がある。）とを有している。
【００１９】
（工程Ｓ１）
工程Ｓ１は、メッキ液侵入防止壁３を基材１に形成する工程である。工程Ｓ１は、例えば図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に例示したように、帯状の基材１を用意し、該基材１の幅方向両端部にメッキ液侵入防止壁３を形成する工程とすることができる。このように基材１を帯状とする場合は、メッキ液侵入防止壁３は基材１の幅方向両端部に形成することが好ましい。後述するようにメッキ液侵入防止壁３が形成された部分は切除して集電体１０とするため、メッキ液侵入防止壁３を基材１の幅方向両端部に形成することによって、基材１のうち集電体１０として利用できる部分を大きくすることができる。
【００２０】
基材１としては、上述したように正極集電体又は負極集電体として用いることができる材料によって構成されたものであれば特に限定されない。ただし、基材１のメッキ層２が形成されない面を正極層に接するようにする場合、基材１としては、正極層を構成する材料と反応しない、電気抵抗が低い、安価で入手可能、薄板化しやすい等の条件を満たすものが好ましい。このような条件を満たすものとして、例えは、アルミニウム箔を挙げることができる。
【００２１】
また、基材１の厚さは特に限定されないが、集電体１０をバイポーラ電池に用いた際に該バイポーラ電池の電極単位体積当たりの電池性能を向上させるという観点からは、できる限り薄いことが好ましい。基材１の厚さは例えば、５μｍ以上３０μｍ以下とすることが好ましく、５μｍ以上１５μｍ以下とすることがより好ましい。基材１が厚くなれば、集電体１０をバイポーラ電池に用いた際に該バイポーラ電池の電極単位体積当たりの電池性能が低下しやすくなる。一方、基材１が薄過ぎれば、集電体１０の強度を確保することが難しくなる。
【００２２】
メッキ液侵入防止壁３は、基材１をメッキ液５に浸漬した際に、メッキ液５が基材１のうちメッキ層２を形成しない部分４に侵入することを防止するように形成する。すなわち、メッキ液侵入防止壁３は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に例示したように、基材１をメッキ液５に浸漬した際にメッキ液５の液面５ａより高くなるように、基材１のうちメッキ層２を形成しない面側に形成する。
【００２３】
メッキ液侵入防止壁３の形態の具体例について、図３（Ａ）〜図３（Ｃ）を参照しつつ説明する。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）は、本発明の集電体１０の製造方法に供される基材１の幅方向端部、及び、本発明の集電体１０の製造方法に用いることができるロール６の軸方向について断面を概略的に示す図である。図３（Ａ）〜図３（Ｃ）において、紙面左右方向が基材１の幅方向（図２（Ａ）の紙面奥／手前方向、及び図２（Ｂ）の上下方向に相当する方向）である。
【００２４】
メッキ液侵入防止壁３は、例えば、図３（Ａ）に例示したメッキ液侵入防止壁３ａのように、基材１とは別の部材を基材１の幅方向端に取り付けることによって形成することができる。このようにメッキ液侵入防止壁３を基材１の幅方向端に形成することによって、基材１のうち集電体１０として利用できる部分を大きくすることができる。メッキ液侵入防止壁３ａを構成する部材の材料は特に限定されず、例えば粘土等を用いることができる。また、メッキ液侵入防止壁３ａを基材１に取り付ける方法は特に限定されず、例えば、公知の接着剤又は粘着剤を用いてメッキ液侵入防止壁３ａを基材１に固定したり、接着性又は粘着性を有する材料でメッキ液侵入防止壁３ａを作製して基材１に固定したり、メッキ液侵入防止壁３ａと基材１との間の摩擦力を利用してメッキ液侵入防止壁３ａを基材１に固定したりすることができる。ただし、本発明はこれらの形態に限定されず、メッキ層の形成を防止したい面（箇所）にラミネートフィルム（各種公知の保護フィルム）を貼りつけてもよい。
【００２５】
また、メッキ液侵入防止壁３は、図３（Ｂ）に例示したメッキ液侵入防止壁３ｂように、基材１の幅方向やや内側に形成してもよい。メッキ液侵入防止壁３ｂは、取り付け位置以外は上記メッキ液侵入防止壁３ａと同様とすることができる。メッキ液侵入防止壁３ｂのように基材１の幅方向やや内側に形成することによって、後に詳述する工程Ｓ２においてロール６、７で基材１を押さえる際に、ロール６、７で基材１の幅方向端を押さえることができるため、ロール６、７で基材１を均一な力で押さえ易くなる。
【００２６】
さらに、メッキ液侵入防止壁３は、図３（Ｃ）に例示したメッキ液侵入防止壁３ｃように、基材１の一部を折り曲げることによって形成することもできる。このように基材の一部を折り曲げてメッキ液侵入防止壁を形成すれば、基材とは別の部材を用意することなくメッキ液侵入防止壁を形成することができる。また、集電体１０を少量生産する場合は、上述したメッキ液侵入防止壁３ａやメッキ液侵入防止壁３ｂのように基材１とは別の部材によってメッキ液侵入防止壁３を形成した方が生産効率が良いと考えられるが、集電体１０をある程度量産する場合は、メッキ液侵入防止壁３ｃのように基材の一部を折り曲げてメッキ液侵入防止壁３を形成することが好ましい。メッキ液侵入防止壁３ｃのように基材の一部を折り曲げてメッキ液侵入防止壁３を形成する場合、折り曲げる箇所は特に限定されないが、基材のうち集電体として利用できる部分を大きくするという観点からは、基材の端部を折り曲げることが好ましい。
【００２７】
（工程Ｓ２）
次に、工程Ｓ２について説明する。工程Ｓ２は、工程Ｓ１においてメッキ液侵入防止壁３を形成した後、基材１をメッキ液５に浸漬してメッキ層２を形成する工程である。基材１をメッキ液５に浸漬する方法は特に限定されない。工程Ｓ２は、例えば、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に例示したように、工程Ｓ１において帯状の基材１の幅方向両端部にメッキ液侵入防止壁３を形成した後、帯状の基材１をロール６、７で押さえつつ図２（Ａ）及び図２（Ｂ）の左又は右側に送ることによって、帯状の基材１を順次メッキ液５に浸漬させる工程とすることができる。メッキ液侵入防止壁３がメッキ液侵入防止壁３ａやメッキ液侵入防止壁３ｃのように基材１の幅方向端に設けられている場合は、図３（Ａ）や図３（Ｃ）に示したようにロール６ａの幅方向端部に切りこみ１６ａを形成しておくことによって、ロール６ａから基材１がずれ難くなる。また、メッキ液侵入防止壁３がメッキ液侵入防止壁３ｂのように基材１の幅方向やや内側に形成されている場合は、図３（Ｂ）に示したようにロール６ｂの軸方向端部のやや内側に切りこみ１６ｂを形成しておくことによって、ロール６ｂから基材１がずれ難くなる。なお、ロール７はロール６と同様の形態とすることができる。
【００２８】
このようにして基材１をメッキ液５に浸漬し、公知の方法によって基材１にメッキ層２を形成することができる。
【００２９】
メッキ層２としては、上述したように正極集電体又は負極集電体として用いることができる材料によって構成されたものであれば特に限定されない。ただし、メッキ層２が負極層に接するようにする場合、メッキ層２としては、負極層を構成する材料と反応しない、電気抵抗が低い、安価で入手可能、薄板化しやすい等の条件を満たすものが好ましい。このような条件を満たすものとして、例えば、銅メッキ層を挙げることができる。
【００３０】
メッキ層２の厚さは特に限定されないが、集電体１０をバイポーラ電池に用いた際に該バイポーラ電池の電極単位体積当たりの電池性能を向上させるという観点からは、できる限り薄いことが好ましい。メッキ層２の厚さは例えば、１μｍ以上５μｍ以下とすることが好ましく、１μｍ以上２μｍ以下とすることがより好ましい。
【００３１】
本発明によれば、工程Ｓ２の前に工程Ｓ１においてメッキ液侵入防止壁３を形成しているので、工程Ｓ２において基材１をメッキ液５に浸漬した際、メッキ液５がメッキ層２を形成しない部分４に侵入することを防止できる。したがって、工程Ｓ２において基材１の一方（図２（Ａ）の紙面下側、図２（Ｂ）の紙面奥側）の面にメッキ層２を形成しつつ、基材１の他方（図２（Ａ）の紙面上側、図２（Ｂ）の紙面手前側）の面にはメッキ層２が形成されることを防止できる。
【００３２】
上述したようにして基材１の一方の面側にメッキ層２を形成した後、メッキ液侵入防止壁３が形成された部分を切断するとともに適切な大きさに切断することによって、集電体１０を得ることができる。
【００３３】
これまでの本発明の集電体の製造方法の説明では、帯状の基材１を用意してメッキ処理する形態について説明した。帯状の基材を用意してメッキ処理することによって、集電体を効率良く量産し易くなる。従来の方法では、小さい基材について一枚ずつメッキすることは可能であったが、長尺の基材に対してメッキすることは困難であり、生産効率が良くなかった。ただし、本発明は上述した形態に限定されない。例えば、帯状ではなく一つの集電体に対応した大きさの基材（例えば、平面視において矩形の基材）を用意し、該基材を１枚ずつメッキ処理してもよい。この場合、メッキ液侵入防止壁は基材の幅方向端部だけでなく、周囲に形成する。本発明に用いる基材の形状は特に限定されないが、メッキ液に浸漬した際に一方の面側から他方の面側にメッキ液が透過する形態（例えば、網状）のものは除く。
【００３４】
本発明の集電体の製造方法によれば、従来の製造方法のようにマスキングをする必要がない。そのため、マスキングを剥がす際に集電体が損傷するという事態を防止できる。したがって、本発明の集電体の製造方法によれば、製造過程において集電体が損傷することを抑制できる。
【００３５】
また、本発明の集電体の製造方法によれば、薄い集電体を製造することができる。そのため、本発明の集電体の製造方法によって製造された集電体をバイポーラ電池に用いた場合、該バイポーラ電池の電極単位体積当たりの電池性能を向上させることができる。例えば、従来は厚さ１８μｍのアルミニウム箔と厚さ１５μｍの銅箔とを重ね合わせて厚さ３３μｍのバイポーラ電池用集電体とされることがあったが、本発明によれば厚さ１８μｍのアルミニウム箔に厚さ１μｍの銅メッキ層を形成した集電体を製造することができる。この場合、バイポーラ電池に用いた際の電極単位体積当たりの電池性能（容量、出力等）を約５％向上させることができる。
【００３６】
＜バイポーラ電池＞
上述した本発明の集電体の製造方法によって製造される集電体は、バイポーラ電池の集電体として用いることができる。図４は、集電体１０を用いたバイポーラ電池の一例である電池１００について、その一部を概略的に示した断面図である。
【００３７】
図４に示したように、電池１００は固体電解質層２０を介してバイポーラ電極１５を複数積層した構造を有している。積層する固体電解質層２０及びバイポーラ電極１５の数は特に限定されない。複数のバイポーラ電極１５は、それぞれ、集電体１０と、集電体１０の一方の面に接する正極層１１と、集電体１０の他方の面に接する負極層１２とを有している。また、正極層１１及び負極層１２の周りにはそれぞれ絶縁材３０が配置されている。なお、図示はしていないが、バイポーラ電極１５の積層方向両端（図４の紙面上下方向両端）には、正極層１１又は負極層１２にのみ接する終端集電箔が備えられる。すなわち、バイポーラ電極１５の積層方向上端（図４の紙面上端）には、正極層１１に接して負極層１２には接しない終端集電箔（正極集電体）が備えられ、バイポーラ電極１５の積層方向下端（図４の紙面下端）には、負極層１２に接して正極層１１には接しない終端集電箔（負極集電体）が備えられる。以下、電池１００を全固体リチウム電池とする場合について説明する。
【００３８】
電池１００は、例えば以下に説明するようにして製造することができる。まず、図４に示したようなバイポーラ電極１５を作製し、固体電解質層２０を介してバイポーラ電極１５を複数積層することによって電池１００を製造することができる。バイポーラ電極１５は、例えば、集電体１０の一方の面側に正極層１１を形成し、他方の面側に負極層１２を形成することによって作製する。正極層１１は、例えば、少なくとも正極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した正極用組成物を、集電体１０の表面に塗布する過程を経て作製することができる。負極層１２は、例えば、負極活物質及び固体電解質を溶媒に分散して作製した負極用組成物を、集電体１０のうち正極層１１が形成される側とは反対側の表面に塗布する過程を経て作製することができる。また、固体電解質層２０は、例えば、固体電解質を溶媒に分散して作製した電解質用組成物を、正極層１１又は負極層１２のうち集電体１０とは反対側の表面に塗布する過程を経て作製することができる。こうして、バイポーラ電極１５及び固体電解質層２０を作製したら、固体電解質層２０が正極層１１及び負極層１２で挟まれるように、複数のバイポーラ電極１５を積層し、積層方向の両端側から圧縮力を付与する過程を経て、電池１００を作製することができる。
【００３９】
（正極層１１）
正極層１１に含有させる正極活物質としては、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の活物質を適宜用いることができる。そのような正極活物質としては、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＣｏ１／３Ｎｉ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＶＯ２、ＬｉＣｒＯ２等の層状活物質のほか、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４等のオリビン型活物質や、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ（Ｎｉ０．２５Ｍｎ０．７５）２Ｏ４、ＬｉＣｏＭｎＯ４、Ｌｉ２ＮｉＭｎ３Ｏ８等のスピネル型活物質等を例示することができる。
【００４０】
正極層１１には、リチウムイオン二次電池の正極層に含有させることが可能な公知の固体電解質を適宜含有させることができる。そのような固体電解質としては、Ｌｉ３ＰＳ４や、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を混合して作製したＬｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５等の硫化物固体電解質を例示することができる。固体電解質として、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５を含有する原料組成物を用いて作製した硫化物固体電解質を用いる場合、Ｌｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の合計に対するＬｉ２Ｓの割合は特に限定されないが、例えば７０ｍｏｌ％以上８０ｍｏｌ％以下であることが好ましく、７２ｍｏｌ％以上７８ｍｏｌ％以下であることがより好ましく、７４ｍｏｌ％以上７６ｍｏｌ％以下であることがさらに好ましい。オルト組成またはその近傍の組成を有する硫化物固体電解質材料とすることができ、化学的安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。ここで、オルトとは、一般的に、同じ酸化物を水和して得られるオキソ酸の中で、最も水和度の高いものをいい、正極層１ａでは、硫化物で最もＬｉ２Ｓが付加している結晶組成をオルト組成という。Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系ではＬｉ３ＰＳ４がオルト組成に該当する。Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５系の硫化物固体電解質の場合、オルト組成を得るＬｉ２Ｓ及びＰ２Ｓ５の割合は、モル基準で、Ｌｉ２Ｓ：Ｐ２Ｓ５＝７５：２５である。本発明において、固体電解質の形態は特に限定されず、結晶質のほか、非晶質やガラスセラミックスであっても良い。
【００４１】
このほか、正極層１１には、正極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。正極層１１に含有させることが可能なバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができ、正極層１１に含有させることが可能な導電材としては、気相法炭素繊維やアセチレンブラック、ケッチェンブラック等の炭素材料のほか、固体電池の使用時の環境に耐えることが可能な金属材料を例示することができる。また、液体に上記正極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を集電体１０や電解質層２０に塗布する過程を経て正極層１１を作製する場合、正極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。また、正極層１１の厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、電池１００の性能を高めやすくするために、正極層１１は作製過程においてプレスされることが好ましい。本発明において、正極層１１をプレスする際の圧力は１００ＭＰａ程度とすることができる。
【００４２】
（負極層１２）
負極層１２に含有させる負極活物質としては、金属イオンを吸蔵放出可能な公知の負極活物質を適宜用いることができる。そのような負極活物質としては、例えば、カーボン活物質、酸化物活物質、及び、金属活物質等を挙げることができる。カーボン活物質は、炭素を含有していれば特に限定されず、例えばメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、高配向性グラファイト（ＨＯＰＧ）、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。酸化物活物質としては、例えばＮｂ２Ｏ５、Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２、ＳｉＯ等を挙げることができる。金属活物質としては、例えばＩｎ、Ａｌ、Ｓｉ、及び、Ｓｎ等を挙げることができる。また、負極活物質として、リチウム含有金属活物質を用いても良い。リチウム含有金属活物質としては、少なくともＬｉを含有する活物質であれば特に限定されず、Ｌｉ金属であっても良く、Ｌｉ合金であっても良い。Ｌｉ合金としては、例えば、Ｌｉと、Ｉｎ、Ａｌ、Ｓｉ、及び、Ｓｎの少なくとも一種とを含有する合金を挙げることができる。
【００４３】
さらに、負極層１２には、正極層１１に含有させることが可能な上記固体電解質等を含有させることができる。このほか、負極層１２には、負極活物質や固体電解質を結着させるバインダーや導電性を向上させる導電材が含有されていても良い。負極層１２に含有させることが可能なバインダーや導電材としては、正極層１１に含有させることが可能な上記バインダーや導電材等を例示することができる。また、液体に上記負極活物質等を分散して調整したスラリー状の組成物を集電体１０や電解質層２０に塗布する過程を経て負極層１２を作製する場合、負極活物質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。また、負極層１２の厚さは、例えば０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。また、電池１００の性能を高めやすくするために、負極層１２は作製過程においてプレスされることが好ましい。本発明において、負極層１２をプレスする際の圧力は２００ＭＰａ以上とすることが好ましく、４００ＭＰａ程度とすることより好ましい。なお、本発明において、正極層１１及び負極層１２の質量比は特に限定されないが、正極層１１と負極層１２との間を移動するイオンを十分に受け入れられる形態にする観点から、負極層１２の容量は正極層１１の容量も多くすることが好ましい。
【００４４】
（固体電解質層２０）
固体電解質層２０に含有させる固体電解質としては、固体電池に使用可能な公知の固体電解質を適宜用いることができる。そのような固体電解質としては、正極層１１に含有させることが可能な上記固体電解質等を例示することができる。このほか、固体電解質層２０には、可塑性を発現させる等の観点から、固体電解質同士を結着させるバインダーを含有させることができる。そのようなバインダーとしては、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等を例示することができる。また、液体に上記固体電解質等を分散して調整したスラリー状の組成物を正極層１１や負極層１２等に塗布する過程を経て固体電解質層２０を作製する場合、固体電解質等を分散させる液体としては、ヘプタン等を例示することができ、無極性溶媒を好ましく用いることができる。固体電解質層２０における固体電解質材料の含有量は、例えば６０質量％以上、中でも７０質量％以上、特に８０質量％以上であることが好ましい。固体電解質層２０の厚さは、電池の構成によって大きく異なるが、例えば、０．１μｍ以上１ｍｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１００μｍ以下であることがより好ましい。
【００４５】
（絶縁材３０）
絶縁材３０は、電気的絶縁性の材料で構成されている。絶縁材３０には、全固体リチウム電池の動作環境に耐え得る公知の絶縁性材料を適宜用いることができる。そのような絶縁性材料としては、エポキシ、ポリイミド等の熱硬化性樹脂等を例示することができる。絶縁材３０を用いることによって、短絡を抑制することができる。
【００４６】
（終端集電箔）
終端集電箔は、全固体リチウム電池に適用できるものであれば、その材質等は特に限定されるものではない。例えば、金属箔や金属メッシュ、金属蒸着フィルム等を用いることができる。具体的には、Ｃｕ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｖ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ｉｎ、ステンレス鋼等の金属箔やメッシュ、或いは、ポリアミド、ポリイミド、ＰＥＴ、ＰＰＳ、ポリプロピレンなどのフィルムやガラス、シリコン板等の上に上記金属を蒸着したもの等を用いることができる。
【００４７】
これまでの説明では、電池１００を全固体リチウム電池とする場合について説明したが、電池１００は正極層１１と負極層１２との間をリチウムイオン以外のイオンが移動する形態とすることも可能である。そのようなイオンとしては、ナトリウムイオン、カリウムイオン、マグネシウムイオン、カルシウムイオン等を例示することができる。リチウムイオン以外のイオンが移動する形態とする場合、正極活物質、電解質、及び負極活物質は、移動するイオンに応じて適宜選択すれば良い。ただし、安全性が高く、より容易に電池を製造でき、且つ、さらにエネルギー密度の大きな組電池が得られる観点からは、全固体リチウム電池とすることが好ましい。また、電池１００は充放電可能な二次電池であってもよく、いわゆる一次電池であっても良い。
【符号の説明】
【００４８】
１  基材
２  メッキ層
３  メッキ液侵入防止壁
４  メッキ層を形成しない部分
５  メッキ液
５ａ  液面
１０  集電体
１１  正極層
１２  負極層
１５  バイポーラ電極
２０  固体電解質層
３０  絶縁材
１００  電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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