[發明專利]固體電解質片的制造方法

無效

• 申請號: 201010272469.2
• 申請日: 2010-08-31
• 公開（公告）號: CN102005608A
• 公開（公告）日: 2011-04-06
• 發明（設計）人: 片山幸久;濱重規;楊原武;林光彥
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0565
• 分類號: H01M10/0565
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 杜誠;陳煒

技術領域

本發明涉及一種固體電解質片的制造方法，并且更具體地涉及能夠以極好的生產率制造具有高離子電導率的均勻固體電解質片的一種固體電解質片的制造方法。

背景技術

近年來，隨著信息相關設備和通信設備(如個人計算機、便攜式攝像機和移動電話)的快速發展，開發作為信息相關設備或通信設備的電源的電池越來越重要。此外，同樣在汽車工業中，用于電動車輛或混合動力車輛的高功率且高容量的電池的開發已在進行中。在各種二次電池中，鋰二次電池由于高的能量密度和輸出而成為關注的焦點。于是，為了進一步改進性能，一種全固體鋰二次電池的開發已在進行中，這種電池使用固體電解質(如離子導電聚合物和陶瓷)作為電解質。作為可用作鋰離子導電固體電解質的陶瓷，硫化物基電解質由于高的鋰離子電導率而成為關注的焦點。

全固體鋰二次電池通常包括正極層、負極層和布置在這些電極層之間的固體電解質層。除電極活性物質之外，正極層和負極層通常各自含有用于確保離子電導率的固體電解質。此外，必要時，固體電解質層除固體電解質之外還含有用于賦予撓性的粘合劑等。

固體電解質片的制造方法的一個示例可以是以下的方法。首先，必要時，將溶劑添加到硫化鋰(Li₂S)和硫化磷(P₂S₅)中，其是固體電解質玻璃粉末的原料，然后，對混合物進行機械球磨，由此得到Li₂S-P₂S₅混合物粉末(固體電解質玻璃粉末)。當溶劑用在機械球磨中時，將混合物干燥以除去溶劑，然后對所得的Li₂S-P₂S₅混合物粉末進行熱處理以使該混合物粉末的部分結晶，由此得到結晶的Li₂S-P₂S₅玻璃(固體電解質結晶玻璃)。隨后，使用所得的Li₂S-P₂S₅混合物粉末(固體電解質玻璃粉末)或結晶的Li₂S-P₂S₅玻璃(固體電解質結晶玻璃)來形成固體電解質片。

此外，日本專利申請公開第2008-124011號(JP-A-2008-124011)描述了具有極好的鋰離子電導率的一種結晶固體電解質片可以通過以下的制造方法得到：通過擠壓等將由Li₂S和P₂S₅制成的固體電解質玻璃粉末模壓成片，然后在將固體電解質玻璃粉末模壓成片之后或同時對其進行熱處理。

然而，JP-A-2008-124011僅描述了通過擠壓將固體電解質粉末模壓成片。該固體電解質片具有差的撓性和可加工性，并且要想模壓大面積的薄膜(具有小于100μm的厚度)是相當困難的。此外，模壓成型是批處理進行的，因此可能難以進行連續生產。

此外，在一種將電解質漿料敷到基板上的固體電解質片的制造方法，連續生產是有可能的；然而，不能使用硫化物基電解質，因為硫化物基電解質會與水或極性溶劑(丙酮等)發生反應，并且漿料的制備極其困難，因為硫化物基電解質在低極性溶劑中的沉降速度高。

發明內容

本發明提供了一種固體電解質片的制造方法，所述方法能夠獲得具有均勻厚度、高鋰離子電導率的固體電解質片，并且還允許連續生產。

本發明的一方面提供了固體電解質片的制造方法。該制造方法包括：將漿料敷在基板上，該漿料含有硫化物基固體電解質粉末、含硫化合物和溶劑；以及使該漿料形成為片。

在以上的方面中，所述含硫化合物可選自由表示為R-SH的硫醇和表示為R¹-S-R²的硫化物構成的組，其中，R、R¹和R²各自是可以含有雜原子的烴族(hydrocarbon?group)。

使用根據本發明的此方面的固體電解質片的制造方法，可得到具有均勻厚度、高鋰離子電導率的固體電解質片，并且還允許連續生產固體電解質片。

附圖說明

以下參照附圖，對本發明的特征、優點以及技術和工業意義進行說明，其中相似的標號表示相似的元素，在附圖中：

圖1是示出根據本發明的一個實施例的固體電解質片的制造方法的視圖。

具體實施方式