[發(fā)明專利]電極復(fù)合體的制造方法、電極復(fù)合體及鋰電池

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410043327.7
• 申請(qǐng)日: 2014-01-29
• 公開（公告）號(hào): CN103972472B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 橫山知史;市川祐永
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 精工愛普生株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M4/139
• 分類號(hào): H01M4/139;H01M4/13;H01M10/052;H01M4/06;H01M4/08;H01M6/18
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 葛凡

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電極復(fù)合體的制造方法、電極復(fù)合體及鋰電池。

背景技術(shù)

鋰電池(包括一次電池和二次電池)被廣泛作為以便攜式信息設(shè)備為首的許多電子設(shè)備的電源利用。鋰電池具備正極、負(fù)極和設(shè)置于這些層之間介導(dǎo)鋰離子的傳導(dǎo)的電解質(zhì)層。

近年來，作為兼具高能量密度和安全性的鋰電池，提出了在電解質(zhì)層的形成材料中使用固體電解質(zhì)的全固體型鋰電池(例如，參照專利文獻(xiàn)1～6)。

專利文獻(xiàn)1：日本特開2009-215130號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2001-68149號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2000-311710號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)4：日本特開2008-226666號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：日本特開2006-260887號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)6：日本特開2011-204511號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

鋰電池要求高輸出功率，但現(xiàn)有的全固體鋰電池沒有達(dá)到充分的性能，需要進(jìn)一步改良。

本發(fā)明是鑒于上述情況實(shí)施的，其目的在于提供適合用于鋰電池，能夠制成高輸出功率的鋰電池的電極復(fù)合體。另外，其目的還在于提供能夠制成高輸出功率的鋰電池的電極復(fù)合體的制造方法。另外，其目的還在于提供具有該電極復(fù)合體的高輸出功率的鋰電池。

為解決上述的問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式提供如下的電極復(fù)合體的制造方法，該電極復(fù)合體具有多孔質(zhì)的活性物質(zhì)成形體、覆蓋包括所述活性物質(zhì)成形體的細(xì)孔內(nèi)的所述活性物質(zhì)成形體表面的固體電解質(zhì)層和與從所述固體電解質(zhì)層露出的所述活性物質(zhì)成形體相接觸的集電體，所述電極復(fù)合體的制造方法具有：將使用活性物質(zhì)形成的多孔體在850℃以上且不足活性物質(zhì)熔點(diǎn)的溫度條件下熱處理，得到所述活性物質(zhì)成形體的工序；和在包含所述活性物質(zhì)成形體的結(jié)構(gòu)體中，在包括所述活性物質(zhì)成形體的細(xì)孔內(nèi)部的所述活性物質(zhì)成形體表面涂布包含無機(jī)固體電解質(zhì)的形成材料的液狀體后熱處理，形成所述固體電解質(zhì)層的工序。

根據(jù)該方法形成的活性物質(zhì)成形體呈現(xiàn)良好的導(dǎo)電性，并且能夠容易地形成在活性物質(zhì)成形體的細(xì)孔內(nèi)部填充的固體電解質(zhì)層。

另外，根據(jù)該方法，與在活性物質(zhì)成形體的細(xì)孔內(nèi)不形成固體電解質(zhì)層的情況相比，活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的接觸面積變大，能夠降低活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的界面阻抗。因此，電極結(jié)構(gòu)體在活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的界面能夠有良好地移動(dòng)電荷。

另外，在通過該方法得到的電極復(fù)合體中，與集電體和活性物質(zhì)成形體的接觸面積(第1接觸面積)相比，容易使活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的接觸面積(第2接觸面積)變大。因此，在設(shè)想了連接集電體、活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的電子的移動(dòng)路徑時(shí)，容易消除在活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的界面上電荷移動(dòng)的瓶頸，能夠制成電荷能良好地移動(dòng)的電極復(fù)合體。

由上述，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式所涉及的電極復(fù)合體的制造方法，能夠容易地制造電荷能良好地移動(dòng)、可使鋰電池具有高輸出功率的電極復(fù)合體。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以是如下的制造方法，即，所述多孔體為將粒子狀的所述活性物質(zhì)壓縮而成形的成形體。

根據(jù)該方法，能夠容易地使活性物質(zhì)成形體成為多孔質(zhì)。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以是如下的制造方法，即，所述活性物質(zhì)的平均粒徑為300nm以上且5μm以下。

根據(jù)該方法，得到具有適當(dāng)?shù)目紫堵实幕钚晕镔|(zhì)成形體，因此變得容易擴(kuò)寬活性物質(zhì)成形體的細(xì)孔內(nèi)的表面積且擴(kuò)寬活性物質(zhì)成形體和固體電解質(zhì)層的接觸面積。因此，容易將使用了電極復(fù)合體10的鋰電池高容量化。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以是如下的制造方法，即，形成所述固體電解質(zhì)層的工序包括將所述無機(jī)固體電解質(zhì)的形成材料被覆在所述多孔體的表面的第1熱處理和在所述第1熱處理的處理溫度以上且700℃以下的溫度條件下加熱的第2熱處理。

根據(jù)該方法，能夠在期望的位置容易地形成固體電解質(zhì)層。

本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以是如下的制造方法，即，所述結(jié)構(gòu)體是所述活性物質(zhì)成形體，在形成所述固體電解質(zhì)層的工序后，具有在所述活性物質(zhì)成形體接合所述集電體的工序。

另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以是如下的制造方法，即，所述結(jié)構(gòu)體具有所述活性物質(zhì)成形體和在所述活性物質(zhì)成形體接合的所述集電體，形成所述固體電解質(zhì)層的工序具有在所述活性物質(zhì)成形體接合所述集電體后，將所述液狀體涂布于所述活性物質(zhì)成形體然后熱處理的工序。

根據(jù)這些方法，制造工序的自由度增加。