[發(fā)明專利]復(fù)合活性物質(zhì)、固體電池和復(fù)合活性物質(zhì)的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710084899.3
• 申請日: 2017-02-17
• 公開（公告）號: CN107134591B
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巖崎正博
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 何楊

本發(fā)明涉及復(fù)合活性物質(zhì)、固體電池和復(fù)合活性物質(zhì)的制造方法。本發(fā)明的課題在于提供可提高電池的輸出功率的復(fù)合活性物質(zhì)。本發(fā)明中，通過提供如下的復(fù)合活性物質(zhì)，從而解決上述課題，該復(fù)合活性物質(zhì)是具有氧化物活性物質(zhì)、被覆上述氧化物活性物質(zhì)的表面的氧化物固體電解質(zhì)層、和被覆上述氧化物固體電解質(zhì)層的表面的硫化物固體電解質(zhì)層的復(fù)合活性物質(zhì)，其特征在于，上述硫化物固體電解質(zhì)層的比表面積為1.06m²/g～1.22m²/g的范圍內(nèi)，上述硫化物固體電解質(zhì)層的厚度為15nm～25nm的范圍內(nèi)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及可提高電池的輸出功率的復(fù)合活性物質(zhì)、使用了其的固體電池和復(fù)合活性物質(zhì)的制造方法。

背景技術(shù)

伴隨著近年來的個(gè)人電腦、攝像機(jī)和移動電話等的信息關(guān)聯(lián)設(shè)備和通信設(shè)備等的急速的普及，作為其電源利用的電池的開發(fā)受到重視。另外，在汽車產(chǎn)業(yè)界等中，也在進(jìn)行電動汽車用或混合動力汽車用的高輸出功率且高容量的電池的開發(fā)。現(xiàn)在，在各種電池中，從能量密度高的觀點(diǎn)出發(fā)，鋰電池受到了關(guān)注。

現(xiàn)在已市售的鋰電池由于使用了包含可燃性的有機(jī)溶劑的電解液，因此抑制短路時(shí)的溫度上升的安全裝置的安裝、和用于防止短路的結(jié)構(gòu)變得必要。與此相對，將電解液變?yōu)楣腆w電解質(zhì)層而將電池全固體化的鋰電池由于在電池內(nèi)不使用可燃性的有機(jī)溶劑，因此認(rèn)為實(shí)現(xiàn)了安全裝置的簡化，制造成本和生產(chǎn)率優(yōu)異。

全固體電池由于用固體的電極材料(例如，活性物質(zhì)、固體電解質(zhì)、導(dǎo)電材料等)形成了電極體，因此材料之間密合的結(jié)構(gòu)是重要的。例如，專利文獻(xiàn)1中公開了具有活性物質(zhì)(例如LiNi_1/3Mn_1/3Co_1/3O₂)、被覆上述活性物質(zhì)的氧化物固體電解質(zhì)層(例如LiNbO₃)、和硫化物固體電解質(zhì)層的復(fù)合活性物質(zhì)。另外，專利文獻(xiàn)1中公開了使硫化物固體電解質(zhì)層的被覆率為76％以上、優(yōu)選地85％～95％的范圍內(nèi)。專利文獻(xiàn)1以減小電池的反應(yīng)電阻為目的。另外，例如，專利文獻(xiàn)2中公開了通過對包含活性物質(zhì)、和硫化物固體電解質(zhì)的原料組合物進(jìn)行自公轉(zhuǎn)混合處理，從而在活性物質(zhì)表面形成包含硫化物固體電解質(zhì)的被覆層的技術(shù)。另外，例如，專利文獻(xiàn)3中公開了使將活性物質(zhì)用硫化物固體電解質(zhì)被覆的復(fù)合活性物質(zhì)的BET比表面積為不到2.82m²/g。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2014-154407號公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：日本特開2014-022074號公報(bào)

專利文獻(xiàn)3：日本特開2014-154406號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明要解決的課題

伴隨全固體電池的高性能化，希望電池輸出功率的進(jìn)一步提高。本發(fā)明鑒于上述實(shí)際情況而完成，主要目的在于提供可提高電池的輸出功率的復(fù)合活性物質(zhì)。

用于解決課題的手段

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明人進(jìn)行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過將被覆活性物質(zhì)的硫化物固體電解質(zhì)層的比表面積和厚度調(diào)節(jié)到特定的范圍內(nèi)，與以往的復(fù)合活性物質(zhì)相比可飛躍性地提高電池的輸出功率。本發(fā)明是基于上述發(fā)現(xiàn)所做的發(fā)明。

即，本發(fā)明中，提供復(fù)合活性物質(zhì)，其為具有氧化物活性物質(zhì)、被覆上述氧化物活性物質(zhì)的表面的氧化物固體電解質(zhì)層、和被覆上述氧化物固體電解質(zhì)層的表面的硫化物固體電解質(zhì)層的復(fù)合活性物質(zhì)，其特征在于，上述硫化物固體電解質(zhì)層的比表面積為1.06m²/g～1.22m²/g的范圍內(nèi)，上述硫化物固體電解質(zhì)層的厚度為15nm～25nm的范圍內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明，通過硫化物固體電解質(zhì)層為特定的比表面積和特定的厚度，能夠制成可提高電池輸出功率的復(fù)合活性物質(zhì)。