[發明專利]電極集電體和全固體電池

有效

• 申請號: 201810478280.5
• 申請日: 2018-05-18
• 公開（公告）號: CN108933262B
• 公開（公告）日: 2021-12-03
• 發明（設計）人: 松下祐貴;長谷川元;內山貴之;加藤大
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/66
• 分類號: H01M4/66;H01M10/04
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 李英

本發明涉及電極集電體和全固體電池。本公開的主要目的在于提供兼顧了增大全固體電池的短路電阻以及減小正常使用時的電池電阻的電極集電體。本公開中，通過提供下述的電極集電體來解決上述課題：是用于全固體電池的電極集電體，依次具有集電層、電阻層和涂層，上述涂層的電子傳導率為2×10^?2S/cm以上，上述電阻層具有開口部，在上述開口部，上述集電層和上述涂層接觸。

技術領域

本公開涉及全固體電池中使用的電極集電體。

背景技術

全固體電池是在正極活性物質層和負極活性物質層之間具有固體電解質層的電池，與具有包含可燃性有機溶劑的電解液的液體系電池相比，具有容易實現安全裝置的簡化的優點。正在進行著眼于全固體電池中使用的集電體的研究。例如專利文獻1中公開了一種電極體，其具有：含有Cu和/或Fe的集電體、含有硫化物固體電解質和負極活性物質的負極層、和配置在集電體與負極層之間的導電性膜。

專利文獻2中公開了電容器或電池中所使用的集電體的制造方法，其特征在于，對由導電材料形成的集電體進行加熱處理，在集電體的表面形成氧化膜。專利文獻3中公開了一種鋰二次電池，其中，在正、負極用極板中的至少一者中使用對表面實施了勃姆石處理的集電體。專利文獻4中公開了一種碳涂層，其為設置在鋰離子二次電池的集電體上的碳涂層，包含超過使用溫度而成為高溫時產生氣體的材料。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2015-005421號公報

專利文獻2：日本特開2000-156328號公報

專利文獻3：日本特開2000-048822號公報

專利文獻4：日本特開2015-111554號公報

發明內容

發明要解決的課題

作為評價全固體電池的安全性的方法，已知釘刺試驗。釘刺試驗是將導電性的釘刺入全固體電池，觀察電池內發生了內部短路時的變化(例如溫度變化)的試驗。由于釘刺試驗從而正極集電體和負極集電體接觸時，短路部的電阻(短路電阻)小，因此產生焦耳熱，存在電池溫度上升的風險。

因此，本發明人嘗試了在正極集電體和負極集電體中的至少一者的表面形成電子電阻大的電阻層。對于設置了電阻層的全固體電池進行釘刺試驗，結果確認了短路電阻變大，焦耳熱的產生得到抑制。另一方面，由于電阻層的存在，產生了正常使用時的電池電阻也變大這樣的新課題。

本公開鑒于上述實際情況而完成，主要目的在于提供兼顧了增大全固體電池的短路電阻以及減小正常使用時的電池電阻的電極集電體。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，本公開中提供電極集電體，其為用于全固體電池的電極集電體，依次具有集電層、電阻層和涂層，上述涂層的電子傳導率為2×10^-2S/cm以上，上述電阻層具有開口部，在上述開口部，上述集電層和上述涂層接觸。

根據本公開，由于具有電阻層，因此能夠增大全固體電池的短路電阻。進而，由于在電阻層的開口部處集電層和涂層接觸，因此能夠減小正常使用時的電池電阻。

上述公開中，上述電阻層的厚度可以在10nm～1000nm的范圍內。

上述公開中，上述涂層可含有碳材料作為導電性材料。

上述公開中，上述涂層可還含有樹脂和無機填料。

上述公開中，上述涂層中的上述導電性材料的比例可以為30重量％以下。

上述公開中，上述涂層的厚度可以大于上述電阻層的厚度。

上述公開中，上述電阻層可含有金屬氧化物。