[發明專利]鋰離子二次電池的制造方法、鋰離子二次電池

在審

• 申請號: 201880057880.2
• 申請日: 2018-07-23
• 公開（公告）號: CN111052489A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 安田剛規;坂脅彰;筿龍德
• 申請（專利權）人: 昭和電工株式會社
• 主分類號: H01M10/0585
• 分類號: H01M10/0585;H01M4/131;H01M4/48;H01M4/62;H01M10/052;H01M10/0562;H01M4/38
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 馬妮楠;曾禎

一種鋰離子二次電池(1)，具備基板(10)、金屬制的負極集電體層(20)、包含負極活性物質的負極層(30)、包含無機固體電解質的固體電解質層(40)、以及包含正極活性物質和無機固體電解質的正極層(60)，在固體電解質層(40)與正極層(60)之間設置混合存在層(50)，混合存在層(50)包含正極活性物質和無機固體電解質且正極活性物質的比例低于正極層(60)。

技術領域

本發明涉及鋰離子二次電池的制造方法和鋰離子二次電池。

背景技術

隨著便攜電話和筆記本型個人計算機等便攜電子設備的普及，強烈希望開發具有高能量密度的小型且輕量的二次電池。作為滿足這樣要求的二次電池，已知鋰離子二次電池。鋰離子二次電池具有包含正極活性物質的正極、包含負極活性物質的負極、以及配置在正極與負極之間的電解質，所述電解質顯示鋰離子傳導性。

以往的鋰離子二次電池中，使用有機電解液等作為電解質。相對于此，提出了使用由無機材料構成的固體電解質(無機固體電解質)作為電解質，并且將負極、固體電解質和正極全部由薄膜構成的全固體型的薄膜型鋰離子二次電池(參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻1：日本特開2013-73846號公報

發明內容

在此，對于鋰離子二次電池，強烈希望增加1次充電中能夠向外部輸出的電池容量(放電容量)。

但是，使用了無機固體電解質替代電解液的鋰離子二次電池中，在無機固體電解質與正極的邊界部(界面)存在鋰離子傳導率低的區域，與使用電解液的鋰離子二次電池相比放電容量變低。

本發明的目的是增加使用了無機固體電解質的鋰離子二次電池的放電容量。

本發明的鋰離子二次電池的制造方法，包括：固體電解質層形成工序，該工序中形成固體電解質層，所述固體電解質層包含顯示鋰離子傳導性的無機固體電解質；以及正極層形成工序，該工序中將正極活性物質混入所述固體電解質層，并且在該固體電解質層上形成所述無機固體電解質與該正極活性物質混合存在的正極層。

在這樣的鋰離子二次電池的制造方法中，其特征可以是，所述正極活性物質在所述固體電解質層中的比例低于該正極活性物質在所述正極層中的比例。

另外，其特征可以是，所述無機固體電解質包含Li_xP_yO_z(x≠0、y≠0且z≠0)，所述正極活性物質包含Li_aM_bO_c(M是過渡金屬、a≠0、b≠0且c≠0)。

此外，其特征可以是，所述正極活性物質包含比所述無機固體電解質重的元素。

另外，若從其他觀點出發，則本發明的鋰離子二次電池包含：固體電解質層，所述固體電解質層包含顯示鋰離子傳導性的無機固體電解質；混合存在層，所述混合存在層中混合存在正極活性物質與所述無機固體電解質；以及正極層，所述正極層中混合存在所述正極活性物質與所述無機固體電解質，并且所述正極活性物質的比例比所述混合存在層高。

在這樣的鋰離子二次電池中，其特征可以是，所述無機固體電解質包含Li_xP_yO_z(x≠0、y≠0且z≠0)，所述正極活性物質包含Li_aM_bO_c(M是過渡金屬、a≠0、b≠0且c≠0)。

此外，其特征可以是，所述正極層中，所述正極活性物質結晶化，所述無機固體電解質非晶化。

此外，其特征可以是，所述正極層中，在由所述無機固體電解質構成的母材中分散有由所述正極活性物質構成的粒子。