[發明專利]全固體電池的制造方法、全固體電池和全固體電池系統

有效

• 申請號: 201910274237.1
• 申請日: 2019-04-08
• 公開（公告）號: CN110391413B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 大瀧光俊;尾瀨德洋;濱重規
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M4/38
• 分類號: H01M4/38;H01M10/0562;H01M10/44
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳冠欽

本發明涉及全固體電池的制造方法、全固體電池和全固體電池系統。【課題】本公開的主要目的在于，提供兼得了提高容量維持率和抑制初期電阻的增加的全固體電池的制造方法。【解決手段】在本公開中，通過提供如下的全固體電池的制造方法來解決上述課題，該方法具有：準備依次具有正極層、固體電解質層和負極層的全固體電池的準備工序，和對上述全固體電池進行初期充電的初期充電工序；其中，上述負極層含有能與Li合金化并且在1個粒子內具有2種以上的晶體取向的金屬粒子作為負極活性物質，在上述初期充電工序中，進行充電至電池電壓成為4.35V以上4.55V以下。

技術領域

本公開涉及兼得了提高容量維持率和抑制初期電阻的增加的全固體電池的制造方法。

背景技術

全固體電池是在正極層和負極層之間具有固體電解質層的電池，與具有包含可燃性的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。另外，作為負極活性物質，已知有Si等的合金系負極活性物質(金屬粒子)。

例如，在專利文獻1中公開了具有含有合金系負極活性物質的全固體電池及控制裝置的全固體電池系統。另外，在專利文獻1中公開了具有將全固體電池充電至比全固體電池使用時的充放電電壓高的電壓的初期充電工序的全固體電池系統的制造方法。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2017-059534號公報

發明內容

發明所要解決的課題

在專利文獻1中，通過在初期充電工序中將全固體電池充電至比正常使用時的電壓高的電壓，從而促進合金系負極活性物質的無定形化，實現了容量維持率的提高。但是，產生如下新課題：在充電時的電池電壓(充電電壓)高時，容易發生正極活性物質的劣化，作為結果，全固體電池的初期電阻增加。

本公開是鑒于上述實際情況而完成的，主要目的在于提供兼得了提高容量維持率和抑制初期電阻的增加的全固體電池的制造方法。

用于解決課題的手段

在本公開中，提供全固體電池的制造方法，其具有：準備依次具有正極層、固體電解質層和負極層的全固體電池的準備工序，和對上述全固體電池進行初期充電的初期充電工序；其中，上述負極層含有能與Li合金化并且在1個粒子內具有2種以上的晶體取向的金屬粒子作為負極活性物質，在上述初期充電工序中，進行充電至電池電壓成為4.35V以上4.55V以下。

根據本公開，通過使用特定的金屬粒子作為負極活性物質，進行充電至電池電壓成為適當高的范圍，從而可得到兼得了提高容量維持率和抑制初期電阻的增加的全固體電池。

在上述公開中，上述金屬粒子可以為Si單質或Si合金。

在上述公開中，上述負極層可以含有硫化物固體電解質。

另外，在本公開中，提供全固體電池，其依次具有正極層、固體電解質層和負極層，上述負極層含有能與Li合金化并且在1個粒子內具有2種以上的晶體取向的金屬粒子作為負極活性物質，上述金屬粒子的無定形化率為40.2％以上49.6％以下。

根據本公開，由于使用特定的金屬粒子作為負極活性物質，其無定形化率處于特定的范圍，因此能制得兼得了提高容量維持率和抑制初期電阻的增加的全固體電池。

在上述公開中，上述金屬粒子可以為Si單質或Si合金。

在上述公開中，上述負極層可以含有硫化物固體電解質。

另外，在本公開中，提供全固體電池系統，其是具有上述的全固體電池和對上述全固體電池的充放電進行控制的控制裝置的全固體電池系統，其中，上述控制裝置是將電池電壓的上限控制為4.35V以下的裝置。