[發明專利]全固體電池用隔膜及其制造方法以及全固體電池

有效

• 申請號: 201911282058.9
• 申請日: 2019-12-13
• 公開（公告）號: CN111354971B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發明（設計）人: 南田善隆
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M50/403;H01M50/46;H01M10/0562
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 楊海榮;曲盛

本發明涉及全固體電池用隔膜及其制造方法以及全固體電池。本發明提供兼顧了拉伸強度的提高與良好的離子傳導率的全固體電池用隔膜及其制造方法和具備該全固體電池用隔膜的全固體電池。一種全固體電池用隔膜，其具備含有固體電解質和氫化橡膠類樹脂的第一固體電解質層，所述第一固體電解質層中的所述氫化橡膠類樹脂的含量為15體積％以上且30體積％以下，在所述第一固體電解質層的至少一面任選還具備含有固體電解質和氫化橡膠類樹脂的第二固體電解質層，所述第二固體電解質層中的所述氫化橡膠類樹脂的含量為0.1體積％以上且小于15體積％。

技術領域

本公開內容涉及全固體電池用隔膜及其制造方法以及全固體電池。

背景技術

認為將液體電解質改為固體電解質而得的全固體鋰二次電池等全固體電池由于在電池內不使用可燃性的有機溶劑，因此實現了安全裝置的簡化，在制造成本、生產率上優異。

這樣的全固體電池的電池構成組由于正極、負極和電解質全部為固體，因此與例如使用了有機電解液的鋰二次電池相比，具有電阻變大、輸出電流變小的傾向。

于是，為了使全固體鋰二次電池的輸出電流大，作為電解質，期望離子傳導性高的電解質。

另一方面，嘗試在作為全固體電池用隔膜使用的固體電解質層、電極層中添加作為粘合劑的聚合物。通過添加聚合物，能夠對層賦予撓性，能夠提高加工性、成形性。

作為在用作全固體電池用隔膜的固體電解質層中添加作為粘合劑的聚合物的嘗試，例如，在專利文獻1中公開了：在固體電池中具備電解質層配置于正極側的正極側電解質層和配置于該正極側電解質層與負極之間的負極側電解質層，所述正極側電解質層包含粘合劑和電解質層，所述粘合劑具有含有四氟乙烯的含氟類共聚物，所述負極側電解質層包含丁二烯類橡膠類粘合劑和電解質，并記載了通過該構成能夠提高性能。

另外，在專利文獻2中公開了在能夠抑制固體電解質的不均勻存在的活性材料組合物制作工序中使用的粘合劑的量與在電極組合物制作工序中添加的粘合劑的量為大致相同量的固體電池用電極的制造方法，并記載了根據專利文獻2的制造方法能夠抑制固體電解質的不均勻存在。

另外，在專利文獻3中公開了：在含有無機粒子的固體電解質層中，所述無機粒子在固體電解質中形成用于浸滲電解液的孔，以該無機粒子與粘合劑的重量比計，優選地無機粒子：粘合劑＝55：45～90：10，特別地為60：40～85：15。作為所述無機粒子，公開了硅氧化物、碳酸鈣、滑塊石、鈦酸鋇等，作為所述粘合劑，公開了聚偏二氟乙烯、丁二烯橡膠、環氧樹脂、聚酰胺酰亞胺、聚酰亞胺等。

另外，在專利文獻4中公開了一種電極活性材料漿料，其包含簇型復合物(クラスター複合體)和漿料溶液，所述簇型復合物包含電極活性材料、固體電解質、導電材料和第一粘合劑，所述漿料溶液包含溶劑和第二粘合劑。公開了：以所述活性材料和固體電解質的混合物100重量％為基準計，優選包含1重量％～5重量％的量的所述第一粘合劑，以所述活性材料和固體電解質的混合物100重量％為基準計，優選包含1重量％～10重量％的量的所述第二粘合劑。

另外，在專利文獻5中公開了：在全固體型鋰二次電池中，通過在負極材料和正極材料中的至少正極材料中的粘合劑中使用丁苯橡膠，在導入高分子固體電解質時，抑制了由將高分子固體電解質溶解的溶劑引起的不可逆變形，防止了高分子固體電解質從電極材料的剝離、溶脹。公開了所述粘合劑的比例相對于活性材料、導電材料和粘合劑的總重量優選為0.5％～5％。

另外，在專利文獻6中公開了正極混合物層是由離子傳導性高分子、粘合劑、電解質鹽、正極活性材料粒子和導電助劑彼此分散而形成的，并且記載了上述粘合劑在正極混合物層中所占的比例優選在1重量％以上且小于3重量％的范圍內。