[發明專利]全固體電池及其制造方法

在審

• 申請號: 202011482141.3
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN113054240A
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 佐藤宇人;伊藤大悟;富澤祥江;川村知榮;關口正史
• 申請（專利權）人: 太陽誘電株式會社
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/058
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳;王磊

本發明提供能夠得到高離子電導率的全固體電池及其制造方法。全固體電池包括：以Li?Al?M?PO₄類磷酸鹽為主成分的固體電解質層；形成在上述固體電解質層的第一主面且含有活性物質的第一電極層；和形成在上述固體電解質層的第二主面且含有活性物質的第二電極層，上述M為Ge、Ti、Zr中的至少一者，在設上述固體電解質層的厚度為A的情況下，在從上述固體電解質層的厚度的中心起在厚度方向上至0.4A為止的范圍內，存在MO₂相對于Li?Al?M?PO₄的比率為5％以上的區域。

技術領域

本發明涉及全固體電池及其制造方法。

背景技術

通過將具有NASICON結構的磷酸鹽作為全固體電池的固體電解質層使用，能夠獲得高的離子電導率。作為該磷酸鹽，已知Li-Al-M-PO₄類磷酸鹽(M為Ge、Ti、Zr等)(例如，參照專利文獻1)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2018-73554號公報

發明內容

發明所要解決的技術問題

可是，在這樣的固體電解質層中，作為M的氧化物的MO₂有時向電極層擴散。當MO₂擴散時，Li-Al-M-PO₄類磷酸鹽的組成發生變化，有可能得不到高的離子電導率。此外，由于MO₂自身不具有離子傳導性，所以當通過擴散導致MO₂存在于固體電解質層與電極層的界面附近時，離子傳導路徑減少，有可能得不到高的離子電導率。

本發明是鑒于上述技術問題而完成的，其目的在于提供能夠獲得高的離子電導率的全固體電池及其制造方法。

用于解決技術問題的手段

本發明涉及的全固體電池的特征在于，包括：以Li-Al-M-PO₄類磷酸鹽為主成分的固體電解質層；形成在上述固體電解質層的第一主面且含有活性物質的第一電極層；和形成在上述固體電解質層的第二主面且含有活性物質的第二電極層，上述M是Ge、Ti、Zr中的至少一者，在設上述固體電解質層的厚度為A的情況下，在從上述固體電解質層的厚度的中心起在厚度方向上至0.4A為止的范圍內，存在MO₂相對于Li-Al-M-PO₄的比率為5％以上的區域。

在上述全固體電池的上述固體電解質層中，上述MO₂的平均結晶粒徑可以為0.2μm以上5μm以下。

在上述全固體電池中，上述M可以為Ge。

本發明涉及的全固體電池的制造方法的特征在于，包括：準備層疊體的工序和對上述層疊體進行燒制的工序，該層疊體具有：含有Li-Al-M-PO₄類磷酸鹽的粉末的生片；形成在上述生片的第一主面上且含有活性物質的第一電極層用膏涂敷物；和形成在上述生片的第二主面上且含有活性物質的第二電極層用膏涂敷物，上述M是Ge、Ti、Zr中的至少一者，使上述生片含有MO₂的顆粒，并對上述進行燒制的工序的條件進行調整，從而在通過對上述生片進行燒制而得到的固體電解質層中，在設上述固體電解質層的厚度為A的情況下，在從上述固體電解質層的厚度的中心起在厚度方向上至0.4A為止的范圍內，形成MO₂相對于Li-Al-M-PO₄的比率為5％以上的區域。

發明的效果

根據本發明，能夠提供能夠獲得高的離子電導率的全固體電池及其制造方法。

附圖說明

圖1是表示全固體電池的基本結構的示意性截面圖。