[發明專利]正極層和全固體電池

在審

• 申請號: 202111494612.7
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114665144A
• 公開（公告）日: 2022-06-24
• 發明（設計）人: 小島俊之;堀川晃宏
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0562
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 任巖

正極層(20)用于全固體電池。正極層(20)包含正極活性物質(2)和固體電解質(1)。正極層(20)的填充率為85％以上。正極活性物質(2)的空隙率為5％以下。

技術領域

本發明涉及正極層和全固體電池。

背景技術

近年來，由于電腦和便攜電話等電子設備的輕量化、無線化等，需要開發能夠反復使用的二次電池。作為二次電池，有鎳鎘電池、鎳氫電池、鉛蓄電池、鋰離子電池等。這些之中，鋰離子電池具有輕量、高電壓、高能量密度的特征，因此備受關注。

在電動汽車或混合動力汽車的汽車領域內，高電池容量的二次電池的開發也受到重視，鋰離子電池的需求有增加的傾向。

鋰離子電池由正極層、負極層和配置于它們之間的電解質形成，電解質中，使用例如使六氟化磷酸鋰等支持電解質溶于有機溶劑的電解液或固體電解質。現在，廣泛普及的鋰離子電池使用包含有機溶劑的電解液，因此是可燃性的。因此，需要用于確保鋰離子電池的安全性的材料、結構和系統。與此相對，通過使用阻燃性的固體電解質作為電解質，期待能夠簡化上述材料、結構和系統，認為能夠實現增加能量密度、降低制造成本、和提高生產率。以下，將使用固體電解質的電池稱為“全固體電池”。

固體電解質能夠大致分為有機固體電解質和無機固體電解質。一般來說，固體電解質層中使用的固體電解質、和為了與活性物質一起構成正極層或負極層而使用的固體電解質以常溫(例如25℃)下的離子電導率高的無機固體電解質為主流。作為無機固體電解質，可以舉出例如氧化物系固體電解質、硫化物系固體電解質、鹵化物系固體電解質。這些無機固體電解質的25℃下的離子電導率為10^-4～10^-2S/cm左右。專利文獻1公開了一種在固體電解質層、正極層和負極層中使用了無機固體電解質的全固體電池。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2020-109747公報

發明內容

本發明的一個方案涉及的正極層是全固體電池中使用的正極層，包含正極活性物質和固體電解質，上述正極層的填充率為85％以上，上述正極活性物質的空隙率為5％以下。

附圖說明

圖1是表示實施方式中的正極層的截面的示意圖。

圖2是表示比較例中的正極層的截面的放大示意圖。

圖3是表示實施方式中的正極層的截面的放大示意圖。

圖4是表示實施方式中的全固體電池的截面的示意圖。

附圖標記說明

1 固體電解質

2 正極活性物質

3 正極集電體

4 未填充部分

6 空隙

7 負極活性物質

8 負極集電體

10 固體電解質層

20 正極層

30 負極層

100 全固體電池

具體實施方式

(獲得本發明的一個方案的經過)

對于專利文獻1所示的全固體電池的正極層而言，為了提高正極層的填充率、有效地利用正極層，正極層經過高壓加壓的工序而制造。不進行高壓加壓的情況下，例如，正極層的填充率為70％左右。另一方面，進行高壓加壓的情況下，正極層的填充率比不進行高壓加壓時提高，例如為85％以上。