本发明专利技术提供一种含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质及具有阴离子聚合性官能团的化合物的固体电解质组合物、含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质及与无机固体电解质键结的特定的阴离子聚合物的含有固体电解质的片材及全固态二次电池以及固体电解质组合物、含有固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质组合物、含有固体电解质的片材及全固态二次电池以及固体电解质组合物、含有固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法
本专利技术涉及一种固体电解质组合物、含有固体电解质的片材及全固态二次电池以及固体电解质组合物、含有固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池为具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质且能够通过使锂离子在两极之间往复移动来充电及放电的蓄电池。锂离子二次电池中一直以来作为电解质使用有机电解液。但是，有机电解液容易产生漏液，并且还有可能因过充电或过放电而导致在电池内部发生短路并起火，因此要求进一步提高可靠性与安全性。在这种情况下，代替有机电解液而使用了无机固体电解质的全固态二次电池受到瞩目。全固态二次电池的负极、电解质及正极均由固体构成，能够大幅改善使用了有机电解液的电池的安全性问题及可靠性问题，并且还能够实现长寿命化。此外，全固态二次电池能够设为直接排列电极与电解质而进行串联配置的结构。因此，与使用了有机电解液的二次电池相比，能够实现高能量密度化，且有望应用到电动汽车或大型蓄电池等中。从如上各优点考虑，作为新一代的锂离子电池正推进全固态二次电池的开发(非专利文献1)。提出由含有无机固体电解质和/或活性物质和特定的高分子化合物等粘合剂粒子(粘着剂)的材料形成这些固态二次电池中负极活性物质层、固体电解质层及正极活性物质层中的任一个层。例如，专利文献1中记载有涂布含有硫化物固体电解质材料、具有双键的单体或寡聚物及具有自由基聚合引发剂的粘着剂组合物的组合物且自由基聚合并硬化而获得的含有固体电解质材料的片材及固体电池。专利文献2中记载有一种全固态二次电池，该全固态二次电池的任一个层中含有以特定的比例含有固体电解质及具有腈基的聚合单位而成的聚合物。以往技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2010/089891号专利文献2：国际公开第2012/026583号非专利文献1：NEDO技术开发机构，燃料电池·氢技术开发部，蓄电技术开发室“NEDO新一代汽车用蓄电池技术开发路线图2013”(2013年8月)
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题近年来，全固态二次电池的开发进展迅速，对全固态二次电池的性能要求也越来越高。尤其，电极活性物质层及固体电解质层由固体粒子形成的全固态二次电池中，为了提高电池的循环特性，希望能够提高固体粒子之间的粘着性。本专利技术的课题在于提供一种能够提高全固态二次电池中固体粒子之间的粘着性且能够提高循环特性的固体电解质组合物。并且，本专利技术的课题在于提供一种粘着性和/或循环特性优异的含有固体电解质的片材及全固态二次电池。此外，本专利技术的课题在于提供一种上述固体电解质组合物、上述含有固体电解质的片材及全固态二次电池各自的制造方法。用于解决技术课题的手段本专利技术人等深入研究结果，发现通过使用含有特定的无机固体电解质及具有阴离子聚合性官能团的化合物的固体电解质组合物，能够实现具有固体粒子之间的较高的粘着性且具有较高的循环特性的全固态二次电池。本专利技术根据这些见解进一步进行了反复研究，从而完成了本专利技术。即，上述问题通过以下方案解决。(1)一种固体电解质组合物，其含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质及具有阴离子聚合性官能团的化合物。(2)根据(1)所述的固体电解质组合物，其中具有阴离子聚合性官能团的化合物由下述通式(1a)或(1b)表示。[化学式1]上述式中，R1～R3分别独立地表示1价的吸电子基团，R4表示与R3及R4所键结的碳原子的键结部位为吸电子性的2价的吸电子基团，Ra表示氢原子或有机基团。X表示m+n价的连接基团，m为0～10的整数，n为2～10的整数。R1及R2、R3及R4可以分别连接而形成环。(3)根据(2)所述的固体电解质组合物，其中具有阴离子聚合性官能团的化合物满足下述条件。(条件)R1～R3分别独立地为硝基、氰基、-C(＝O)OR5、-C(＝O)R6、被氟基取代的烷基或被硝基、氰基、-C(＝O)OR5、-C(＝O)R6及氟基中的至少任一个取代的芳基，R4为*-C(＝O)OR7-、*-C(＝O)R8-、被氟基取代的亚烷基或被硝基、氰基、-C(＝O)OR5、-C(＝O)R6及氟基中的至少任一个取代的亚芳基。R5及R6分别独立地为氢原子、烷基或芳基，R7及R8分别独立地为单键、亚烷基或亚芳基。*表示与R3及R4键结的碳原子的键结部位。(4)根据(1)至(3)中任一项所述的固体电解质组合物，其中具有阴离子聚合性官能团的化合物在一个分子中具有2个以上阴离子聚合性官能团。(5)根据(1)至(4)中任一项所述的固体电解质组合物，其中具有阴离子聚合性官能团的化合物的分子量为100以上且1,000以下。(6)根据(1)至(5)中任一项所述的固体电解质组合物，其中具有阴离子聚合性官能团的化合物的含量相对于固体电解质组合物中的总固体成分小于2质量％。(7)根据(1)至(6)中任一项所述的固体电解质组合物，其含有分散介质。(8)根据(1)至(7)中任一项所述的固体电解质组合物，其含有活性物质。(9)根据(1)至(8)中任一项所述的固体电解质组合物，其含有粒子分散剂。(10)根据(1)至(9)中任一项所述的固体电解质组合物，其中无机固体电解质为硫化物类无机固体电解质。(11)一种固体电解质组合物的制造方法，其包括：在存在分散介质的状态下使无机固体电解质分散以进行浆化的步骤；及在所获得的浆料中添加具有阴离子聚合性官能团的化合物的步骤。(12)一种含有固体电解质的片材，其含有：无机固体电解质，具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；及阴离子聚合物，具有与无机固体电解质键结的由下述通式(2A)或(2B)表示的重复单元。[化学式2]上述式中，R11A及R12A分别独立地表示1价的吸电子基团，R13B表示1价的吸电子基团或-R14B-*2，R14B表示与R13B及R14B所键结的碳原子的键结部位为吸电子性的2价的吸电子基团。*2表示连接键。R11A及R12A、R13B及R14B可以分别连接而形成环。(13)一种含有固体电解质的片材的制造方法，其包括：在基材上涂布(1)至(10)中任一项所述的固体电解质组合物以形成涂膜的步骤；及使上述涂膜通过阴离子聚合的进行而硬化的步骤。(14)一种含有固体电解质的片材的制造方法，其包括：使具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质在存在分散介质的状态下分散以进行浆化的步骤；在基材上涂布所获得的浆料以形成涂膜的步骤；在所形成的涂膜上涂布具有阴离子聚合性官能团的化合物的溶液而进行浸渍以形成片材的步骤；及使所形成的片材通过阴离子聚合的进行而硬化的步骤。(15)一种全固态二次电池，其依次具有负极活性物质层、固体电解质层及正极活性物质层而成，该全固态二次电池中，上述负极活性物质层、固体电解质层及正极活性物质层中的至少一个层含有：无机固体电解质，具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；及阴离子聚合物，具有与无机固体电解质键结的由下述通式(2A)或(2B)表示的重复单元。[化学式3]上述式中，R11A及R12A分别独立地表示1价的吸电子基团，R13B表示1价的吸电子基团或-R14B-*2，R本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体电解质组合物，其含有：无机固体电解质，具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；及具有阴离子聚合性官能团的化合物。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.08 JP 2016-0442821.一种固体电解质组合物，其含有：无机固体电解质，具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；及具有阴离子聚合性官能团的化合物。2.根据权利要求1所述的固体电解质组合物，其中，所述具有阴离子聚合性官能团的化合物由下述通式(1a)或(1b)表示：[化学式1]上述式中，R1～R3分别独立地表示1价的吸电子基团，R4表示与R3及R4所键结的碳原子的键结部位为吸电子性的2价的吸电子基团，Ra表示氢原子或有机基团，X表示m+n价的连接基团，m为0～10的整数，n为2～10的整数，R1及R2、R3及R4可以分别连接而形成环。3.根据权利要求2所述的固体电解质组合物，其中，所述具有阴离子聚合性官能团的化合物满足下述条件：(条件)所述R1～R3分别独立地为硝基、氰基、-C(＝O)OR5、-C(＝O)R6、被氟基取代的烷基或被硝基、氰基、-C(＝O)OR5、-C(＝O)R6及氟基中的至少任一个取代的芳基，所述R4为*-C(＝O)OR7-、*-C(＝O)R8-、被氟基取代的亚烷基或被硝基、氰基、-C(＝O)OR5、-C(＝O)R6及氟基中的至少任一个取代的亚芳基，所述R5及R6分别独立地为氢原子、烷基或芳基，所述R7及R8分别独立地为单键、亚烷基或亚芳基，*表示与R3及R4所键结的碳原子的键结部位。4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电解质组合物，其中，所述具有阴离子聚合性官能团的化合物在一个分子中具有2个以上所述阴离子聚合性官能团。5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体电解质组合物，其中，所述具有阴离子聚合性官能团的化合物的分子量为100以上且1,000以下。6.根据权利要求1至5中任一项所述的固体电解质组合物，其中，所述具有阴离子聚合性官能团的化合物的含量相对于所述固体电解质组合物中的总固体成分小于2质量％。7.根据权利要求1至6中任一项所述的固体电解质组合物，其含有分散介质。8.根据权利要求1至7中任一项所述的固体电解质组合物，其含有活性物质。9.根据权利要求1至8中任一项所述的固体电解质组合物，其含有粒子分散剂。10.根据权利要求1至9中任一项所述的固体电解质组合物，其中，所述无机固体电解质为硫化物类无机固体电解质。11.一种固体电解质组合物的制造方法...
【专利技术属性】
技术研发人员：牧野雅臣，望月宏显，八幡稔彦，三村智则，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP
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