本发明专利技术提供一种能够抑制固体粒子之间的界面阻抗的上升，并且还能够实现牢固的粘合性的固体电解质组合物、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法。固体电解质组合物含有无机固体电解质、平均粒径为1nm～10μm的粘合剂粒子及分散介质，所述固体电解质组合物中，粘合剂粒子包含具有源自分子量小于1,000的聚合性化合物的构成成分的聚合物，构成成分具有10个以上碳原子键合而成的脂肪族烃链及硅氧烷结构中的至少一者作为聚合物的侧链。在全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法中使用该固体电解质组合物。
Manufacturing methods of solid electrolyte composition, sheet for all solid secondary battery, electrode sheet for all solid secondary battery and all solid secondary battery, sheet for all solid secondary battery and all solid secondary battery
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质组合物、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用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、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池是具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质，并且能够在2个电极之间使锂离子往复移动以进行充电和放电的电池。以往，在锂离子二次电池中，作为电解质而使用有机电解液。然而，有机电解液容易产生液体泄漏，并且，由于过充电和过放电可能在电池内部发生短路而被点燃，因此需要进一步提高可靠性和安全性。在这种情况下，使用无机固体电解质来代替有机电解液的全固态二次电池受到关注。在全固态二次电池中，所有的负极、电解质及正极均由固体构成，能够大幅度改善使用了有机电解液的电池的作为课题的安全性及可靠性，并且也能够延长寿命。而且，全固态二次电池能够设为电极和电解质直接排列并串联配置的结构。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。在这种全固态二次电池中，提出了一种由含有无机固体电解质或活性物质及特定的高分子化合物等粘合剂粒子(粘合剂)的材料来形成负极的活性物质层、固体电解质层及正极的活性物质层中的任一个层。例如，专利文献1中记载有包含无机固体电解质、作为侧链成分由插入了数均分子量为1,000以上的大分子单体的聚合物构成的平均粒径为10nm以上且1,000nm以下的粘合剂粒子及分散介质的固体电解质组合物。在专利文献2中，记载有包含无机固体电解质、特定的活性物质及特定的粒子状聚合物的固体电解质组合物。作为特定的粒子状聚合物，具体而言，记载有具有在主链中插入有包含硅氧烷结构的重复单元的聚合物、插入有数均分子量为1,000以上的大分子单体的聚合物。进而，在专利文献3中，记载有包含无机固体电解质、由具有将壬基苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯用作单体的核壳结构的粒子状聚合物构成的粘合剂、非极性溶剂的组合物(浆料)。以往技术文献专利文献专利文献1；日本特开2015-088486号公报专利文献2：日本特开2016-149238号公报专利文献3；国际公开第2012/173089号
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题由于全固态二次电池的结构层(无机固体电解质层及活性物质层)通常由无机固体电解质、根据需要由活性物质或导电助剂、进而由粘合剂粒子形成，因此固体粒子(无机固体电解质、固体粒子、导电助剂等)之间的界面接触不充分，界面阻抗变高。另一方面，若基于粘合剂粒子的固体粒子彼此的粘合性弱，则引起固体粒子彼此的接触不良而降低电池性能。然而，近年来，全固态二次电池的开发正在迅速进行，全固态二次电池所需要的电池性能也在提高，希望以更高的水平兼顾界面阻抗的降低和粘合性的提高。本专利技术的课题在于提供一种通过用作构成全固态二次电池的结构层的材料，在所获得的全固态二次电池中，能够抑制固体粒子之间的界面阻抗的上升并且还能够实现牢固的粘合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使用了该固体电解质组合物的全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法。用于解决技术课题的手段本专利技术人等重复进行各种研究的结果，发现通过聚合特定的聚合性化合物，将由在所获得的聚合物的侧链上导入了由碳原子数10以上的脂肪族烃构成的链结构(脂肪族烃链)或硅氧烷结构的聚合物来形成的特定粒径的粘合剂粒子与固体粒子组合使用而分散于分散介质的固体电解质组合物显示高分散稳定性。进而，发现通过将该固体电解质组合物用作全固态二次电池的结构层的构成材料，能够在抑制固体粒子之间的界面阻抗的同时牢固地粘结固体粒子，并且能够向全固态二次电池赋予优异的电池性能。本专利技术基于这些见解而进一步进行反复研究，以至完成了本专利技术。即，上述课题通过以下方式得到了解决。＜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、平均粒径为1nm～10μm的粘合剂粒子及分散介质，所述固体电解质组合物中，粘合剂粒子包含具有源自分子量小于1,000的聚合性化合物的构成成分的聚合物，该构成成分具有10个以上碳原子键合而成的脂肪族烃链及硅氧烷结构中的至少一者作为聚合物的侧链。＜2＞根据＜1＞所述的固体电解质组合物，其中，聚合物具有SP值为10.5(cal1/2cm-3/2)以上的构成成分。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的固体电解质组合物，其中，源自聚合性化合物的构成成分的在聚合物中的含量为0.1～70质量％。＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，聚合物的玻璃化转变温度为30℃以下。＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，脂肪族烃链为直链状。＜6＞根据＜1＞至＜5＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，源自聚合性化合物的构成成分具有至少1个下述式(HC)所表示的链结构作为脂肪族烃链。[化学式1]式(HC)式(HC)中，R1及R2各自独立地表示氢原子、卤原子、氰基、烷基、烷氧基或芳基。n为10以上的整数。＜7＞根据＜1＞至＜6＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，聚合物具有至少1个选自下述官能团组的官能团。＜官能团组＞酸性官能团、碱性官能团、羟基、氰基、烷氧基甲硅烷基、芳基、杂芳基及3环以上稠合而成的烃环基＜8＞根据＜1＞至＜7＞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。＜9＞根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的固体电解质组合物，其含有活性物质。＜10＞一种全固态电池用片材，其具有由上述＜1＞至＜9＞中任一项所述的固体电解质组合物构成的层。＜11＞一种全固态电池用电极片，其具有由上述＜9＞所述的固体电解质组合物构成的活性物质层。＜12＞一种全固态二次电池，其依次具备正极活性物质层、固体电解质层及负极活性物质层，所述全固态二次电池中，正极活性物质层、固体电解质层及负极活性物质层中的至少一层为由＜1＞至＜9＞中任一项所述的固体电解质组合物构成的层。＜13＞一种全固态二次电池用片材的制造方法，其对上述＜1＞至＜9＞中任一项所述的固体电解质组合物进行制膜。＜14＞一种全固态二次电池的制造方法，其通过上述＜13＞所述的制造方法来制造全固态二次电池。专利技术效果当本专利技术的固体电解质组合物用作全固态二次电池用片材或全固态二次电池的结构层的材料时，有效地抑制固体粒子之间的界面阻抗的上升，并且能够形成固体粒子彼此牢固地粘结的片材或结构层。本专利技术的全固态二次电池用片材为低电阻且显示牢固的粘合性，本专利技术的全固态本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体电解质组合物，其含有：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、平均粒径为1nm～10μm的粘合剂粒子及分散介质，所述固体电解质组合物中，/n所述粘合剂粒子包含聚合物，该聚合物具有源自分子量小于1,000的聚合性化合物的构成成分，/n所述构成成分具有10个以上碳原子键合而成的脂肪族烃链及硅氧烷结构中的至少一者作为所述聚合物的侧链。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171117 JP 2017-2218401.一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、平均粒径为1nm～10μm的粘合剂粒子及分散介质，所述固体电解质组合物中，
所述粘合剂粒子包含聚合物，该聚合物具有源自分子量小于1,000的聚合性化合物的构成成分，
所述构成成分具有10个以上碳原子键合而成的脂肪族烃链及硅氧烷结构中的至少一者作为所述聚合物的侧链。
2.根据权利要求1所述的固体电解质组合物，其中，
所述聚合物具有SP值为10.5cal1/2cm-3/2以上的构成成分。
3.根据权利要求1或2所述的固体电解质组合物，其中，
所述源自聚合性化合物的构成成分的在所述聚合物中的含量为0.1～70质量％。
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，
所述聚合物的玻璃化转变温度为30℃以下。
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，
所述脂肪族烃链为直链状。
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，
所述源自聚合性化合物的构成成分具有至少1个下述式(HC)所表示的链结构作为所述脂肪族烃链，
[化学式1]
式(HC)
式(HC)中，R1及R...
【专利技术属性】
技术研发人员：望月宏显，牧野雅臣，三村智则，串田阳，
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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