用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料、基于硫化物的固态电池的正电极和其制造方法、以及基于硫化物的固态电池和其制造方法技术

本发明专利技术提供了一种用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料，所述浆料至少含有：含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物、正电极活性材料、和溶剂或分散介质。当将浆料的干体积设定为100体积％时，基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至10体积％。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】1.
本专利技术涉及一种形成基于硫化物的固态电池中使用的正电极的浆料、基于硫化物的固态电池的正电极和其制造方法、以及基于硫化物的固态电池和其制造方法。2.相关技术描述二次电池为可将伴随化学反应的化学能的减小转化为电能以便能够放电并且除此之外在电流沿着与放电过程中相反的方向流动时可将电能转化为化学能以便能够贮存(充电)的电池。在二次电池中，锂离子二次电池具有高的能量密度；因此，其被广泛用作便携式装置如膝上型计算机、便携式电话等的电源。在锂二次电池中，当使用石墨(以C表示)作为负电极活性材料时，在放电过程中，负电极处发生根据下式(I)的反应。LixC→C+xLi++xe-(I)(在式(I)中，0＜x＜1)。根据式(I)的反应生成的电子流经外电路并在对外负载做功后到达正电极。然后，根据式(I)的反应生成的锂离子(Li+)通过电渗透自负电极侧经由介于负电极和正电极之间的电解质移向正电极侧。此外，当使用锂钴氧化物(Li1-xCoO2)作为正电极活性材料时，在放电过程中，正电极处发生根据下式(II)的反应。Li1-xCoO2+xLi++xe-→LiCoO2(II)(在式(II)中，0＜x＜1)在充电过程中，在负电极和正电极处，根据式(I)和式(II)的逆反应分别在负电极和正电极处发生。因此，将在负电极处再生通过石墨插层嵌锂的石墨(LixC)并且在正电极处再生锂钴氧化物(Li1-xCoO2)。相应r>地，再放电成为可能。在锂二次电池中，其中使用固体电解质作为电解质并且电池完全固化的锂二次电池在电池中不使用易燃有机溶剂；因此，据认为，可实现装置的安全和简化并且生产成本和生产率是足够的。作为此类固体电解质中使用的固体电解质材料，已知基于硫化物的固体电解质。在日本专利申请公开第2011-165650号(JP 20011-165650 A)中，公开了一种基于硫化物的固体电解质电池，其中正电极、负电极和电解质层中的至少任何之一含有基于硫化物的固体电解质并且在基于硫化物的固体电解质电池中含有碱性材料。在JP 2011-165650 A的说明书的段落[0034]中，描述了可使用PVDF作为正电极的粘结剂。然而，存在当使用PVDF均聚物时无法获得足够的电池输出的可能性。
技术实现思路
本专利技术提供了形成基于硫化物的固态电池中使用的正电极的浆料、基于硫化物的固态电池的正电极和其制造方法、以及基于硫化物的固态电池和其制造方法。根据本专利技术的第一方面的用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料至少含有：含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物、正电极活性材料、和溶剂或分散介质。当将浆料的干体积设定为100体积％时，基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至10体积％。在根据第一方面的用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料中，偏二氟乙烯单体单元在基于氟的共聚物中的含量比率可为40摩尔％至70摩尔％。在根据第一方面的用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料中，基于氟的共聚物还可含有选自四氟乙烯单体单元、六氟丙烯单体单元、氟乙烯单体单元、三氟乙烯单体单元、三氟氯乙烯单体单元、全氟甲基乙烯基醚单体单元和全氟乙基乙烯基醚单体单元中的至少一种基于氟的单体单元。在根据第一方面的用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料中，可含有基于硫化物的固体电解质。在根据第一方面的用于基于硫化物固态电池的正电极的浆料中，溶剂或分散介质可含有由下式表示的酯化合物：R1-CO2-R2在该式中，R1表示具有3至10个碳原子的直链或支链脂肪族基团或者具有6至10个碳原子的芳香族基团，以及R2表示具有4至10个碳原子的直链或支链脂肪族基团。在根据第一方面的用于基于硫化物固态电池的正电极的浆料中，当将干体积设定为100体积％时，基于氟的共聚物的含量比率可为1.5体积％至4.0体积％。根据本专利技术的第二方面的基于硫化物的固态电池的正电极至少含有：含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物和正电极活性材料。当将基于硫化物的固态电池的正电极的体积设定为100体积％时，基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至10体积％。在根据第二方面的基于硫化物的固态电池的正电极中，偏二氟乙烯单体单元在基于氟的共聚物中的含量比率可为40摩尔％至70摩尔％。在根据第二方面的基于硫化物的固态电池的正电极中，基于氟的共聚物还可含有选自四氟乙烯单体单元、六氟丙烯单体单元、氟乙烯单体单元、三氟乙烯单体单元、三氟氯乙烯单体单元、全氟甲基乙烯基醚单体单元和全氟乙基乙烯基醚单体单元中的至少一种基于氟的单体单元。在根据第二方面的基于硫化物的固态电池的正电极中，浆料中可含有基于硫化物的固体电解质。在根据第二方面的基于硫化物的固态电池的正电极中，当将基于硫化物的固态电池的正电极的体积设定为100体积％时，基于氟的共聚物的含量比率可为1.5体积％至4.0体积％。根据本专利技术的第三方面的基于硫化物的固态电池具有正电极、负电极、以及介于正电极和负电极之间的基于硫化物的固态电解质层。所述正电极包含基于硫化物的固态电池的正电极。根据本专利技术的第四方面的用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法为用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法，所述正电极至少包含正电极活性材料和基于氟的共聚物，所述基于氟的共聚物含有偏二氟乙烯单体单元。所述方法包括：制备基材；至少捏合基于氟的共聚物、正电极活性材料、以及溶剂或分散介质以制备浆料，其中当将在所制造的基于硫化物的固态电池的正电极中浆料的干体积设定为100体积％时，浆料中基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至10体积％；和在基材的至少一个表面上涂布所述浆料以形成基于硫化物的固态电池的正电极。在根据第四方面的用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法中，偏二氟乙烯单体单元在基于氟的共聚物中的含量比率可为40摩尔％至70摩尔％。在根据第四方面的用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法中，基于氟的共聚物还可含有选自四氟乙烯单体单元、六氟丙烯单体单元、氟乙烯单体单元、三氟乙烯单体单元、三氟氯乙烯单体单元、全氟甲基乙烯基醚单体单元和全氟乙基乙烯基醚单体单元中的至少一种基于氟的单体单元。在根据第四方面的用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法中，浆料可还含有基于硫化物的固体电解质。在根据第四方面的用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料，包含：含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物；正电极活性材料；和溶剂或分散介质，其中当将所述浆料的干体积设定为100体积％时，所述基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至10体积％。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.31 JP 2012-124963;2012.10.10 JP 2012-225501.一种用于基于硫化物的固态电池的正电极的浆料，包含：
含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物；
正电极活性材料；和
溶剂或分散介质，
其中当将所述浆料的干体积设定为100体积％时，所述基于氟的共聚
物的含量比率为1.5体积％至10体积％。
2.根据权利要求1所述的浆料，
其中所述偏二氟乙烯单体单元在所述基于氟的共聚物中的含量比率
为40摩尔％至70摩尔％。
3.根据权利要求1或2所述的浆料，
其中所述基于氟的共聚物还含有选自四氟乙烯单体单元、六氟丙烯单
体单元、氟乙烯单体单元、三氟乙烯单体单元、三氟氯乙烯单体单元、全
氟甲基乙烯基醚单体单元和全氟乙基乙烯基醚单体单元中的至少一种基
于氟的单体单元。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的浆料，还包含基于硫化物的
固体电解质。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的浆料，
其中所述溶剂或分散介质含有由下式表示的酯化合物：
R1-CO2-R2其中，R1表示具有3至10个碳原子的直链或支链脂肪族基团或者具
有6至10个碳原子的芳香族基团，以及
R2表示具有4至10个碳原子的直链或支链脂肪族基团。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的浆料，
其中当将所述干体积设定为100体积％时，所述基于氟的共聚物的含
量比率为1.5体积％至4.0体积％。
7.一种基于硫化物的固态电池用正电极，包含：
含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物；和
正电极活性材料，
其中当将用于基于硫化物的固态电池的所述正电极的体积设定为
100体积％时，所述基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至10体积％。
8.根据权利要求7所述的正电极，
其中所述偏二氟乙烯单体单元在所述基于氟的共聚物中的含量比率
为40摩尔％至70摩尔％。
9.根据权利要求7或8所述的正电极，
其中所述基于氟的共聚物还含有选自四氟乙烯单体单元、六氟丙烯单
体单元、氟乙烯单体单元、三氟乙烯单体单元、三氟氯乙烯单体单元、全
氟甲基乙烯基醚单体单元和全氟乙基乙烯基醚单体单元中的至少一种基
于氟的单体单元。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的正电极，还包括：
基于硫化物的固体电解质。
11.根据权利要求7至10中任一项所述的正电极，
其中当将用于所述基于硫化物的固态电池的所述正电极的体积设定
为100体积％时，所述基于氟的共聚物的含量比率为1.5体积％至4.0体
积％。
12.一种基于硫化物的固态电池，包括：
正电极；
负电极；以及
介于所述正电极和所述负电极之间的基于硫化物的固体电解质层，
其中所述正电极包含根据权利要求7至11中任一项所述的用于基于
硫化物的固态电池的正电极。
13.一种用于制造基于硫化物的固态电池的正电极的方法，所述正电
极包括正电极活性材料和含有偏二氟乙烯单体单元的基于氟的共聚物，包

\t括：
制备基材；
至少捏合所述基于氟的共聚物、所述正电极活性材料、以及溶剂或分
散介质以制备浆料，其中当将在所制造的基于硫化物的固态电池的正电极
中所述浆料的干体积设定为100体积％时，所述浆料中所述基于氟的共聚
物的含量比率为1.5体积％至10体积％；和
在所述基材的至少任一表面上涂布所述浆料以形成基于硫化物的固
态电池的正电...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川元，久保博纪，桥本裕一，小坂大地，渡边圭介，五十岚民人，佐久间充康，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，株式会社吴羽，
类型：发明
国别省市：日本;JP