电极复合体、电极复合体的制造方法以及锂电池技术

本发明专利技术提供电极复合体、电极复合体的制造方法以及锂电池，通过将该电极复合体应用于锂二次电池而能实现表现出稳定的充放电循环的锂二次电池，通过上述电极复合体的制造方法可制造该电极复合体，具备该电极复合体的锂电池表现出稳定的充放电循环。电极复合体(4)其特征在于，具有：活性物质成形体(2)，具备包含锂复合氧化物的颗粒状的活性物质粒子(21)及设于活性物质粒子(21)彼此间的连通孔；第一固体电解质层(3)，设于活性物质成形体(2)的表面，并包含第一无机固体电解质；及第二固体电解质层(5)，设于活性物质成形体(2)的表面，并包含组成与第一无机固体电解质不同、且含有硼作为构成元素的晶质的第二无机固体电解质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电极复合体、电极复合体的制造方法以及锂电池。
技术介绍
作为以便携式信息设备为代表的众多电气设备的电源，利用有锂电池(包括一次电池以及二次电池)。锂电池具备正极、负极以及设在这些层之间以作为锂离子传导的媒介的电解质层。近年来，作为兼具高能量密度和安全性的锂电池，提议有一种使用固体电解质作为电解质层的形成材料的全固体型锂电池(例如参照专利文献1～3)。对于这些全固体型锂电池，要求更高的输出及容量，但是，不能说现有的全固体型锂电池已经充分获得了这些特性。先行技术文献专利文献专利文献1：日本特开2006-277997号公报专利文献2：日本特开2004-179158号公报专利文献3：日本专利第4615339号公报
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于，提供通过应用于锂二次电池而能实现表现出稳定的充放电循环的锂二次电池的电极复合体、能够制造该电极复合体的电极复合体的制造方法以及具备该电极复合体并表现出稳定的充放电循环的锂电池。通过下面的本专利技术来实现上述目的。本专利技术的电极复合体的特征在于，具有：活性物质成形体，具备包含锂复合氧化物的呈颗粒状的活性物质粒子、以及设于所述活性物质粒子彼此间的连通孔；第一固体电解质层，设于所述活性物质成形体的表面，并包含第一无机固体电解质；以及第二固体电解质层，设于所述活性物质成形体的表面，并包含组成与所述第一无机固体电解质不同、且含有硼作为构成元素的晶质的第二无机固体电解质。由此，可得到通过应用于锂二次电池而能使表现出稳定的充放电循环的锂二次电池得以实现的电极复合体。并且，由于第二无机固体电解质是晶质的，所以充分发挥材料固有的电荷迁移率，从而能够通过第二固体电解质层充分补偿伴随在活性物质成形体的连通孔内第一固体电解质层的欠缺而产生的电荷迁移的降低。由此，能够实现锂二次电池的高容量化及高输出化。优选地，在本专利技术的电极复合体中，所述锂复合氧化物是LiCoO2。由此，活性物质粒子能够在与第二无机固体电解质之间更顺利地进行电荷迁移。为此，包含该锂复合氧化物的锂二次电池能够实现更加稳定的充放电循环。优选地，在本专利技术的电极复合体中，所述第一无机固体电解质是Li7-xLa3(Zr2-x，Mx)O12，式中，M表示Nb、Sc、Ti、V、Y、Hf、Ta、Al、Si、Ga、Ge、Sn、及Sb中的至少一种，X表示0以上2以下的实数。由此，可得到与第二无机固体电解质发生意外反应的可能性低的第一无机固体电解质。另外，通过采用这样的第一无机固体电解质，能够进一步提高活性物质成形体与第一固体电解质层之间的电荷迁移率。优选地，在本专利技术的电极复合体中，所述第二无机固体电解质是Li2+XBXC1-XO3，其中，X表示大于0且小于1的实数。由此，可得到不易受水分的影响、且具有相对高的电荷迁移率的第二无机固体电解质。另外，通过采用这样的第二无机固体电解质，将增强电极复合体中的离子传导性，可得到能够实现不仅长期维持高可靠性、且还达到了高容量化和高输出化的锂二次电池的电极复合体。本专利技术的电极复合体的制造方法，其特征在于，包括以下工序：供给第一无机固体电解质的溶液，使所述溶液与具备包含锂复合氧化物的呈颗粒状的活性物质粒子和设于所述活性物质粒子彼此间的连通孔的活性物质成形体接触，并使所述溶液浸渗(含浸)入所述连通孔内；对浸渗有所述溶液的所述活性物质成形体进行加热；供给组成与所述第一无机固体电解质不同、且含有硼作为构成元素的第二无机固体电解质的固形物，使所述第二无机固体电解质的固形物与所述活性物质成形体接触；使所述第二无机固体电解质的固形物熔融，并使所述第二无机固体电解质的熔融物浸渗入所述连通孔内；以及使所述熔融物固化并结晶。由此，能够高效地制造可实现表现出稳定的充放电循环的锂二次电池的电极复合体。本专利技术的电极复合体的制造方法，其特征在于，包括以下工序：供给第一无机固体电解质的固形物和第二无机固体电解质的固形物，使所述第一无机固体电解质的固形物和所述第二无机固体电解质的固形物与具备包含锂复合氧化物的呈颗粒状的活性物质粒子和设于所述活性物质粒子彼此间的连通孔的活性物质成形体接触，所述第二无机固体电解质具有低于所述第一无机固体电解质的熔点，并含有硼作为构成元素；使所述第二无机固体电解质的固形物熔融，并使所述第二无机固体电解质的熔融物与所述第一无机固体电解质的固形物一道浸渗入所述连通孔内；以及使所述熔融物固化并结晶。由此，能够高效地制造可实现表现出稳定的充放电循环的锂二次电池的电极复合体。本专利技术的锂电池的特征在于，具有：本专利技术的电极复合体；集电体，设置为在所述电极复合体的一面处与所述活性物质成形体接触；以及电极，设置为在所述电极复合体的另一面处与所述第一固体电解质层或者所述第二固体电解质层接触。由此，可得到表现出稳定的充放电循环的锂二次电池。并且，可得到实现了高容量化及高输出化的锂二次电池。优选地，在本专利技术的锂电池中，还具有：第三固体电解质层，设于所述电极复合体与所述电极之间，并包含含有硼作为构成元素的非晶质的第三无机固体电解质。由此，可得到更长期地表现出稳定的充放电循环的锂二次电池。附图说明图1是示出应用了本专利技术的锂电池的第一实施方式的锂二次电池的纵截面图。图2的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图3的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图4的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图5的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图6的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图7的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图8的(a)和(b)是用于说明图1所示锂二次电池的制造方法的图。图9是示出采用本专利技术的锂电池制造方法制造的锂二次电池的第二实施方式的纵截面图。图10是示出采用本专利技术的锂电池制造方法制造的锂二次电池的第三实施方式的纵截面图。符号说明1集电体；2活性物质成形体；2B活性物质成形体；3第一固体电解质层；3X液状体；3Y粉末；4电极复合体；4B电极复合体；4a一面；4b另一面；5第二固体电解质层；5X粉末；6第三固体电解质层；10层叠体；20电极；21活性物质粒子；22贵金属粒子；26浆体；31粒状体；100锂二次电池；100A锂二次电池；100B锂二次电池；D分配器；F成形模具；F2成形模具；F21底部；F22盖部；F25凹部具体实施方式下面，参照附图说明根据本专利技术的电极复合体、电极复合体的制造方法以及锂电池。需要注意的是，为了便于观察附图以及易于理解说明，使用于说明的附图中的各构成成分的尺寸、比率等适当地有所不同进行了记载，但这些只是为了方便起见。并且，为了便于说明，将所记载的上侧称为“上”，下侧称为“下”。(第一实施方式)在本实施方式中，对根据本专利技术的电极复合体、电极复合体的制造方法以及锂电池进行说明。首先，说明应用了根据本专利技术的锂电池的锂二次电池100。图1是锂二次电池100的纵截面图。锂二次电池100具有层叠体10和接合在层叠体10上的电极20。该锂二次电池100是所谓的全固体型锂(离子)二次电池。层叠体10具备集电体1、活性物质成形体2、第一固体电解质层3以及第二固体电解质层5。需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电极复合体，其特征在于，具有：活性物质成形体，具备包含锂复合氧化物的呈颗粒状的活性物质粒子、以及设于所述活性物质粒子彼此间的连通孔；第一固体电解质层，设于所述活性物质成形体的表面，并包含第一无机固体电解质；以及第二固体电解质层，设于所述活性物质成形体的表面，并包含组成与所述第一无机固体电解质不同、且含有硼作为构成元素的晶质的第二无机固体电解质。

【技术特征摘要】
2015.06.08 JP 2015-1155071.一种电极复合体，其特征在于，具有：活性物质成形体，具备包含锂复合氧化物的呈颗粒状的活性物质粒子、以及设于所述活性物质粒子彼此间的连通孔；第一固体电解质层，设于所述活性物质成形体的表面，并包含第一无机固体电解质；以及第二固体电解质层，设于所述活性物质成形体的表面，并包含组成与所述第一无机固体电解质不同、且含有硼作为构成元素的晶质的第二无机固体电解质。2.根据权利要求1所述的电极复合体，其特征在于，所述锂复合氧化物是LiCoO2。3.根据权利要求1或2所述的电极复合体，其特征在于，所述第一无机固体电解质是Li7-xLa3(Zr2-x，Mx)O12，式中，M表示Nb、Sc、Ti、V、Y、Hf、Ta、Al、Si、Ga、Ge、Sn及Sb中的至少一种，X表示0以上2以下的实数。4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极复合体，其特征在于，所述第二无机固体电解质是Li2+XBXC1-XO3，式中，X表示大于0且小于1的实数。5.一种电极复合体的制造方法，其特征在于，包括以下工序：供给第一无机固体电解质的溶液，使所述溶液与具备包含锂复合氧化物的呈颗粒状的活性物质粒子和设于所述活性物质粒子彼此间的连通孔的活性物质成形体接触，并使所述溶液浸渗入所述连通孔内；对浸渗有所述溶液的所述活性物质成形体进行加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：寺冈努，横山知史，山本均，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP