二次电池制造技术

本发明专利技术涉及一种二次电池，其具有：第1电极；第2电极；第1固体电解质，其覆盖所述第1电极，且含有碱土类金属；以及电解液，其填充于所述第1电极以及所述第2电极之间的空间，且含有非水溶剂和溶解于所述非水溶剂中的所述碱土类金属的盐。 1

Two battery

The invention relates to a two battery consisting of a first electrode, a second electrode and a first solid electrolyte, covering the first electrodes, and containing the alkaline earth metal; and the electrolyte, filled with the space between the first electrodes and the second electrodes, and contains a non water-soluble agent and a solvent dissolved in the non water solvent. The salt of the alkaline earth metal. One

【技术实现步骤摘要】
二次电池
本专利技术涉及一种二次电池。本专利技术特别涉及一种碱土类金属二次电池。
技术介绍
近年来，可以期待碱土类金属二次电池的实用化。例如，镁二次电池与以前的锂离子电池相比，具有高理论容量密度。专利文献1公开了一种镁二次电池，其具有用通式：MgMSiO4(其中，M为Fe、Cr、Mn、Co以及Ni中的至少1种)表示的镁化合物作为正极活性物质。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/017461号
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术在碱土类金属二次电池中，提供一种可以抑制电解液的分解的技术。用于解决课题的手段本专利技术的一方式的二次电池具有：第1电极；第2电极；第1固体电解质，其覆盖所述第1电极，且含有碱土类金属；以及电解液，其填充于所述第1电极以及所述第2电极之间的空间，且含有非水溶剂和溶解于所述非水溶剂中的所述碱土类金属的盐。专利技术的效果根据本专利技术的一方式，在碱土类金属二次电池中，可以抑制电解液的分解。附图说明图1是表示第1实施方式的二次电池的构成例的示意剖视图。图2是表示第1实施方式的二次电池的变形例1的构成的示意剖视图。图3是表示第1实施方式的二次电池的变形例2的构成的示意剖视图。图4是表示第1实施方式的二次电池的变形例3的构成的示意剖视图。图5是表示第1实施方式的二次电池的变形例4的构成的示意剖视图。图6是表示第1实施方式的二次电池的变形例5的构成的示意剖视图。图7是表示第2实施方式的二次电池的构成例的示意剖视图。图8是表示第2实施方式的二次电池的变形例1的构成的示意剖视图。图9是表示第2实施方式的二次电池的变形例2的构成的示意剖视图。图10是表示样品1～4的用CV测定得到的电位-电流曲线的图。具体实施方式(成为本专利技术基础的见解)作为提高镁二次电池的能量密度的技术之一，报告了各种正极材料。例如，专利文献1公开了用MgMSiO4(其中，M为Fe、Cr、Mn、Co以及Ni中的至少1种)表示的镁化合物作为正极材料。镁的标准电极电位为-2.36V。该值比锂的标准电极电位-3.05V更正。因此，在镁二次电池的电解液中，与以前的锂离子二次电池的电解液相比，要求更高的耐氧化性。例如，镁基准下的4.00V的充电电位相当于锂基准下的4.69V的充电电位。该充电电位如果是以前的锂离子二次电池，则为电解液发生氧化分解这种程度的高电位。因此，在镁基准下的正极的充电电位超过4V的情况下，要求超过在以前的锂离子二次电池中可以设想的范围的更高的耐氧化性。然而，在镁二次电池中，满足这样的要求的电解液较少。特别地，在充电时的正极的电位超过4V这样的情况下，尚未报告满足这样的要求的电解液。本专利技术人着眼于电解液通过在正极与电解液之间和/或负极与电解液之间的电子授受而发生分解，就抑制电子授受的手段进行了研究。迄今为止，本专利技术人成功地开发了以前没有进行过报告的具有镁离子的离子传导性的固体电解质薄膜。本专利技术人这次发现：这些固体电解质薄膜具有一方面允许镁离子的移动，而另一方面可以阻挡电子的移动的性质，从而想到了以下说明的二次电池。此外，以上的说明并不将本专利技术的二次电池限定为镁二次电池。其它碱土类金属(例如Ca、Sr或者Ba)的标准电极电位由于也比锂的标准电极电位稍正，因而本专利技术可以适用于碱土类金属二次电池。例如，在以下例示的各种材料中，可以将镁与其它碱土类金属进行适当的置换。另外，铝的标准电极电位由于也比锂离子的标准电极电位更正，因而本专利技术也可以适用于铝二次电池。(附图以及术语的定义)本专利技术对于特定的实施方式，参照附图进行说明，但本专利技术并不局限于此，只受到权利要求的限制。附图只不过是概略的且非限定性的内容。在附图中，几个构成要素的尺寸以及形状有时为了说明的目的而有所夸大，并不如比例尺那样进行描写。尺寸以及相对尺寸未必与本专利技术的实际具体化尺寸相对应。在本专利技术中，术语“第1”以及“第2”的使用不是为了记述时间上或者空间上的顺序，而是为了区别类似的构成要素。因此，“第1”以及“第2”能够进行适当的更换。在本专利技术中，术语“上(top)”“下(bottom)”等是以说明为目的而使用的，未必记述相对的位置。这些术语在适当的状况下可以更换，各种实施方式能够在除这里说明或者图示过的方向以外的其它方向动作。在本专利技术中，术语“配置于Y上的X(XdisposedonY)”意味着X处在与Y相接的位置，并不将X和Y的相对的位置关系限定于特定的方向。在本专利技术所说明的构成要素中，对于在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任选的构成要素进行说明。(第1实施方式)[1.二次电池的构成]图1是表示第1实施方式的二次电池100的构成的示意剖视图。二次电池100具有正极10、负极20、电解液30以及固体电解质层40。负极20与正极10分离而对置。固体电解质层40覆盖着正极10。电解液30填充于正极10和负极20之间的空间。二次电池100通过使碱土类金属离子在正极10和负极20之间移动而进行充放电。二次电池100例如也可以进一步具有分隔固体电解质层40和负极20的隔膜(未图示)。在此情况下，电解液30也可以浸渍于隔膜的内部。二次电池100的形状并不局限于图1所示的例子，例如也可以是片材形、硬币形、纽扣形、层叠形、圆筒形、扁平形或者方形。[2.正极]正极10包含正极集电体11和正极活性物质层12。正极活性物质层12配置于正极集电体11上，且含有多个正极活性物质粒子13。换句话说，多个正极活性物质粒子13配置于正极集电体11上。正极活性物质层12的上表面为由多个正极活性物质粒子13划定的凹凸面。正极集电体11例如为金属片材或者金属薄膜。正极集电体11既可以是多孔质的，也可以是无孔的。作为金属材料的例子，可以列举出铝、铝合金、不锈钢、钛以及钛合金。在正极集电体11的表面也可以涂布碳等碳材料。或者，正极集电体11也可以是透明导电膜。作为透明导电膜的例子，可以列举出铟-锡氧化物(ITO)、铟-锌氧化物(IZO)、氟掺杂氧化锡(FTO)、锑掺杂氧化锡(ATO)、氧化铟(In2O3)、氧化锡(SnO2)、以及含有Al的锌氧化物。正极活性物质粒子13例如包含选自含有碱土类金属和过渡金属的金属氧化物、含有碱土类金属和过渡金属的金属硫化物、含有碱土类金属和过渡金属的聚阴离子盐化合物、以及含有碱土类金属和过渡金属的氟化聚阴离子盐化合物之中的至少1种。碱土类金属例如为选自Mg、Ca、Sr以及Ba之中的至少1种。过渡金属例如为选自Mn、Co、Cr、V、Ni以及Fe之中的至少1种。这些材料能够嵌入和脱嵌碱土类金属离子。在二次电池100为镁二次电池的情况下，作为正极活性物质粒子13的材料的例子，可以列举出MgM2O4(其中，M为选自Mn、Co、Cr、Ni以及Fe之中的至少1种)、MgMO2(其中，M为选自Mn、Co、Cr、Ni以及Al之中的至少1种)、MgMSiO4(其中，M为选自Mn、Co、Ni以及Fe之中的至少1种)、以及MgxMyAOzFw(其中，M为过渡金属、Sn、Sb或者In，A为P、Si或者S，0＜x≤2、0.5≤y≤1.5、y为3或者4、0.5≤w≤1.5)。在二次电池100为钙二次电池的情况下，作为正极活性物质粒子13的材料的例子，可以列举出CaM2O4以及CaM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种二次电池，其具有：

【技术特征摘要】
2016.12.07 JP 2016-237242;2017.08.02 JP 2017-149701.一种二次电池，其具有：第1电极；第2电极；第1固体电解质，其覆盖所述第1电极，且含有碱土类金属；以及电解液，其填充于所述第1电极以及所述第2电极之间的空间，且含有非水溶剂和溶解于所述非水溶剂中的所述碱土类金属的盐。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述碱土类金属为镁。3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第1固体电解质进一步含有由氧和氮的至少一方、以及磷和硅的至少一方构成的聚阴离子。4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第1固体电解质含有氮化磷酸镁、或者MgxMySiOz，其中，M为选自Ti、Zr、Hf、Ca、Sr以及Ba之中的至少1种，0＜x＜2、0＜y＜2、3＜z＜6。5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述第1固体电解质含有MgxZrySiOz，其中，0＜x＜2、0＜y＜2、3＜z＜6。6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第1固体电解质为非晶质。7.根据权利要求1～6中任一项所述的二次电池，其中，所述第1电极为正极，所述第2电极为负极。8.根据权利要求7所述的二次电池，其中，所述正极包含：正极集电体，以及正极活性物质层，其配置于所述正极集电体上，且含有多个正极活性物质粒子；所述第1固体电解质是配置于所述正极活性物质层上、且一并覆盖所述多个正极活性物质粒子的1个层。9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述正极活性物质层具有由所述多个正极活性物质粒子划定的凹凸面；所述第1固体电解质沿着所述凹凸面而形成。10.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：辻田卓司，西谷雄，藤之木纪仁，富山盛央，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP