固体电解质层叠体及使用其的全固体电池制造技术

本发明专利技术涉及固体电解质层叠体及使用其的全固体电池。提供尽管固体电解质层叠体中含有氧化铝等绝缘体也能抑制全固体电池的放电容量的下降的固体电解质层叠体。提供包含固体电解质和绝缘体的固体电解质层叠体(10)，其为将第1的低绝缘体含有固体电解质层(L1)、高绝缘体含有固体电解质层(H1)和第2的低绝缘体含有固体电解质层(L2)按该顺序层叠的多层结构，并且第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层(L1和L2)的各自中的氧化铝、粘合剂等绝缘体的含有率小于高绝缘体含有固体电解质层(H1)中的绝缘体的含有率。

【技术实现步骤摘要】
固体电解质层叠体及使用其的全固体电池
本公开涉及固体电解质层叠体及使用其的全固体电池。
技术介绍
近年来，将电解液置换为固体电解质的全固体电池正受到关注。与之相伴，正在积极进行与固体电解质层相关的开发。例如，在专利文献1中公开了具有分隔体(隔板)的锂电池，该分隔体由具有多个贯通孔的电绝缘性片材和填充在这些贯通孔中的固体电解质构成。另外，也进行大量将作为绝缘体的氧化铝添加至固体电解质层以提高固体电解质层的功能性的努力。例如，在专利文献2中公开了将氧化铝粒子添加至固体电解质层由此能抑制内部短路的技术。另外，专利文献3中公开了将氧化铝与硫化物系锂离子传导性固体电解质混合以提高离子传导性的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开平10-106627号公报专利文献2：日本特开2017-73201号公报专利文献3：日本特开2009-64645号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题如上述那样，研究了使固体电解质层叠体含有作为绝缘体的氧化铝。但是，在固体电解质层叠体含有氧化铝等绝缘体时，有时根据其含量，全固体电池的内部电阻增加从而过电压增加，由此导致全固体电池的放电容量下降。因此，本公开鉴于上述情况而完成，目的在于提供即使含有氧化铝等绝缘体也能抑制全固体电池的放电容量的下降的固体电解质层叠体。另外，本公开的目的还在于，提供具有上述那样的固体电解质层叠体的全固体电池。用于解决课题的手段本公开的本专利技术人发现，通过以下手段能解决上述课题。<方案1>1.固体电解质层叠体，其为包含固体电解质和绝缘体的固体电解质层叠体，其中，其为将第1的低绝缘体含有固体电解质层、高绝缘体含有固体电解质层和第2的低绝缘体含有固体电解质层按该顺序层叠的多层结构，上述第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的上述绝缘体的含有率小于上述高绝缘体含有固体电解质层中的上述绝缘体的含有率。<方案2>方案1所述的固体电解质层叠体，其中，上述第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的上述绝缘体的含有率为上述高绝缘体含有固体电解质层中的上述绝缘体的含有率的0.9倍以下。<方案3>方案1或2所述的固体电解质层叠体，其中，上述绝缘体包含金属氧化物粒子。<方案4>方案3所述的固体电解质层叠体，其中，上述金属氧化物粒子为氧化铝粒子。<方案5>方案1或2所述的固体电解质层叠体，其中，上述绝缘体包含粘合剂。<方案6>方案1～5的任一项所述的固体电解质层叠体，其中，上述固体电解质包含硫化物固体电解质。<方案7>全固体电池，其具有一个以上的将正极集电体层、正极活性物质层、方案1～6的任一项所述的固体电解质层叠体、负极活性物质层和负极集电体层按该顺序层叠而成的单位全固体电池。<方案8>方案7所述的全固体电池，其为锂离子二次电池。专利技术效果根据本公开的固体电解质层叠体，尽管含有氧化铝等绝缘体，但仍能抑制全固体电池的放电容量的下降。因此，例如根据本公开的固体电解质层叠体，能抑制全固体电池的放电容量的下降，并享有由固体电解质层叠体含有氧化铝等绝缘体所带来的利益。附图说明图1是示出本公开的固体电解质层叠体的一个方式的概略截面图。图2是示出本公开的固体电解质层叠体的一个方式的概略截面图。图3是示出实施例1的全固体电池的结构的略图。附图标记说明1正极集电体层2正极活性物质层4负极活性物质层5负极集电体层6单位全固体电池10、30固体电解质层叠体100全固体电池L1第1的低绝缘体含有固体电解质层L2第2的低绝缘体含有固体电解质层H1高绝缘体含有固体电解质层具体实施方式以下，一边参照附图一边对本公开的实施方式进行详细说明。予以说明，本公开不受以下的实施方式限定，可在本公开的主旨的范围内进行各种变形来实施。另外，在附图的说明中，对相同的要素赋予相同的附图标记，省略重复的说明。最后，以下的图中所示的方式为本公开的例示，不限定本公开。《固体电解质层叠体》本公开的固体电解质层叠体为包含固体电解质和绝缘体的固体电解质层叠体，其中，其为将第1的低绝缘体含有固体电解质层、高绝缘体含有固体电解质层和第2的低绝缘体含有固体电解质层按该顺序层叠的多层结构，第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的绝缘体的含有率小于高绝缘体含有固体电解质层中的绝缘体的含有率。在本公开的固体电解质层叠体中，所谓第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层、及高绝缘体含有固体电解质层，是指将各自的层中的绝缘体的含有率相比，将含有率相对最高的层称作“高绝缘体含有固体电解质层”，将剩下的含有率相对低的层称作“第1的低绝缘体含有固体电解质层”或“第2的低绝缘体含有固体电解质层”。另外，第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的绝缘体的含有率是指第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中包含的绝缘体的体积相对于第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自的固体成分(即，是指构成第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自的材料中不包括溶剂和空气的部分)的总体积的比例，另外，高绝缘体含有固体电解质层中的绝缘体的含有率是指高绝缘体含有固体电解质层中包含的绝缘体的体积相对于高绝缘体含有固体电解质层的固体成分(即，构成高绝缘体含有固体电解质层的材料中不包括溶剂和空气的部分)的总体积的比例。在本公开的固体电解质层叠体中，第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层以及高绝缘体含有固体电解质层的组成在各自的层内可以均匀，也可以具有倾斜(梯度)地变化。另外，只要第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层中的绝缘体的含有率各自小于高绝缘体含有固体电解质层中的绝缘体的含有率，则第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层以及高绝缘体含有固体电解质层的各自可以具有相同的组成，也可以具有不同的组成。另外，第1的低绝缘体含有固体电解质层中的组成(例如绝缘体的含有率、绝缘体的种类和固体电解质的种类等)、和第2的低绝缘体含有固体电解质层中的组成(例如绝缘体的含有率、绝缘体的种类和固体电解质的种类等)可以相同，也可以不同。如上所述，根据本公开的固体电解质层叠体，能抑制全固体电池的放电容量的下降，并享有由固体电解质层叠体含有氧化铝等绝缘体所带来的利益。具体地，在例如绝缘体比固体电解质便宜的情况下，通过固体电解质层叠体含有这样的绝缘体，能降低固体电解质层叠体的原料成本，并维持用于抑制全固体电池的内部短路所需的固体电解质层叠体的厚度。另外，在例如绝缘体为氧化铝粒子的情况下，通过如在专利文献2中那样固体电解质层叠体含有氧化铝粒子，能抑制使用这样的固体电解质层叠体的全固体电池的内部短路。另外，在绝缘体为粘合剂的情况下，通过固体电解质层叠体含有粘合剂，能改良固体电解质层叠体的结构稳定性。图1是示出本公开的固体电解质层叠体的一个方案的概略截面图。固体电解质层叠体10包含固体电解质和绝缘体。固体电解质层叠体10为将第1的低绝缘体含有固体电解质层L1、高绝缘体含有固体电解质层H1和第2的低绝缘体含有固体电解质层L2按该顺序层叠的多层结构，第1的低绝缘体含有固体电解质层L1和第2的低绝缘体含有固体电解质层L2的各自中的绝缘体的含有率小于高绝缘体含有固体电解质层H1中的绝缘体的含有率。予以说明，第1的低本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.固体电解质层叠体，其为包含固体电解质和绝缘体的固体电解质层叠体，其中，其为将第1的低绝缘体含有固体电解质层、高绝缘体含有固体电解质层和第2的低绝缘体含有固体电解质层按该顺序层叠的多层结构，上述第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的上述绝缘体的含有率小于上述高绝缘体含有固体电解质层中的上述绝缘体的含有率。

【技术特征摘要】
2018.04.03 JP 2018-0714871.固体电解质层叠体，其为包含固体电解质和绝缘体的固体电解质层叠体，其中，其为将第1的低绝缘体含有固体电解质层、高绝缘体含有固体电解质层和第2的低绝缘体含有固体电解质层按该顺序层叠的多层结构，上述第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的上述绝缘体的含有率小于上述高绝缘体含有固体电解质层中的上述绝缘体的含有率。2.权利要求1所述的固体电解质层叠体，其中，上述第1和第2的低绝缘体含有固体电解质层的各自中的上述绝缘体的含有率为上述高绝缘体含有固体电解质层中的上述绝缘...

【专利技术属性】
技术研发人员：南田善隆，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP