复合固体电解质层及其制造方法以及全固体电池的制造方法技术

本发明专利技术涉及复合固体电解质层及其制造方法以及全固体电池的制造方法。一种复合固体电解质层的制造方法，所述复合固体电解质层用于全固体电池，其特征在于，所述复合固体电解质层的制造方法具有：准备固体电解质的工序；准备包含树脂的三维多孔膜的工序；使所述固体电解质与所述三维多孔膜接触而形成所述复合固体电解质层的前体的工序；以及将所述前体在80℃以上且小于所述三维多孔膜的软化温度的温度下加热的同时进行加压的工序，所述三维多孔膜的开孔直径大于2μm，并且所述三维多孔膜的所述软化温度低于所述固体电解质的结晶温度。

Composite solid electrolyte layer and its manufacturing method and all solid battery manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
复合固体电解质层及其制造方法以及全固体电池的制造方法
本公开涉及复合固体电解质层及其制造方法以及全固体电池的制造方法。
技术介绍
随着近年来的个人电脑、摄像机以及手机等信息相关设备、通信设备等的快速普及，用作其电源的电池的开发受到重视。另外，在汽车产业等中，也在进行电动汽车用或混合动力汽车用高输出功率且高容量的电池的开发。在全固体电池中，全固体锂离子电池在由于利用伴随锂离子迁移的电池反应因此能量密度高这一点，另外，在作为夹设在正极与负极之间的电解质、使用固体电解质代替包含有机溶剂的电解液这一点上受到关注。专利文献1中公开了，通过在固体电解质材料间的空隙中配置具有比氩高的耐电压的绝缘材料，提供耐电压高、不易发生短路的全固体电池。专利文献2中公开了一种高分子固体电解质，其包含拉伸多孔聚四氟乙烯和在所述拉伸多孔聚四氟乙烯的多孔空隙部中含有的高分子固体电解质树脂。专利文献3中公开了在三维网状多孔体的气孔中填充至少活性材料和固体电解质而形成的电极。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-094437号公报专利文献2：日本特开2005-276847号公报专利文献3：日本特开2015-92433号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在对全固体电池施加来自外部的约束压、振动等的情况下、在全固体电池的充放电时活性材料发生体积变化的情况下，对固体电解质层施加应力。全固体电池中的固体电解质层由于将固体进行了压力成形，因此空隙率低。另外，对于固体电解质层而言，为了确保该固体电解质层的期望的离子传导性，通常由固体电解质和少量的粘合剂构成。因此，在固体电解质层内的固体电解质彼此的胶粘性不充分的情况下，固体电解质层无法追随应力而变形，应力集中于固体电解质层，存在在固体电解质层中产生裂纹或者固体电解质层的一部分滑落从而电池特性降低的问题。本公开鉴于上述实际情况，其目的在于，提供导电性与变形性的平衡优异的复合固体电解质层及其制造方法以及包含该复合固体电解质层的全固体电池的制造方法。用于解决问题的手段本公开提供一种复合固体电解质层的制造方法，所述复合固体电解质层用于全固体电池，其特征在于，所述复合固体电解质层的制造方法具有：准备固体电解质的工序；准备包含树脂的三维多孔膜的工序；使所述固体电解质与所述三维多孔膜接触而形成所述复合固体电解质层的前体的工序；以及将所述前体在80℃以上且小于所述三维多孔膜的软化温度的温度下加热的同时进行加压的工序，所述三维多孔膜的开孔直径大于2μm，并且所述三维多孔膜的所述软化温度低于所述固体电解质的结晶温度。在本公开的复合固体电解质层的制造方法中，所述加压工序可以为将所述前体在80℃～160℃的温度下加热的同时进行加压的工序。在本公开的复合固体电解质层的制造方法中，所述三维多孔膜的孔隙率可以为60％～90％。在本公开的复合固体电解质层的制造方法中，所述固体电解质为固体电解质粒子，该固体电解质粒子的平均粒径可以为0.5μm～2μm。在本公开的复合固体电解质层的制造方法中，所述树脂可以为聚丙烯。在本公开的复合固体电解质层的制造方法中，所述前体形成工序可以包括：准备包含所述固体电解质的浆料的工序；将所述浆料涂覆至所述三维多孔膜的表面的工序；以及使所述浆料干燥，在所述三维多孔膜的至少一侧表面形成固体电解质混合材料层，由此形成通过在所述三维多孔膜的至少一侧表面配置有所述固体电解质混合材料层而得的所述前体的工序。本公开提供一种全固体电池的制造方法，所述全固体电池具备包含正极层的正极、包含负极层的负极、以及配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，其特征在于，所述固体电解质层为通过上述制造方法得到的复合固体电解质层。本公开提供一种复合固体电解质层，所述复合固体电解质层用于全固体电池，其特征在于，所述复合固体电解质层含有固体电解质和包含树脂的三维多孔膜，所述三维多孔膜的开孔直径大于2μm，所述三维多孔膜的软化温度低于所述固体电解质的结晶温度。在本公开的复合固体电解质层中，所述三维多孔膜的孔隙率可以为60％～90％。专利技术效果本公开能够提供导电性与变形性的平衡优异的复合固体电解质层及其制造方法以及包含该复合固体电解质层的全固体电池的制造方法。附图说明图1为表示对以往的全固体电池中的将正极层、固体电解质层以及负极层层叠而得到的层叠体施加应力的状态的一例的图。图2为表示对由本公开的制造方法得到的全固体电池中的将正极层、复合固体电解质层以及负极层层叠而得到的层叠体施加应力的状态的一例的图。图3为表示本公开的全固体电池的一例的截面示意图。附图标记11复合固体电解质层12正极层13负极层14正极集电器15负极集电器16正极17负极20层叠体21固体电解质层22裂纹23端部30层叠体31复合固体电解质层32三维多孔膜100全固体电池具体实施方式1.复合固体电解质层的制造方法本公开提供一种复合固体电解质层的制造方法，所述复合固体电解质层用于全固体电池，其特征在于，所述复合固体电解质层的制造方法具有：准备固体电解质的工序；准备包含树脂的三维多孔膜的工序；使所述固体电解质与所述三维多孔膜接触而形成所述复合固体电解质层的前体的工序；以及将所述前体在80℃以上且小于所述三维多孔膜的软化温度的温度下加热的同时进行加压的工序，所述三维多孔膜的开孔直径大于2μm，并且所述三维多孔膜的所述软化温度低于所述固体电解质的结晶温度。本研究人员发现，通过将在低于固体电解质的结晶温度的温度下软化的包含树脂的三维多孔膜与固体电解质混合、并在施加预定的热的同时施加压力而得到的复合固体电解质层的导电性与变形性的平衡优异。图1为表示对以往的全固体电池中的将正极层、固体电解质层以及负极层层叠而得到的层叠体施加应力的状态的一例的图。如图1所示，在对层叠体20施加应力的情况下，应力集中于固体电解质层21，在固体电解质层21中产生裂纹22，或者固体电解质层21的端部23由于该裂纹22而滑落。图2为表示对由本公开的制造方法得到的全固体电池中的将正极层、复合固体电解质层以及负极层层叠而得到的层叠体施加应力的状态的一例的图。如图2所示，在对层叠体30施加应力的情况下，由于复合固体电解质层31中包含的三维多孔膜32的存在，固体电解质彼此的胶粘性提高，能够抑制复合固体电解质层31的裂纹的产生、复合固体电解质层31的端部的滑落。本公开的复合固体电解质层的制造方法至少具有(1)固体电解质的准备工序、(2)三维多本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合固体电解质层的制造方法，所述复合固体电解质层用于全固体电池，其特征在于，所述复合固体电解质层的制造方法具有：/n准备固体电解质的工序；/n准备包含树脂的三维多孔膜的工序；/n使所述固体电解质与所述三维多孔膜接触而形成所述复合固体电解质层的前体的工序；以及/n将所述前体在80℃以上且小于所述三维多孔膜的软化温度的温度下加热的同时进行加压的工序，/n所述三维多孔膜的开孔直径大于2μm，并且/n所述三维多孔膜的所述软化温度低于所述固体电解质的结晶温度。/n

【技术特征摘要】
20180903 JP 2018-1648601.一种复合固体电解质层的制造方法，所述复合固体电解质层用于全固体电池，其特征在于，所述复合固体电解质层的制造方法具有：
准备固体电解质的工序；
准备包含树脂的三维多孔膜的工序；
使所述固体电解质与所述三维多孔膜接触而形成所述复合固体电解质层的前体的工序；以及
将所述前体在80℃以上且小于所述三维多孔膜的软化温度的温度下加热的同时进行加压的工序，
所述三维多孔膜的开孔直径大于2μm，并且
所述三维多孔膜的所述软化温度低于所述固体电解质的结晶温度。


2.如权利要求1所述的复合固体电解质层的制造方法，其中，
所述加压工序为将所述前体在80℃～160℃的温度下加热的同时进行加压的工序。


3.如权利要求1或2所述的复合固体电解质层的制造方法，其中，
所述三维多孔膜的孔隙率为60％～90％。


4.如权利要求1～3中任一项所述的复合固体电解质层的制造方法，其中，
所述固体电解质为固体电解质粒子，所述固体电解质粒子的平均粒径为0.5μm～2μm。


5.如权利要求1～4中任一项所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：奥田高志，
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