全固体二次电池电极用复合颗粒及其制造方法、全固体二次电池用电极、以及全固体二次电池技术

本发明专利技术提供一种全固体二次电池电极用复合颗粒及其制造方法，该全固体二次电池电极用复合颗粒可形成能使全固体二次电池发挥优异的输出特性的全固体二次电池用电极。本发明专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒包含电极活性物质、粘结材料和无机固体电解质，无机固体电解质分布不均匀、外侧部分比内侧部分多，体积平均粒径为5μm以上且90μm以下。本发明专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒的制造方法包含以下工序：将包含电极活性物质及粘结材料的浆料组合物进行造粒来得到母粒的工序、和对母粒外部添加无机固体电解质的工序。

Composite particles for all solid secondary battery electrodes and their manufacturing methods, all solid secondary battery electrodes, and all solid secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】全固体二次电池电极用复合颗粒及其制造方法、全固体二次电池用电极、以及全固体二次电池
本专利技术涉及一种全固体二次电池电极用复合颗粒、全固体二次电池电极用复合颗粒的制造方法、全固体二次电池用电极、以及全固体二次电池。
技术介绍
近年来，锂离子二次电池等二次电池不仅在移动信息终端和移动电子机器等移动终端的需求增加，而且在家庭用小型蓄电装置、摩托车、电动汽车、混合动力汽车等各种用途中的需求也在增加。而且，随着用途的扩大，需要进一步提高二次电池的安全性。因此，作为安全性高的二次电池，替代易燃性高、泄露时起火危险性高的有机溶剂电解质使用无机固体电解质的全固体二次电池备受瞩目。在此，在全固体二次电池中所使用的电极一般具有如下结构：通过粘结材料粘结电极活性物质及无机固体电解质，形成电极复合材料层，该电极复合材料层被层叠在集流体上。而且，作为在集流体上形成电极复合材料层的方法，例如，已知有如下方法：将包含电极活性物质、粘结材料及无机固体电解质的浆料组合物进行造粒，得到复合颗粒，将该复合颗粒在集流体上进行加压成型。具体而言，例如，在专利文献1中，通过将包含电极活性物质、粘结材料及无机固体电解质的浆料组合物进行造粒，得到复合颗粒，将该得到的复合颗粒在集流体上进行加压成型，形成电极复合材料层，由此，抑制了粘结材料在电极复合材料层中分布不均匀，得到了剥离强度高的电极。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2012-243476号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，在将包含电极活性物质、粘结材料及无机固体电解质的浆料组合物进行造粒得到复合颗粒、将该得到的复合颗粒在集流体上进行加压成型来形成电极复合材料层的上述的现有技术中，在使得到的全固体二次电池的输出特性进一步提高的方面，仍有改进的余地。因此，本专利技术目的在于提供一种全固体二次电池电极用复合颗粒及其制造方法，该全固体二次电池电极用复合颗粒能够形成可使全固体二次电池发挥优异的输出特性的全固体二次电池用电极。此外，本专利技术目的在于提供一种可使全固体二次电池发挥优异的输出特性的全固体二次电池用电极、及输出特性优异的全固体二次电池。用于解决问题的方案本专利技术人以解决上述技术问题为目的进行了深入研究。而且，本专利技术人新发现，在将包含电极活性物质、粘结材料及无机固体电解质的浆料组合物进行造粒所得到的复合颗粒中，即使在低露点环境下(例如，在露点为-40℃～-60℃左右的环境下)将浆料组合物进行造粒，也会因水分导致无机固体电解质劣化，不能使全固体二次电池的输出特性充分提高。因此，本专利技术人进一步深入研究，发现通过将包含电极活性物质及粘结材料的浆料组合物进行造粒来得到母粒、对该母粒外部添加无机固体电解质制成无机固体电解质不均匀地存在于外侧部分的复合颗粒，并且使复合颗粒的体积平均粒径为规定的范围内，由此可使全固体二次电池的输出特性充分提高，以至完成了本专利技术。即，本专利技术以有利地解决上述技术问题为目的，本专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒的特征在于，其包含电极活性物质、粘结材料和无机固体电解质，上述无机固体电解质分布不均匀且外侧部分比内侧部分多，体积平均粒径为5μm以上且90μm以下。如果像这样使无机固体电解质分布不均匀且存在于复合颗粒的外侧部分比内侧部分多、并且使复合颗粒的体积平均粒径为规定的范围内的全固体二次电池电极用复合颗粒，则能够形成可使全固体二次电池发挥优异的输出特性的全固体二次电池用电极。在此，在本专利技术中，所谓复合颗粒的“内侧部分”指的是自复合颗粒的中心起沿复合颗粒半径方向(以下，有时仅称为“半径方向”。)的距离为自复合颗粒的中心至外周面的沿半径方向的距离一半以下的区域，所谓“外侧部分”，指的是与内侧部分相比位于半径方向外侧的部分。而且，复合颗粒中的无机固体电解质的分布能够通过利用能量色散型X射线分析(EDX)方法分析复合颗粒的截面来把握。此外，在本专利技术中，复合颗粒的“体积平均粒径”能够根据JISZ8825∶2013测定。另外，在本专利技术中，复合颗粒的“体积平均粒径”意为基于激光散射/衍射法、使用粒度分布测定装置测定的粒度分布(体积基准)中累积值50％的粒径，即，50％体积平均粒径(D50)。在此，本专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒优选上述无机固体电解质的数均粒径相对于上述电极活性物质的数均粒径的比为0.08以上且0.8以下。若无机固体电解质的数均粒径相对于电极活性物质的数均粒径的比(无机固体电解质的数均粒径/电极活性物质的数均粒径)在上述范围内，则能够形成剥离强度高，且可使全固体二次电池的输出特性进一步提高的全固体二次电池用电极。另外，在本专利技术中，复合颗粒中的电极活性物质及无机固体电解质的“数均粒径”能够通过利用电子显微镜分别对100个电极活性物质及无机固体电解质进行观察，根据JISZ8827-1∶2008测定粒径，算出平均值而求出。而且，本专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒优选进一步包含高分子固体电解质。若使其含有高分子固体电解质，则能够形成可使全固体二次电池的输出特性进一步提高的全固体二次电池用电极。此外，本专利技术以有利地解决上述技术问题为目的，本专利技术的全固体二次电池用电极的特征在于，具备包含上述任一种的全固体二次电池电极用复合颗粒的电极复合材料层。若像这样具备使用上述全固体二次电池电极用复合颗粒形成的电极复合材料层，则能够使全固体二次电池发挥优异的输出特性。而且，本专利技术以有利地解决上述技术问题为目的，本专利技术的全固体二次电池的特征在于，其具有正极、固体电解质层及负极，上述正极及负极中的至少一个为上述全固体二次电池用电极。若像这样使用上述全固体二次电池用电极，则能够得到输出特性优异的全固体二次电池。此外，本专利技术以有利地解决上述技术问题为目的，本专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒的制造方法的特征在于，是制造上述任一种全固体二次电池电极用复合颗粒的制造方法，包含以下工序：将包含电极活性物质及粘结材料的浆料组合物进行造粒得到母粒的工序、以及对上述母粒外部添加无机固体电解质的工序。若像这样将包含电极活性物质及粘结材料的浆料组合物进行造粒得到母粒、对该母粒外部添加无机固体电解质，则能够防止在对浆料组合物进行造粒时因水分导致无机固体电解质劣化，容易得到全固体二次电池电极用复合颗粒，该全固体二次电池电极用复合颗粒能够形成可使全固体二次电池发挥优异的输出特性的全固体二次电池用电极。在此，在本专利技术的全固体二次电池电极用复合颗粒的制造方法中，优选在露点为0℃以上的环境下，将上述浆料组合物进行造粒。在外部添加无机固体电解质的本专利技术的制造方法中，能够防止对浆料组合物进行造粒时因水分导致无机固体电解质劣化的结果是：在露点0℃以上的环境下进行浆料组合物的造粒与在低露点环境下将浆料组合物进行造粒的情况相比，能够降低全固体二次电池电极用复合颗粒的制造成本。另外，在本专利技术中，所谓“露点”指的是使用傅立叶变换红外光谱(FT-IR)测定的根据水分含量求出的在大气压下的露点。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种全固体二次电池电极用复合颗粒，其包含电极活性物质、粘结材料和无机固体电解质，/n所述无机固体电解质分布不均匀、外侧部分比内侧部分多，/n体积平均粒径为5μm以上且90μm以下。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170929 JP 2017-1919421.一种全固体二次电池电极用复合颗粒，其包含电极活性物质、粘结材料和无机固体电解质，
所述无机固体电解质分布不均匀、外侧部分比内侧部分多，
体积平均粒径为5μm以上且90μm以下。


2.根据权利要求1所述的全固体二次电池电极用复合颗粒，其中，所述无机固体电解质的数均粒径性相对于所述电极活性物质的数均粒径的比为0.08以上且0.8以下。


3.根据权利要求1或2所述的全固体二次电池电极用复合颗粒，其中，进一步包含高分子固体电解质。


4.一种全固体二次电池用电极，其具备包含权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：松村卓，
申请(专利权)人：日本瑞翁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP