固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及、含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法技术

一种固体电解质组合物、使用上述固体电解质组合物而获得的含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法，该固体电解质组合物包含具有属于周期表第1族或者第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、聚合物(B)及分散介质(C)，上述聚合物(B)包含源自满足下述(条件1)～(条件3)的大分子单体的构成成分。(条件1)SP值19.0MPa

Solid electrolyte composition, sheet containing solid electrolyte and all solid secondary battery, and manufacturing method of sheet containing solid electrolyte and all solid secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及、含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法
本专利技术涉及一种固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池是具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质，并且能够在2个电极之间使锂离子往复移动以进行充电和放电的蓄电池。以往，在锂离子二次电池中，作为电解质而使用有机电解液。然而，有机电解液容易产生液体泄漏，并且，由于过充电或过放电可能在电池内部发生短路而被点燃，因此需要进一步提高可靠性和安全性。在这种情况下，使用无机固体电解质来代替有机电解液的全固态二次电池受到关注。在全固态二次电池中，所有的负极、电解质及正极均由固体构成，能够大幅度改善使用了有机电解液的电池的作为课题的安全性或可靠性，并且也能够延长寿命。而且，全固态二次电池能够设为电极和电解质直接排列并串联配置的结构。因此，与使用了有机电解液的二次电池相比，能够成为高能量密度化，并且期待应用于电动汽车、大型蓄电池等。根据如上所述的各优点，作为新一代锂离子电池正在进行全固态二次电池的开发。例如，在专利文献1～3中记载了通过使用粘合剂而调整了无机固体电解质等的固体粒子之间的界面状态的全固态二次电池。以往技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2012/173089号专利文献2：日本特开2011-014387号公报专利文献3：日本特开2015-088486号公报>
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题近年来，正在迅速进行全固态二次电池的开发。随着开发的进行，如对全固态二次电池的生产效率的提高、以及在固体粒子之间、各层之间及层基材之间中的至少1个(固体粒子之间、各层之间和/或层基材之间)中的粘结性的提高及离子传导率的提高等对全固态二次电池的性能要求不断提高。本专利技术的课题在于提供一种固体电解质组合物，其由于分散性优异而使全固态二次电池的生产效率得到提高，并且通过用作全固态二次电池的层结构材料，不仅能够对所获得的全固态二次电池赋予固体粒子之间、各层之间及层基材之间的至少1个的优异的粘结性，而且还能够赋予高离子传导率。并且，本专利技术的课题在于提供一种使用上述固体电解质组合物而获得的含固体电解质的片材及全固态二次电池。此外，本专利技术的课题在于提供一种上述含固体电解质的片材及全固态二次电池的各制造方法。用于解决技术课题的手段本专利技术人等进行反复研究的结果发现如下：包含具有属于周期表第1族或者第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、在交联部分包含源自具有特定的SP值和特定的质均分子量的大分子单体的构成成分的聚合物(B)及分散介质(C)的固体电解质组合物通过分散性优异，并且用作全固态二次电池的层结构材料，不仅能够对所获得的全固态二次电池赋予固体粒子之间、各层之间及层基材之间的至少1个的优异的粘结性，而且还能够赋予高离子传导率。基于该见解而进一步进行反复研究，以至完成了本专利技术。即，上述课题通过以下方案解决。＜1＞一种固体电解质组合物，其包含具有属于周期表第1族或者第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、聚合物(B)及分散介质(C)，上述聚合物(B)包含源自满足下述(条件1)～(条件3)的大分子单体的构成成分。(条件1)SP值19.0MPa1/2以下、(条件2)质均分子量1,000以上、及(条件3)具有至少2个下述通式(1)所表示的基团。[化学式1]式中，R表示氢原子或取代基。＜2＞根据＜1＞所述的固体电解质组合物，其中，上述聚合物(B)包含下述通式(2)所表示的构成成分。[化学式2]式中，R1及R2各自独立地表示氢原子、氰基、卤原子或烷基。L1及L2各自独立地表示羰基、氧基、亚氨基、碳原子数1～4的亚烷基或者亚苯基或这些基团中的至少2个组合而成的连接基团。P1表示聚亚烷基、聚硅氧烷连接基团、含有卤原子的聚亚烷基、聚亚烯基、聚醚基或聚酯基。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的固体电解质组合物，其中，上述分散介质(C)的CLogP为3以上。＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述聚合物(B)是平均粒径为10～1000nm的粒子。＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述无机固体电解质(A)由下述式(I)表示。La1Mb1Pc1Sd1Ae1式(I)式中，L表示选自Li、Na及K的元素。M表示选自B、Zn、Sn、Si、Cu、Ga、Sb、Al以及Ge的元素。A表示选自I、Br、Cl及F的元素。a1～e1表示各元素的组成比，a1:b1:c1:d1:e1满足1～12:0～5:1:2～12:0～10。＜6＞根据＜1＞至＜5＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述聚合物(B)的所有构成成分中所占的源自上述大分子单体的构成成分的比例为15质量％以上且小于40质量％。＜7＞根据＜1＞至＜6＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述聚合物(B)包含源自下述式(a-11)或(a-12)所表示的单体的重复单元。[化学式3]式中，R21表示氢原子、氰基、卤原子或烷基。X表示氧原子或＞NRN，RN表示氢原子或碳原子数1～12的烷基。L21表示连接基团，R22表示取代基。＜8＞根据＜1＞至＜7＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述聚合物(B)含有30质量％以上的源自SP值为21.5MPa1/2以上的单体的重复单元。＜9＞根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述分散介质(C)为酮化合物溶剂、醚化合物溶剂、酯化合物溶剂及脂肪族化合物溶剂中的至少1种(酮化合物溶剂、醚化合物溶剂、酯化合物溶剂和/或脂肪族化合物溶剂)。＜10＞根据＜1＞至＜9＞中任一项所述的固体电解质组合物，其包含能够嵌入脱嵌属于周期表第1族或者第2族的金属的离子的活性物质(D)。＜11＞一种含固体电解质的片材，其具有由＜1＞至＜10＞中任一项所述的固体电解质组合物构成的层。＜12＞一种全固态二次电池，其具备正极活性物质层、负极活性物质层及固体电解质层，所述全固态二次电池中，将上述正极活性物质层、上述负极活性物质层及上述固体电解质层中的至少任一种设为由＜1＞至＜10＞中任一项所述的固体电解质组合物构成的层。＜13＞一种含固体电解质的片材的制造方法，其包括将＜1＞至＜10＞中任一项所述的固体电解质组合物涂布于基材上的工序。＜14＞一种全固态二次电池的制造方法，其包括通过＜13＞所述的制造方法来形成正极活性物质层、负极活性物质层及固体电解质层中的至少一层的工序。在本说明书中，由“～”表示的数值范围是指将记载于“～”前后的数值作为下限值以及上限值而包含的范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质组合物，该固体电解质组合物包含：/n具有属于周期表第1族或者第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、聚合物(B)及/n分散介质(C)，/n所述聚合物(B)包含：源自满足下述条件1～条件3的大分子单体的构成成分，/n条件1：SP值19.0MPa

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170915 JP 2017-1775781.一种固体电解质组合物，该固体电解质组合物包含：
具有属于周期表第1族或者第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、聚合物(B)及
分散介质(C)，
所述聚合物(B)包含：源自满足下述条件1～条件3的大分子单体的构成成分，
条件1：SP值19.0MPa1/2以下、
条件2：质均分子量1,000以上、及
条件3：具有至少2个下述通式(1)所表示的基团，
[化学式1]



式中，R表示氢原子或取代基。


2.根据权利要求1所述的固体电解质组合物，其中，
源自所述大分子单体的构成成分为下述通式(2)所表示的构成成分，
[化学式2]



式中，R1及R2各自独立地表示氢原子、氰基、卤原子或烷基，L1及L2各自独立地表示羰基、氧基、亚氨基、碳原子数1～4的亚烷基或亚苯基、或者这些基团中的至少2个组合而成的连接基团，P1表示聚亚烷基、聚硅氧烷连接基团、含有卤原子的聚亚烷基、聚亚烯基、聚醚基或聚酯基。


3.根据权利要求1或2所述的固体电解质组合物，其中，
所述分散介质(C)的CLogP为3以上。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述聚合物(B)是平均粒径为10～1000nm的粒子。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述无机固体电解质(A)由下述式(I)表示，
La1Mb1Pc1Sd1Ae1式(I)
式中，L表示选自Li、Na及K的元素，M表示选自B、Zn、Sn、Si、Cu、Ga、Sb、Al以及Ge的元素，A表示选自I、Br、Cl及F的元素，a1～e1表示各元素的组成比，a1:b1:c1:d1:e1满足1～12:0～5:1:2～12:0～10。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：三村智则，望月宏显，牧野雅臣，串田阳，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP