固体电池用电极、固体电池、固体电池用电极的制造方法技术

本发明专利技术提供一种固体电池用电极、固体电池、固体电池用电极的制造方法，所述固体电池用电极将发泡多孔质体作为集电体，在构成固体电池的情况下，可获得电阻低、每单位面积的电池容量高、输出高的电池。所述固体电池用电极的制造方法是通过差压填充将电极复合材料填充至包含发泡多孔质体的集电体，从而获得有机高分子化合物的含有率低的电极。

【技术实现步骤摘要】
固体电池用电极、固体电池、固体电池用电极的制造方法
本专利技术涉及一种固体电池用电极、固体电池、固体电池用电极的制造方法。
技术介绍
以往，作为具有高能量密度的二次电池，锂离子二次电池广泛普及。锂离子二次电池具有在正极与负极之间存在隔膜、填充有液体电解质(电解液)的结构。此处，锂离子二次电池的电解液通常是可燃性的有机溶媒，因此尤其是存在针对热的安全性成为问题的情况。因此，提出了一种使用无机系的固体电解质代替有机系的液体电解质的锂离子固体电池(参照专利文献1)。锂离子固体电池具有在正极层与负极层之间配置固体的电解质层的结构。通常，正极层及负极层是使包含电极活性物质粉末与固体电解质粉末、进而视需要加入的导电助剂的电极复合材料担载于作为集电体的金属箔等上而形成。而且，为了锂离子固体电池的高容量化，需要使电极层内大量含有电极活性物质。此处，作为使电极层内大量含有电极活性物质的方法，可列举使电极层成为厚膜的方法。通过使电极层成为厚膜，可增多每单位面积的电极活性物质的量。而且，作为使电极层成为厚膜的方法，例如可列举如下方法：使用湿式法，将含有包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂的浆料状的电极复合材料厚厚地涂敷于金属箔。然而，若使电极层变厚，则存在如下问题：容易产生电极层的因大块破坏而引起的破裂、或电极层自金属箔的剥离。因此，提出了如下方法：通过增多添加至浆料中的粘合剂或增稠剂的量，来提高构成电极复合材料的材料彼此的粘结性、或复合材料与集电箔的粘结性。然而，有机高分子化合物在干燥后也残留在电极内，因此成为使电池特性降低的原因。图1是表示使用包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂来满足粘结性的电极的放大剖面图。如图1所示，例如在负极层中存在有机高分子化合物的情况下，有机高分子化合物3包覆电极活性物质2或固体电解质1的表面，电极活性物质2与固体电解质1经由有机高分子化合物3进行接触。此外，在有机高分子化合物偏析的情况下，电极活性物质与固体电解质经由存在于界面的有机高分子化合物而接触的面积变大。在此种情况下，不仅在用于电极复合材料的材料间，而且在电极复合材料与集电体之间也存在有机高分子化合物，电极复合材料与集电体经由有机高分子化合物进行接触。即，在使用包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂形成电极层的情况下，就可通过有机高分子化合物来确保浆料的粘性，厚膜涂敷变得容易的方面，且可提高电极活性物质与固体电解质和其他成分与集电体的密接性的方面而言具有优点，另一方面，具有电阻变大的缺点。另外，出于有助于固体电池的高容量化的目的，作为构成正极层及负极层的集电体，提出了使用具有薄的网眼结构的集电体。通过将电极复合材料填充至所述网眼结构的内部，增加电极层的每单位面积的活性物质量，有助于电池的高容量化。作为此种网眼结构的集电体，例如可列举发泡金属。发泡金属在细孔径均匀、表面积大的方面，具有作为集电体的优点(参照专利文献2及专利文献3)。以包含发泡金属的多孔体作为集电体的电极为了在多孔体的空孔中保持电极复合材料，使用添加有包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂的保持粘性的浆料状电极复合材料。在所述情况下，如图1所示，有机高分子化合物不仅存在于用于电极复合材料的材料间，也存在于电极复合材料与集电体的界面，并经由有机高分子化合物进行接触。而且，有机高分子化合物在干燥后也残留在电极内，成为使电池特性降低的原因。作为制造不含有包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂的电极的方法，提出了利用干式法在集电箔上堆积电极材料。然而，在干式法中由于难以进行均匀性高的厚膜化，故难以获得高容量的电池。另外，作为利用湿式法制造不含有包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂的电极的方法，提出了电沉积法、喷雾热分解法等。然而，电沉积法、喷雾热分解法在大面积化、厚膜化方面需要时间，因此并非为工业上的方法。另外，在专利文献4中提出了使用金属多孔体作为集电体并在所述金属多孔体的空孔中填充有不含粘合剂的电极复合材料的电极。然而，专利文献4中所记载的电极需要由箔覆盖金属多孔体的单面，因此在干燥过程中会产生气体滞留，担心形成密度不同的材料的不均匀分布、或因箔部的体积增加而导致体积能量密度降低。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2000-106154号公报[专利文献2]日本专利特开平7-099058号公报[专利文献3]日本专利特开平8-329954号公报[专利文献4]日本专利特开2013-105702号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]本专利技术是鉴于所述
技术介绍
而完成者，其目的在于提供一种固体电池用电极、固体电池、固体电池用电极的制造方法，所述固体电池用电极将发泡多孔质体作为集电体，在构成固体电池的情况下，可获得电阻低、每单位面积的电池容量高、输出高的电池。[解决问题的技术手段]本专利技术人等人对在使用包含发泡多孔质体的集电体的固体电池用电极中填充有机高分子化合物的含有率低的电极复合材料的方法进行了努力研究。其结果发现，若通过差压填充将电极复合材料填充至包含发泡多孔质体的集电体，则可获得有机高分子化合物的含有率低的电极，从而完成了本专利技术。即，本专利技术是一种固体电池用电极，其包括：包含导电性的发泡多孔质体的集电体、以及填充至所述集电体中的电极复合材料，所述电极复合材料至少包含电极活性物质与固体电解质与有机高分子化合物，所述有机高分子化合物的含量相对于干燥后的所述电极复合材料整体为1.5质量％以下。也可在所述电极活性物质与所述固体电解质的界面具有点粘结部，所述点粘结部为以点存在的所述有机高分子化合物，所述电极活性物质与所述固体电解质通过所述点粘结部进行接合。所述点粘结部的大小也可为1nm～100nm。所述集电体也可为金属的发泡多孔质体。所述固体电池用电极也可为正极。所述固体电池用电极也可为负极。另一本专利技术是一种固体电池，其包括：正极层，包含正极活性物质；负极层，包含负极活性物质；以及固体电解质层，位于所述正极层与所述负极层之间，所述固体电池中，所述正极层及所述负极层中的至少一者包含所述固体电池用电极。另一本专利技术是一种固体电池用电极的制造方法，其具有电极复合材料填充工序：通过差压填充将电极复合材料填充至包含导电性的发泡多孔质体的集电体中。[专利技术的效果]根据本专利技术的固体电池用电极，在构成固体电池的情况下，可获得电阻低、每单位面积的电池容量高、输出高的电池。附图说明图1是使用包含有机高分子化合物的粘合剂或增稠剂而获得的电极的放大剖面图。图2是本专利技术的固体电池用电极的放大剖面图。图3是表示本专利技术的固体电池用电极的一实施方式的图。图4(a)～图4(d)是表示本专利技术的固体电池用电极的制造方法的一实施方式的图。符号的说明1、11、21：固体电解质2、12、22：电极活性物质3、13、23：有机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电池用电极，其特征在于，包括：/n包含导电性的发泡多孔质体的集电体、以及填充至所述集电体中的电极复合材料，/n所述电极复合材料至少包含电极活性物质与固体电解质与有机高分子化合物，/n所述有机高分子化合物的含量相对于干燥后的所述电极复合材料整体为1.5质量％以下。/n

【技术特征摘要】
20181108 JP 2018-2106891.一种固体电池用电极，其特征在于，包括：
包含导电性的发泡多孔质体的集电体、以及填充至所述集电体中的电极复合材料，
所述电极复合材料至少包含电极活性物质与固体电解质与有机高分子化合物，
所述有机高分子化合物的含量相对于干燥后的所述电极复合材料整体为1.5质量％以下。


2.根据权利要求1所述的固体电池用电极，在所述电极活性物质与所述固体电解质的界面具有点粘结部，所述点粘结部为以点存在的所述有机高分子化合物，所述电极活性物质与所述固体电解质通过所述点粘结部进行接合。


3.根据权利要求2所述的固体电池用电极，其中所述点粘结部的大小为1nm～100nm。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的固体电池用电极，其中所述集...

【专利技术属性】
技术研发人员：清水航，原田潮，前山裕登，小川笃，川村壮史，大田正弘，
申请(专利权)人：本田技研工业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP