电极活性物质及其制造方法、以及使用了电极活性物质的全固体电池技术

本发明专利技术提供一种离子传导性得以提高的电极活性物质和使用了其的全固体电池等。负极活性物质(4)被用于全固体电池(100)的负极层(30)，且包含多个二次粒子。多个二次粒子包含浸渗粒子，所述浸渗粒子是具有活性物质区域和在内部浸渗有高分子固体电解质的高分子固体电解质区域的二次粒子。

【技术实现步骤摘要】
电极活性物质及其制造方法、以及使用了电极活性物质的全固体电池
本申请涉及电极活性物质及其制造方法、以及使用了电极活性物质的全固体电池。
技术介绍
近年来，因笔记本电脑和便携电话等电子设备的轻量化、无线化等而寻求开发出能够反复使用的二次电池。作为二次电池，有镍镉电池、镍氢电池、铅蓄电池、锂离子电池等。这些之中，锂离子电池具有质量轻、电压高、能量密度高这样的特征，因此备受关注。在电动汽车或混合动力汽车这样的汽车领域中，也高度重视高电池容量的二次电池的开发，锂离子电池的需求存在增加的倾向。锂离子电池由正极层、负极层和配置在它们之间的电解质构成，电解质可以使用例如使六氟磷酸锂等支持电解质溶解于有机溶媒而得的电解液或固体电解质。目前广泛普及的锂离子电池中使用包含有机溶媒的电解液，因此为可燃性。因此，需要用于确保锂离子电池的安全性的材料、结构和系统。相对于此，通过使用不燃性的固体电解质来作为电解质，可期待能够简化上述材料、结构和系统，认为能够实现增加能量密度、降低制造成本以及提高生产率。以下，将使用了固体电解质的电池称为“全固体电池”。固体电解质可大致分为有机固体电解质和无机固体电解质。一般来说，固体电解质层中使用的固体电解质以及为了与活性物质一同构成正极层或负极层而使用的固体电解质中，主流是常温(例如25℃)下的离子传导度高的无机固体电解质。作为无机固体电解质，有氧化物系固体电解质和硫化物系固体电解质。这些25℃下的离子传导度为10-4～10-3S/cm左右。专利文献1公开了一种在固体电解质层、正极层和负极层中使用了无机固体电解质的全固体电池。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2017-224459号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在全固体电池中，对于提高电池特性而言，电极活性物质的离子传导性造成影响。专利文献1所公开的全固体电池以兼顾电极活性物质的密合强度和电池性能作为目的，其包含导入有官能团的热塑性弹性体。然而，专利文献1中并未提及电极活性物质自身的离子传导性，无法进一步提高全固体电池的电池容量和电池特性。本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于，提供离子传导性得以提高的电极活性物质和使用了其的全固体电池等。用于解决课题的手段本申请的一个方式所述的电极活性物质是被用于全固体电池的正极或负极且包含多个二次粒子的电极活性物质，上述多个二次粒子包含浸渗粒子，所述浸渗粒子为具有活性物质区域和在内部浸渗有高分子固体电解质的高分子固体电解质区域的二次粒子。此外，本申请的一个方式所述的全固体电池具备使用了上述电极活性物质的正极或负极。此外，本申请的一个方式所述的电极活性物质的制造方法是被用于全固体电池的正极或负极的电极活性物质的制造方法，其包括：准备在多个二次粒子各自的内部具有空隙的电极活性物质材料和高分子固体电解质，使上述高分子固体电解质溶解或分散于超临界流体而制成超临界流体混合物，使上述电极活性物质材料接触上述超临界流体混合物，将上述超临界流体混合物进行冷却和减压。专利技术的效果本申请可提供离子传导性得以提高的电极活性物质和使用了其的全固体电池等。附图说明图1为示出本实施方式中的全固体电池的截面的图。图2为示出以往的负极活性物质的截面的图。图3为示出本实施方式中的负极活性物质所含的浸渗粒子的截面的图。图4为示出本实施方式和以往例中的负极活性物质所含的浸渗粒子的空隙率的计算结果的图。图5为示出本实施方式和以往例中的负极活性物质的多个二次粒子的气孔率的测定结果的图。具体实施方式本申请的一个方式中的电极活性物质是被用于全固体电池的正极或负极，且包含多个二次粒子的电极活性物质，上述多个二次粒子包含浸渗粒子，所述浸渗粒子为具有活性物质区域和在内部浸渗有高分子固体电解质的高分子固体电解质区域的二次粒子。由此，电极活性物质的多个二次粒子包含具有浸渗有高分子固体电解质的高分子固体电解质浸渗区域的浸渗粒子，因此，即使在空隙等不存在活性物质的区域中也存在高分子固体电解质。因此，电极活性物质的多个二次粒子所包含的浸渗粒子内部存在的高分子固体电解质成为离子传导通路，因而促进被不存在活性物质的区域的空隙所阻碍的离子传导。因而，全固体电池所使用的电极活性物质的离子传导性提高。此外，例如，上述电极活性物质中，上述高分子固体电解质区域的体积相对于上述多个二次粒子的体积的比率可以为1％～3％。由此，多个二次粒子包含适当量的高分子固体电解质，因此，用于提高电极活性物质的离子传导性的高分子固体电解质的量得以确保，且不易发生由过量的高分子固体电解质导致的二次粒子的聚集，能够抑制由形成聚集块导致的离子传导性降低。此外，例如，上述电极活性物质中，上述高分子固体电解质区域的体积相对于上述浸渗粒子的体积的比率可以为6.5％～10.5％。由此，浸渗粒子包含适当量的高分子固体电解质，因此，用于提高电极活性物质的离子传导性的高分子固体电解质的量得以确保，且不易发生由过量的高分子固体电解质导致的二次粒子的聚集，能够抑制由形成聚集块导致的离子传导性降低。此外，例如，上述浸渗粒子可以在内部进一步具有空隙。由此，因存在浸渗高分子电解质的余地而不易发生由过量的高分子固体电解质导致的二次粒子的聚集，能够抑制由形成聚集块导致的离子传导性降低。此外，例如，上述电极活性物质中，上述空隙的体积相对于上述浸渗粒子的体积的比率可以为0.5％～1.0％。由此，通过使空隙的体积比率达到适当的范围来抑制空隙对离子传导的阻碍，离子传导性提高。此外，因存在浸渗高分子电解质的余地而不易发生由过量的高分子固体电解质导致的二次粒子的聚集，能够抑制由聚集块变大导致的离子传导性降低。此外，本申请的一个方式中的全固体电池具备使用了上述电极活性物质的正极或负极。由此得到的全固体电池包含离子传导性得以提高的电极活性物质，因此，电极的离子传导性提高，形成高电池容量且充放电特性和输出特性等电池特性优异的全固体电池。此外，本申请的一个方式中的电极活性物质的制造方法是被用于全固体电池的正极或负极的电极活性物质的制造方法，其包括：准备在多个二次粒子各自的内部具有空隙的电极活性物质材料和高分子固体电解质，使上述高分子固体电解质溶解或分散于超临界流体而制成超临界流体混合物，使上述电极活性物质材料接触上述超临界流体混合物，将上述超临界流体混合物进行冷却和减压。由此，通过使溶解或分散有高分子固体电解质的超临界流体混合物接触电极活性物质，从而使高分子固体电解质浸渗于多个二次粒子中。因此，通过高分子固体电解质在电极活性物质的二次粒子内部成为离子传导通路，从而促进被空隙阻碍的离子传导。因而，能够制造离子传导性得以提高的电极活性物质和使用了其的全固体电池。此外，例如，在上述电极活性物质的制造方法中，上述超临界流体可以为超临界状态的二氧化碳或超临界状态的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极活性物质，其被用于全固体电池的正极或负极，且包含多个二次粒子，/n所述多个二次粒子包含浸渗粒子，所述浸渗粒子是具有活性物质区域和在内部浸渗有高分子固体电解质的高分子固体电解质区域的二次粒子。/n

【技术特征摘要】
20181227 JP 2018-245624;20191203 JP 2019-2184531.一种电极活性物质，其被用于全固体电池的正极或负极，且包含多个二次粒子，
所述多个二次粒子包含浸渗粒子，所述浸渗粒子是具有活性物质区域和在内部浸渗有高分子固体电解质的高分子固体电解质区域的二次粒子。


2.根据权利要求1所述的电极活性物质，其中，所述高分子固体电解质区域的体积相对于所述多个二次粒子的体积的比率为1％～3％。


3.根据权利要求1或2所述的电极活性物质，其中，所述高分子固体电解质区域的体积相对于所述浸渗粒子的体积的比率为6.0％～10.5％。


4.根据权利要求1～3中任一项所述的电极活性物质，其中，所述浸渗粒子在内部还具有空隙。


5.根据权利要求4所述的电极活性物质，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：大河内基裕，堀川晃宏，土田修三，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP