固体电解质组合物及其制法、含固体电解质片材、全固态二次电池用电极片及该电池的制法制造技术

本发明专利技术提供一种固体电解质组合物及其制造方法、含固体电解质的片材及全固态二次电池用电极片及全固态二次电池的制造方法，所述固体电解质组合物含有无机固体电解质及分散介质(A)，其中，分散介质(A)包含酮化合物(A1)和选自具有与酮化合物(A1)不同的化学结构的酮化合物(A2‑1)以及醇化合物(A2‑2)中的至少1种分散介质(A2)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质组合物及其制法、含固体电解质片材、全固态二次电池用电极片及该电池的制法
本专利技术涉及一种固体电解质组合物及其制造方法、含固体电解质的片材以及全固态二次电池用电极片及全固态二次电池的制造方法。
技术介绍
锂离子二次电池为具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质，并且能够使锂离子在2个电极之间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，使用有机电解液作为电解质。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而有可能在电池内部发生短路并被点燃，因此需要更加提高安全性和可靠性。在这种情况下，使用固体电解质来代替有机电解液的全固态二次电池备受关注。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，能够大幅度改善作为使用了有机电解液的电池的课题的安全性或可靠性。根据如上所述的各优点，正在进行作为下一代的锂离子电池的全固态二次电池的研究开发，并对形成全固态二次电池的结构层的材料也进行了研究。例如可以举出形成全固态二次电池的固体电解质层或构成电极(负极及正极)的电极活性物质层的组合物(浆液)。用于形成固体电解质层的浆液通常为使用各种分散介质适当地分散无机固体电解质以及粘合剂等作为形成该层的必要成分而获得的浆液，用于形成电极活性物质层的浆液为除了无机固体电解质以外进一步分散活性物质等而获得的浆液(专利文献1～3)。以往技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2014/051032号专利文献2：日本特开2012-212652号公报>专利文献3：日本特开2016-139511号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题在上述组合物中，分散质的分散稳定性(维持稳定的分散状态的特性)成为对电池的特性或制造时的稳定性的重要指标。无机固体电解质的分散介质为了防止无机固体电解质表面的劣化及分解，通常可以使用低含水率的分散介质或非水分散介质或者非极性或低极性的分散介质等。但是，针对在抑制固体电解质的劣化及分解的同时稳定地分散固体电解质组合物，存在改善空间。在固体电解质组合物中，用于形成正极活性物质层的组合物通常使用导电助剂。导电助剂与无机固体电解质及活性物质相比通常疏水性高，且针对分散介质的分散行为与无机固体电解质及活性物质不同。因此，在含有导电助剂的组合物中，在抑制无机固体电解质的劣化及分解的同时，使无机固体电解质及活性物质与导电助剂分别以良好的分散性(无需使其凝聚)分散于上述分散介质中变得更加困难。在组合物中，若无机固体电解质、活性物质及导电助剂中的任一个分散性不充分，则所形成的电极活性物质层的传导率降低，从而无法制造显示高电池容量的全固态二次电池。尤其，优选用作导电助剂的碳质材料容易凝聚，因此针对含有碳质材料作为导电助剂的组合物的分散性，进一步存在改善空间。本专利技术的课题在于提供一种固体电解质组合物及其优选的制造方法，所述固体电解质组合物能够通过用作形成全固态二次电池的固体电解质层的材料来制造显示优异的电池容量的全固态二次电池。并且，本专利技术的课题在于提供一种具有由该固体电解质组合物构成的层的含固体电解质的片材。而且，本专利技术的课题在于提供一种使用了上述固体电解质组合物的全固态二次电池用电极片及全固态二次电池的制造方法。用于解决技术课题的手段本专利技术人等反复进行了各种各样的研究，其结果，发现了优选以规定的含量含有选自具有与作为分散介质的酮化合物不同的化学结构的另一酮化合物及醇化合物中的至少1种化合物的分散介质在不会使无机固体电解质劣化及分解的情况下提高分散稳定性。进一步进行了研究，其结果，本专利技术人等发现了不仅针对无机固体电解质，而且针对活性物质及导电助剂(碳质材料)也能够抑制它们的凝聚而使其高度分散。而且，本专利技术人等发现了由将上述分散介质与无机固体电解质等组合而含有的固体电解质组合物制作的全固态二次电池显示优异的电池容量。根据这种观点进一步反复进行研究，从而完成了本专利技术。即，上述课题通过以下方案解决。＜1＞一种固体电解质组合物，其含有无机固体电解质及分散介质(A)，其中，分散介质(A)包含酮化合物(A1)和选自具有与酮化合物(A1)不同的化学结构的酮化合物(A2-1)及醇化合物(A2-2)中的至少1种分散介质(A2)。＜2＞根据＜1＞所述的固体电解质组合物，其含有活性物质。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的固体电解质组合物，其含有导电助剂。＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，分散介质(A)中的分散介质(A2)的含量超过0质量％且小于50质量％。＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，酮化合物(A1)的碳原子数为6以上，并且酮化合物(A2-1)的碳原子数为4以上。＜6＞根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，酮化合物(A2-1)的碳原子数为6以上。＜7＞根据＜1＞～＜6＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，酮化合物(A2-1)的碳原子数为9以上。＜8＞根据＜1＞～＜7＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，分散介质(A2)的至少1种为酮化合物(A1)的结构异构体。＜9＞根据＜1＞～＜8＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，分散介质(A)包含至少1种非极性分散介质。＜10＞根据＜1＞～＜9＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，活性物质的中值粒径大于无机固体电解质的中值粒径。＜11＞一种含固体电解质的片材，其具有由上述＜1＞～＜10＞中任一项所述的固体电解质组合物构成的层。＜12＞一种固体电解质组合物的制造方法，所述方法具有在分散介质(A)中分散无机固体电解质的工序，分散介质(A)包含酮化合物(A1)和选自具有与酮化合物(A1)不同的化学结构的酮化合物(A2-1)及醇化合物(A2-2)中的至少1种分散介质(A2)。＜13＞根据＜12＞所述的固体电解质组合物的制造方法，其中，分散介质(A)中的分散介质(A2)的含量超过0质量％且小于50质量％。＜14＞根据＜12＞或＜13＞所述的固体电解质组合物的制造方法，其中，酮化合物(A1)的碳原子数为6以上，并且酮化合物(A2-1)的碳原子数为4以上。＜15＞根据＜12＞～＜14＞中任一项所述的固体电解质组合物的制造方法，其中，酮化合物(A2-1)的碳原子数为6以上。＜16＞根据＜12＞～＜15＞中任一项所述的固体电解质组合物的制造方法，其中，酮化合物(A2-1)的碳原子数为9以上。＜17＞根据＜12＞～＜16＞中任一项所述的固体电解质组合物的制造方法，其中，分散介质(A2)的至少1种为酮化合物(A1)的结构异构体。＜18＞根据＜12＞～＜17＞中任一项所述的固体电解质组合物的制造方法，其中，分散介质(A)包含至少1种非极性分散介质。＜19＞根据＜12＞～＜18＞中任一项所述的固体电解质组合物的制造方法，其在分散工序之后，具有混合所获得的预备分散物与活性物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种固体电解质组合物，其含有无机固体电解质及分散介质(A)，其中，/n所述分散介质(A)包含：/n酮化合物(A1)和/n选自具有与所述酮化合物(A1)不同的化学结构的酮化合物(A2-1)及醇化合物(A2-2)中的至少1种分散介质(A2)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180205 JP 2018-018676;20180523 JP 2018-0989921.一种固体电解质组合物，其含有无机固体电解质及分散介质(A)，其中，
所述分散介质(A)包含：
酮化合物(A1)和
选自具有与所述酮化合物(A1)不同的化学结构的酮化合物(A2-1)及醇化合物(A2-2)中的至少1种分散介质(A2)。


2.根据权利要求1所述的固体电解质组合物，其含有活性物质。


3.根据权利要求1或2所述的固体电解质组合物，其含有导电助剂。


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，
所述分散介质(A)中的所述分散介质(A2)的含量超过0质量％且小于50质量％。


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，
所述酮化合物(A1)的碳原子数为6以上，并且所述酮化合物(A2-1)的碳原子数为4以上。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述酮化合物(A2-1)的碳原子数为6以上。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述酮化合物(A2-1)的碳原子数为9以上。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述分散介质(A2)的至少1种为所述酮化合物(A1)的结构异构体。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述分散介质(A)包含至少1种非极性分散介质。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的固体电解质组合物，其中，
所述活性物质的中值粒径大于所述无机固体电解质的中值粒径。


11.一种含固体电解质的片材，其具有由权利要求1至10中任一项所述的固体电解质组合物构成的层。


12.一种固体电解质组合物的制造方法，所述方法具有在分散介质(A)中分散无机固体电解质的工序，
所述分散介质(A)包含：
酮化合物(A1)和
选自具有与所述酮化合物(A1)不同的化学结构的酮化合物(...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶岛广，小泽信，
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