本发明专利技术提供一种固体电解质组合物、具有由该组合物构成的层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，所述固体电解质组合物包含：无机固体电解质，其具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；粘合剂，其含有具有特定结构的构成成分的逐步聚合类聚合物；及分散介质。
【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
锂离子二次电池为具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质且能够通过使锂离子在两极之间往复移动来进行充电和放电的蓄电池。在锂离子二次电池中一直以来作为电解质使用有机电解液。然而，有机电解液容易产生液体泄漏，并且还有可能因过充电或过放电而在电池内部发生短路并起火，因此要求进一步提高安全性和可靠性。在这种情况下，代替有机电解液而使用了无机固体电解质的全固态二次电池受到关注。全固态二次电池的负极、电解质及正极均由固体构成，能够大幅改善使用了有机电解液的电池的安全性及可靠性。在这种全固态二次电池中，提出含有无机固体电解质、活性物质及粘合剂(binder)等作为形成负极活性物质层、固体电解质层及正极活性物质层等构成层的材料的材料。例如，在专利文献1中记载了一种固体电解质组合物，其含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质及高分子粘合剂，该高分子粘合剂由具有硬链段和软链段的聚合物构成。以往技术文献专利文献专利文献1：日本特开2015-088480号公报
技术实现思路
专利技术要解决的技术课题全固态二次电池的构成层通常由无机固体电解质、活性物质等固体粒子形成，固体粒子彼此的界面接触原本有限制，因此对界面阻抗的降低也产生限制(离子传导率降低。)。另一方面，若固体粒子彼此的粘合性弱，则形成于集电体表面的构成层容易从集电体剥离，并且发生伴随全固态二次电池的充电和放电(锂离子的释放吸收)的构成层、特别是由活性物质层的收缩膨胀引起的固体粒子彼此的接触不良，导致电阻的上升，进而导致电池性能的降低。为了提高固体粒子彼此的粘合性而使用粘合剂，也对构成粘合剂的聚合物结构进行了研究，但对于抑制由活性物质层的收缩膨胀引起的接触不良，要求进一步改善。本专利技术的课题在于提供一种固体电解质组合物，其为显示优异的分散性的固体电解质组合物，且通过用作形成全固态二次电池的构成层的材料，在所获得的全固态二次电池中，能够在抑制固体粒子之间的界面阻抗的上升的同时，并牢固地粘合固体粒子，从而能够实现优异的电池性能。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及全固态二次电池。此外，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含固体电解质的片材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研究，结果发现，作为固体电解质组合物，通过与无机固体电解质及分散介质一同使用粘合剂，能够使上述聚合物彼此在彼此的上述构成成分之间进行适度的相互作用，提高固体电解质组合物的分散性，所述粘合剂含有具有经由特定的连接基团具有过氧原子、硫原子及含氮原子的基团中的至少两个的构成成分的聚合物即逐步聚合类聚合物。进而，发现了通过将该固体电解质组合物用作形成全固态二次电池的构成层的材料，能够形成在抑制固体粒子之间的界面阻抗的同时牢固地粘合固体粒子的构成层，且能够制作显示优异的电池性能的全固态二次电池。本专利技术根据这些见解进一步进行了反复研究，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，其包含：无机固体电解质，其具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；粘合剂，其含有具有由下述式(H-1)表示的构成成分的逐步聚合类聚合物；及分散介质。[化学式1]式中，L11表示碳原子数1～12的亚烷基、碳原子数6～18的亚芳基、碳原子数2～12的亚烯基、碳原子数4～18的2价杂环基、氧原子、羰基、-N(RN1)-或亚胺连接基团或将它们组合而成的基团。X11及X12表示氧原子、硫原子或-N(RN1)-。其中，X11与X12彼此不同。RN1表示氢原子、烷基甲硅烷基、碳原子数6～18的芳基或碳原子数1～12的烷基。＜2＞根据＜1＞所述的固体电解质组合物，其中，上述逐步聚合类聚合物具有由下述式(H-2)表示的部分结构。[化学式2]式中，L21的含义与上述L11的含义相同。RN2的含义与上述RN1的含义相同。*表示用于将上述部分结构导入逐步聚合类聚合物的键合部。＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的固体电解质组合物，其中，上述逐步聚合类聚合物具有由下述式(H-3)表示的部分结构。[化学式3]L31表示碳原子数1～12的亚烷基、碳原子数6～12的亚芳基、氧原子、亚胺连接基团、或将它们组合而成的分子量400以下的基团，*表示用于将上述部分结构导入逐步聚合类聚合物的键合部。＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述逐步聚合类聚合物为由下述式表示的聚合物。[化学式4]式中，L1表示分子量为14以上且200,000以下的分子链。X1、X2及L2的含义分别与上述X11、上述X12及上述L11的含义相同。X3及X4均表示-NH-或氧原子，L3表示烃基。X5及X6均表示-NH-或氧原子，L4表示聚碳酸酯链、聚酯链或聚环氧烷链。X7及X8均表示-NH-或氧原子，L5表示烃聚合物链。s1～s5表示各构成成分的含量(质量％)，合计为100质量％。＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述逐步聚合类聚合物的脲值大于0且为0.5mmol/g以下。＜6＞根据＜1＞至＜5＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述粘合剂为平均粒径5nm以上且10μm以下的粒子。＜7＞根据＜1＞至＜6＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述粘合剂的含量在固体电解质组合物的总固体成分中为0.001～10质量％。＜8＞根据＜1＞至＜7＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述逐步聚合类聚合物具有选自下述官能团组(I)中的至少一种官能团。＜官能团组(I)＞羧基、磺酸基、酮基、磷酸基＜9＞根据＜1＞至＜8＞中任一项所述的固体电解质组合物，其中，上述逐步聚合类聚合物的质均分子量为10000～90000。＜10＞根据＜1＞至＜9＞中任一项所述的固体电解质组合物，其含有导电助剂。＜11＞根据＜1＞至＜10＞中任一项所述的固体电解质组合物，其包含活性物质。＜12＞根据＜11＞所述的固体电解质组合物，其中，上述活性物质为含有硅原子的负极活性物质。＜13＞根据＜1＞至＜12＞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为由下述式(1)表示的硫化物类无机固体本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种固体电解质组合物，其包含：/n无机固体电解质，其具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；/n粘合剂，其含有：具有由下述式(H-1)表示的构成成分的逐步聚合类聚合物；及/n分散介质，/n[化学式1]/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181227 JP 2018-2459771.一种固体电解质组合物，其包含：
无机固体电解质，其具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；
粘合剂，其含有：具有由下述式(H-1)表示的构成成分的逐步聚合类聚合物；及
分散介质，
[化学式1]
式中，L11表示碳原子数1～12的亚烷基、碳原子数6～18的亚芳基、碳原子数2～12的亚烯基、碳原子数4～18的2价杂环基、氧原子、羰基、-N(RN1)-或亚胺连接基团或将它们组合而成的基团，X11及X12表示氧原子、硫原子或-N(RN1)-，其中，X11与X12彼此不同，RN1表示氢原子、烷基甲硅烷基、碳原子数6～18的芳基或碳原子数1～12的烷基。
2.根据权利要求1所述的固体电解质组合物，其中，
所述逐步聚合类聚合物具有由下述式(H-2)表示的部分结构，
[化学式2]
式中，L21的含义与所述L11的含义相同，RN2的含义与所述RN1的含义相同，*表示用于将所述部分结构导入逐步聚合类聚合物的键合部。
3.根据权利要求1或2所述的固体电解质组合物，其中，
所述逐步聚合类聚合物具有由下述式(H-3)表示的部分结构，
[化学式3]
L31表示碳原子数1～12的亚烷基、碳原子数6～12的亚芳基、氧原子、亚胺连接基团、或将它们组合而成的分子量400以下的基团，*表示用于将所述部分结构导入逐步聚合类聚合物的键合部。
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，
所述逐步聚合类聚合物为由下述式表示的聚合物，
[化学式4]
式中，L1表示分子量为14以上且200,000以下的分子链，
X1、X2及L2的含义分别与所述X11、所述X12及所述L11的含义相同，
X3及X4均表示-NH-或氧原子，L3表示烃基，
X5及X6均表示-NH-或氧原子，L4表示聚碳酸酯链、聚酯链或聚环氧烷链，
X7及X8均表示-NH-或氧原子，L5表示烃聚合物链，
s1～s5表示各构成成分的含量，合计为100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，
所述逐步聚合类聚合物的脲值大于0且为0.5mmol/g以下。
6.根据权利要求1至5中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：三村智则，
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
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