固态二次电池制造技术

提供一种充放电特性很高的固态二次电池。该固态二次电池在衬底上包括第一层及正极活性物质层，第一层与所述正极活性物质层接触，第一层具有导电性，第一层具有包含第一阳离子及第一阴离子的第一结晶结构，正极活性物质层具有包含第二阳离子及第二阴离子的第二结晶结构，在第一结晶结构中的所述第一阳离子与所述第一阳离子间距离的最小值为La且第二结晶结构中的所述第二阳离子与所述第二阳离子间距离的最小值为Lb时，以下算式(1)的值为0.1以下。下。下。下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固态二次电池


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。此外，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition ofmatter)。本专利技术的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置或电子设备及其制造方法。
[0002]在本说明书中，电子设备是指具有蓄电装置的所有装置，具有蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。

技术介绍

[0003]对使用者携带的电子设备或可穿戴电子设备的开发非常活跃。
[0004]作为蓄电装置的一个例子的一次电池或二次电池被用作使用者携带的电子设备或可穿戴电子设备的电源。对使用者携带的电子设备期待可长时间利用，因此可以使用大容量的二次电池。但是大容量的二次电池较大，所以有重量大的问题。于是，对能够内置于携带的电子设备的小型或薄型且大容量的二次电池进行了开发。
[0005]作为用来使作为载体离子的锂离子迁移的介质使用有机溶剂等电解液的锂离子二次电池很普及。但是，使用液体的二次电池有如下问题：因为使用液体，所以伴随使用温度范围或使用电位而发生电解液分解反应以及漏液。此外，使用电解液的二次电池有由漏液导致起火的风险。
[0006]作为不使用液体的二次电池，已知使用固态电解质的被称为固态电池的蓄电装置。例如，在专利文献1中被公开。此外，在专利文献2中公开了使用接枝聚合物的固态二次电池。[先行技术文献][专利文献][0007][专利文献1]美国专利第8404001号说明书[专利文献2]日本专利申请公开第2011
‑
014387号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0008]薄膜型固态二次电池(也称为薄膜全固态电池)在充放电特性、循环特性、可靠性、安全性或成本等各种方面上有改善的余地。例如，为了提高薄膜全固态电池的充放电容量，可以举出提高正极活性物质层的结晶性的方法。为了提高结晶性，可以举出以高温进行热处理的方法等，但是有时根据正极集流体或衬底的材质难以进行该热处理。
[0009]于是，本专利技术的一个方式的目的是提供一种充放电容量很大的固态二次电池。或者，本专利技术的一个方式的目的是提供一种循环特性良好的固态二次电池。或者，本专利技术的一个方式的目的是提供一种其安全性比使用电解液的现有锂离子二次电池高的新颖的全固态二次电池。或者，本专利技术的一个方式的目的是提供一种新颖的蓄电装置。
[0010]注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。注意，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。解决技术问题的手段
[0011]本专利技术的一个方式是一种在衬底上包括第一层及正极活性物质层的固态二次电池，第一层与正极活性物质层接触，第一层具有导电性，第一层具有包含第一阳离子及第一阴离子的第一结晶结构，正极活性物质层具有包含第二阳离子及第二阴离子的第二结晶结构，在第一结晶结构中的第一阳离子与第一阳离子间距离的最小值为La且第二结晶结构中的第二阳离子与第二阳离子间距离的最小值为Lb时，以下算式(1)的值为0.1以下。
[0012][算式1][0013]本专利技术的一个方式是一种在衬底上包括第一膜及正极活性物质层的固态二次电池，第一层与正极活性物质层接触，第一层具有导电性，第一层具有包含第一阳离子及第一阴离子的第一结晶结构，正极活性物质层具有包含第二阳离子及第二阴离子的第二结晶结构，在第一结晶结构中的第一阴离子与第一阴离子间距离的最小值为la且第二结晶结构中的第二阴离子与第二阴离子间距离的最小值为lb时，以下算式(2)的值为0.1以下。
[0014][算式2][0015]在上述结构中，第二阳离子优选包含过渡金属。
[0016]在上述结构中，优选的是，第一阳离子与第一阴离子所形成的最小角度为85
°
以上且90
°
以下，且第二阳离子与第二阴离子所形成的最小角度为85
°
以上且90
°
以下。
[0017]在上述结构中，第一结晶结构优选为岩盐型，第二结晶结构优选为层状岩盐型。
[0018]在上述结构中，衬底及所述第一层优选包含同一金属。
[0019]在上述结构中，在衬底与第一层之间优选包括正极集流体层，正极集流体层及第一层更优选包含同一金属。
[0020]在上述结构中，正极活性物质层优选包含钴酸锂。
[0021]在上述结构中，第一层优选包含氮化钛。专利技术效果
[0022]根据本专利技术的一个方式，可以提供一种充放电容量很大的固态二次电池。或者，根据本专利技术的一个方式，可以提供一种循环特性良好的固态二次电池。或者，根据本专利技术的一个方式，可以提供一种其安全性比使用电解液的现有锂离子二次电池高的新颖的全固态二次电池。或者，根据本专利技术的一个方式，可以提供一种新颖的蓄电装置。
[0023]另外，在薄膜型固态二次电池中，也可以通过增大面积来增加容量。
[0024]另外，通过利用剥离转置技术，在增大面积之后，可以将电池折叠为所希望的尺寸。附图简要说明
[0025]图1A及图1B是示出本专利技术的一个方式的截面图。
图2A是说明氮化钛的结晶结构的图，图2B是说明LiCoO2的结晶结构的图。图3A、图3B及图3C是示出本专利技术的一个方式的截面图。图4A及图4B是示出本专利技术的一个方式的俯视图及截面图。图5是说明本专利技术的一个方式的固态二次电池的制造流程的图。图6A及图6B是示出本专利技术的一个方式的俯视图。图7是示出本专利技术的一个方式的截面图。图8是说明本专利技术的一个方式的固态二次电池的制造流程的图。图9是固态二次电池的制造装置的俯视示意图。图10是固态二次电池的制造装置的一部分的截面图。图11A是示出电池单元的一个例子的立体图，图11B是电路的立体图，图11C是使电池单元与电路重叠时的立体图。图12A是示出电池单元的一个例子的立体图，图12B是电路的立体图，图12C及图12D是使电池单元与电路重叠时的立体图。图13A是电池单元的立体图，图13B是示出电子设备的一个例子的图。图14A、图14B及图14C是示出电子设备的一个例子的图。图15A是示出本专利技术的一个方式的设备的示意图，图15B是示出系统的一部分的图，图15C示出用于系统的便携式数据终端的立体图的一个例子。图16是说明实施例的各样品的XRD测定结果的图。图17A及图17B是说明实施例的固态二次电池的充放电特性的图。实施专利技术的方式
[0026]下面，参照附图对本专利技术的实施方式进行详细说明。注意，本专利技术不局限于以下说明，所属
的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以被变换为各种形式。此外，本专利技术不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。
[0027]在本说明书等中，以密勒指数表示结晶面和取向。以“()”表示示出结晶面的个别面。
[0本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固态二次电池，在衬底上包括第一层及正极活性物质层，其中，所述第一层与所述正极活性物质层接触，所述第一层具有导电性，所述第一层具有包含第一阳离子及第一阴离子的第一结晶结构，所述正极活性物质层具有包含第二阳离子及第二阴离子的第二结晶结构，并且，在所述第一结晶结构中的所述第一阳离子与所述第一阳离子间距离的最小值为La且所述第二结晶结构中的所述第二阳离子与所述第二阳离子间距离的最小值为Lb时，以下算式(1)的值为0.1以下。[算式1]2.一种固态二次电池，在衬底上包括第一膜及正极活性物质层，其中，所述第一层与所述正极活性物质层接触，所述第一层具有导电性，所述第一层具有包含第一阳离子及第一阴离子的第一结晶结构，所述正极活性物质层具有包含第二阳离子及第二阴离子的第二结晶结构，并且，在所述第一结晶结构中的所述第一阴离子与所述第一阴离子间距离的最小值为la且所述第二结晶结构中的所述第二阴离子与所述第二阴离子间距离的最小值为lb时，以下算式(2)的值为0.1以下。[算式2]3.根据权利要求1或2所述的固态...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗城和贵，田岛亮太，米田祐美子，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：