不织布、不织布的制造方法、固体电解质膜、固体电解质膜的制造方法、全固体电池及全固体电池的制造方法技术

提供一种特性良好的固体电解质膜及其形成方法。固体电解质膜40由不织布(极细纤维不织布)UFN及掺入于不织布中的固体电解质粒子4AP所构成。接着，不织布UFN包含：由含有极性填料的树脂而成的纤维(极细纤维UF)。如此的固体电解质膜40的制造方法包含：准备步骤，其准备不织布UFN，且不织布UFN具有由含有极性填料的树脂而成的纤维；涂布步骤，其于不织布UFN上涂布含有固体电解质粒子4AP的浆料S；加压加热步骤，其针对不织布UFN上的浆料S进行加压及加热。接着，通过激光电纺丝法，使含有极性填料的树脂成为纤维状，来形成不织布UFN。来形成不织布UFN。来形成不织布UFN。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】不织布、不织布的制造方法、固体电解质膜、固体电解质膜的制造方法、全固体电池及全固体电池的制造方法


[0001]本专利技术涉及不织布、不织布的制造方法、固体电解质膜、固体电解质膜的制造方法、全固体电池及全固体电池的制造方法。

技术介绍

[0002]作为二次电池的主要趋势，已依序开发了铅电池、镍镉电池、镍氢电池(Ni
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MH电池)、锂电池(LIB)。就此等的用途而言，作为移动电话、笔记本电脑，且特别是作为电动汽车(Electric Vehicle,EV)的电源的需求急速地扩大。其中，相较于其他的二次电池，LIB除了具有高度的能量密度/充放电能量外，还具有例如可进行紧凑封装等许多优点，故将LIB作为二次电池形成了主流。已知LIB至少具有正极、隔膜、负极等三层，且LIB形成使这三层被电解质覆盖的结构。就电解质而言，虽然一般使用属于可燃性物质的有机溶剂，然而，近来为了要开发安全性更高的电池而使全固体电池受到注目。全固体电池为将可燃性的有机电解液替换成非可燃性的无机固体电解质等，使安全性较习知更进一步地提升。又，在此种全固体电池当中，期待在关于电池的性能方面有更进一步的提升，例如期待电池的高能量密度化。
[0003]举例来说，专利文献1(日本特开2010
‑
250982号公报)揭示一种固体电解质用的片体，其以包含Li、P、S的固体电解质玻璃粒子的粉末所成型的片体；其中，针对所述玻璃粒子的存在于反复测量的拉曼光谱中的330cm
‑1至450cm
‑1之间的波峰进行波形分离，且所获得的各个波峰的面积强度比的标准偏差皆小于4.0。
[0004]又，专利文献2(日本特开2017
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103146号公报)揭示一种关于固体电解质片体及其制造方法的技术，其能够赋予全固体电池优良的能量密度及输出特性，并且能够通过连续制程而能够大量地生产全固体电池。具体而言，固体电解质片体包含固体电解质及支撑体，且支撑体具有多个贯通孔，而固体电解质被填充于贯通孔当中。所述固体电解质片体的制造方法包含：填充步骤，其将固体电解质填充至形成于支撑体上的多个贯通孔；压制步骤，其针对在贯通孔中填充有固体电解质的支撑体进行压制。
[0005]此外，专利文献3(日本特开2018
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204140号公报)揭示一种通过激光静电纺丝法(LES)来制作PET纤维网的技术。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008][专利文献1]日本特开2010
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250982号公报
[0009][专利文献2]日本特开2017
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103146号公报
[0010][专利文献3]日本特开2018
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204140号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所欲解决问题
[0012]举例来说，于上述专利文献1中，使全固体电池中包含Li等元素的固体电解质玻璃粒子粉体成型并形成为片状，并将其应用于固体电解质。然而，在仅由粉末材料所形成的固体电解质中，因为通过粉末彼此间的接触来形成导通，故使得接触面积变小，相较于使用电解液的锂电池，所述固体电解质的输出特性容易劣化。又，若使用粉末材料，则因为难以形成由单一材料形成的层所构成的薄膜片体，故制造步骤容易变得复杂。
[0013]另一方面，在上述专利文献2中，将固体电解质填充至聚酰亚胺支撑体后，使用压制机进行加热/加压处理，由此制造固体电解质片体(厚度：37～138μm)，且所述聚酰亚胺支撑体具有以光蚀刻法进行开孔加工所制得的边长为200～800μm的多个正方形贯通孔(开孔率50～99％)。然而，于此情况下，当在贯穿作为支撑体的聚酰亚胺时，因为使用了利用铬系溶剂的湿蚀刻法，即使用了有害的有机溶剂，故对于成本/环境问题为严重的。又，因为开孔部的尺寸大，且固体电解质的比重大，故当未使用黏合剂时，会有固体电解质慢慢地从片状支撑体上脱落的担忧，而容易使得耐久性变差。除此之外，因为固体电解质层厚，使得电极间的阻抗变高。
[0014]综上所述，为了要获得更良好的固体电解质膜，本专利技术人们发现到，薄型且具有微细多孔的高强度/高耐热性的纳米纤维不织布适于固体电解质粉体的支撑体的见解，并将此见解应用于本专利技术人们所开发的激光静电纺丝(LES)的技术(专利文献3)后深入探讨的结果，更进一步完成良好的固体电解质膜、固体电解质膜的制造方法、全固体电池及全固体电池的制造方法。
[0015]其他课题及新颖特征将透过本说明书的记载及附图而变得显而易见。
[0016]解决问题的手段
[0017]在本申请中所揭示的实施方式中，若针对具代表性内容的概要进行简单说明，则如下所述。
[0018]本申请所公开的一实施方式的固体电解质膜为全固体电池用的固体电解质膜，且其包含：不织布；固体电解质粒子，其掺入于所述不织布中；其中，所述不织布具有由含有极性填料的树脂而成的纤维。
[0019]本申请所公开的一实施方式的固体电解质膜的制造方法为全固体电池用的固体电解质膜的制造方法，且其包含：(a)准备步骤，其准备不织布，且所述不织布具有由含有极性填料的树脂而成的纤维；(b)涂布步骤，其于所述不织布上涂布含有固体电解质粒子的浆料；(c)干燥步骤，其针对所述不织布上的所述浆料进行干燥；(d)加压步骤，其针对所述不织布上的所述浆料进行加压。
[0020]本申请所公开的一实施方式的全固体电池具有正极、负极及固体电解质膜的全固体电池，且其包含：所述固体电解质膜被配置于所述正极与所述负极间，且所述固体电解质膜具有不织布及被掺入所述不织布的固体电解质粒子；又，所述不织布具有由含有极性填料的树脂而成的纤维。
[0021]本申请所公开的一实施方式的全固体电池的制造方法包含：(a)形成固体电解质膜的步骤；(b)形成正极合剂层的步骤，其于所述固体电解质的第一面，形成具有正极活性物质的正极合剂层；(c)形成负极合剂层的步骤，其于所述固体电解质的第二面，形成具有负极活性物质的负极合剂层。接着，所述(a)步骤包括：(a1)准备步骤，其准备不织布，且所述不织布具有由含有极性填料的树脂而成的纤维；(a2)涂布步骤，其于所述不织布上涂布
含有固体电解质粒子的浆料；(a3)干燥步骤，其针对所述不织布上的所述浆料进行干燥；及(a4)加压步骤，其针对所述不织布上的所述浆料进行加压。
[0022]专利技术的功效
[0023]根据本申请中所揭示的代表性实施方式的不织布及不织布的制造方法，能够提升不织布的特性。又，根据本申请中所揭示的代表性实施方式的固体电解质膜，能够提升其特性。又，通过使用本申请中所揭示的代表性实施方式的固体电解质膜，能够提升全固体电池的特性。又，根据本申请中所揭示的代表性实施方式的固体电解质膜的制造方法，能够制造具有良好特性的固体电解质膜。又，根据本申请中所揭示的代表性实施方式的全固体电池的制造方法，能够制造具有良好特性的全固体电池。
[0024]附图简单说明本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种不织布，其由纤维而成，所述纤维由添加有纳米纤维素的热塑性聚合物而成。2.根据权利要求1所述的不织布，所述热塑性聚合物中的所述纳米纤维素的添加量为0.1体积％以上且10体积％以下。3.根据权利要求1所述的不织布，所述纳米纤维素为纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶体或纤维素纳米晶须。4.根据权利要求1所述的不织布，所述热塑性聚合物的软化温度为100℃以上，且其不溶解于有机溶剂。5.根据权利要求1所述的不织布，所述热塑性聚合物选自高密度聚乙烯、聚丙烯、聚甲基戊烯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯、聚偏二氟乙烯、聚酰胺或聚苯硫醚。6.根据权利要求1所述的不织布，所述纤维的平均纤维直径为5μm以下。7.一种不织布的制造方法，其通过激光电纺丝法，将根据权利要求1所述的不织布中的添加有纳米纤维素的热塑性聚合物熔融并成为纤维状，来形成不织布。8.一种固体电解质膜，其包含：不织布，其作为支撑体；固体电解质，其作为基质成分；其中，使用根据权利要求1～6中任一项所述的不织布作为所述不织布。9.根据权利要求8所述的固体电解质膜，所述固体电解质具有锂离子导电性。10.根据权利要求8所述的固体电解质膜，所述固体电解质为硫化物系固体电解质。11.根据权利要求8所述的固体电解质膜，所述支撑体在所述固体电解质膜中所占的体积比率为10体积％以上且30体积％以下。12.一种全固体二次电池，其具有根据权利要求8～11中任一项所述的固体电解质膜。13.一种固体电解质膜，其为全固体电池用的固体电解质膜，且其包含：不织布；固体电解质粒子，其掺入于所述不织布中；其中，所述不织布具有由含有极性填料的树脂而成的纤维。14.根据权利要求13所述的固体电解质膜，所述极性填料为纤维素。15.根据权利要求13所述的固体电解质膜，所述树脂为聚乙烯。16.一种全固体电池用的固体电解质膜的制造方法，其包含：(a)准备步...

【专利技术属性】
技术研发人员：石黑亮，中村谕，高崎绿，南部壮太郎，松本一希，辻冈则夫，
申请(专利权)人：国立大学法人京都工艺纤维大学，
类型：发明
国别省市：