二次电池用正极、二次电池及电子设备制造技术

提供一种循环特性优异的二次电池用正极。本发明专利技术是一种二次电池用正极，该二次电池用正极包括正极集流体层、基底膜、正极活性物质层及盖层，基底膜包含氮化钛，正极活性物质层包含钴酸锂，盖层包含氧化钛。通过将氮化钛用于基底膜，可以在确保充分的导电性的同时抑制正极集流体层的氧化或金属原子的扩散。通过将氧化钛用于盖层，可以抑制正极活性物质层和电解质的副反应或极活性物质的晶体结构的破坏来提高循环特性。提高循环特性。提高循环特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池用正极、二次电池及电子设备


[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 of matter)。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、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]近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器、空气电池及全固态电池等各种蓄电装置的开发日益火热。尤其是，随着半导体产业的发展，高输出、大容量的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。
[0004]此外，随着需求扩大，性能更高的锂离子二次电池被要求。因此，以锂离子二次电池的大容量化以及循环特性的提高为目标的正极活性物质的改良已在开展(例如专利文献1)。
[0005]另外，在锂离子二次电池中安全性更高的全固态电池的开发已在开展。正极、电解质及负极利用PVD(物理蒸镀)、CVD(化学蒸镀)等形成的薄膜二次电池也是全固态电池之一种(例如专利文献2)。[先行技术文献][专利文献][0006][专利文献1]日本专利申请公开第2018
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206747号公报[专利文献2]美国专利申请公开第2010/0190051号说明书[非专利文献][0007][非专利文献1]EELS analysis of cation valence states and oxygen vacancies in magnetic oxides,Z.L.Wang,J.S.Yin,Y.D.Jiang,Micron 31(2000)571
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技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0008]薄膜二次电池在充放电特性、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。例如关于循环特性，由于反复充放电，正极活性物质的晶体结构受到破坏，这有可能导致充放电容量的下降。此外，在正极活性物质和电解质的界面、正极活性物质和正极集流体的界面等发生副反应，这也有可能导致充放电容量的下降。
[0009]于是，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种二次电池用正极，其中即使反复充放电，在正极活性物质和电解质的界面、正极活性物质和正极集流体的界面等也不容易发生副反应。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种即使反复充放电晶体结构也
不容易受到破坏的二次电池用正极。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电循环特性优异的二次电池用正极。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电容量大的二次电池用正极。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电循环中的容量下降得到抑制的二次电池用正极。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电循环特性优异的二次电池。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种充放电容量大的二次电池。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种安全性或可靠性高的二次电池。
[0010]另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种新颖的物质、活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。
[0011]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
[0012]在本专利技术的一个方式中，为了使晶体结构不容易受到破坏或抑制副反应来提高循环特性，在正极活性物质层上设置盖层。
[0013]本专利技术的一个方式是一种二次电池用正极，该二次电池用正极包括基底膜、正极活性物质层以及盖层，基底膜和盖层中的至少一个包含氧氮化钛，正极活性物质层包含钴酸锂，盖层包含含有氧的钛化合物。
[0014]另外，在上述结构中，优选的是，基底膜中的晶体结构和正极活性物质层中的晶体结构都具有只有阴离子排列的面。
[0015]另外，在上述结构中，优选的是，基底膜和正极活性物质层都具有阳离子和阴离子交替排列的晶体结构。
[0016]另外，本专利技术的一个方式是一种包括上述二次电池用正极、固体电解质以及负极的二次电池。
[0017]另外，本专利技术的一个方式是一种包括上述二次电池的电子设备。
[0018]另外，本专利技术的一个方式是一种包括上述二次电池、以及具有正极、负极、电解液以及隔离体的锂离子二次电池。专利技术效果
[0019]根据本专利技术的一个方式可以提供一种二次电池用正极，其中即使反复充放电，在正极活性物质和电解质的界面、正极活性物质和正极集流体的界面等也不容易发生副反应。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种即使反复充放电晶体结构也不容易受到破坏的二次电池用正极。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种充放电循环特性优异的二次电池用正极。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种充放电容量大的二次电池用正极。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种在充放电循环中容量下降得到抑制的二次电池用正极。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种充放电循环特性优异的二次电池。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种充放电容量大的二次电池。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种安全性或可靠性高的二次电池。
[0020]另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种新颖的物质、活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。
[0021]注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本专利技术的一个方式并不需要具有所有上述效果。上述以外的效果是可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中自然得知并衍生出来的。附图简要说明
[0022]图1A至图1C是本专利技术的一个方式的正极的立体图。图2A及图2B是说明本专利技术的一个方式的正极中的晶体结构的图。图3A至图3C是说明本专利技术的一个方式的二次电池的叠层结构的图。图4A是示出本专利技术的一个方式的俯视图，图4B至图4D是示出本专利技术的一个方式的截面图。图5A及图5C是示出本专利技术的一个方式的俯视图，图5B及图5D是示出本专利技术的一个方式的截面图。图6A是示出本专利技术的一个方式的俯视图，图6B是示出本专利技术的一个方式的截面图。图7A是示出本专利技术的一个方式的俯视图，图7B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二次电池的制造流程的图。图9A及图9B是示出本专利技术的一个方式的俯视图。图10是示出本专利技术的一个方式的截面图。图11是说明本专利技术的一个方式的二次电池的制造流程的图。图12是二次电池的制造装置的俯视示意图。图13是二次电池的制造装置的一部分的截面图。图14A是示出电池单元的一个例子的立体图。图14B是电路的立体图。图14C是使电池单元与电路重叠时的立体图。图15A是示出电池单元的一个例子的立体图。图15B是电路的立体图。图15C及图15D是使电池单元与电路重叠时的立体图。图16A是电池单元的立体图。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】1.一种二次电池用正极，包括：基底膜、正极活性物质层及盖层，其中，所述基底膜和所述盖层中的至少一个包含氧氮化钛，并且，所述正极活性物质层包含钴酸锂。2.根据权利要求1所述的二次电池用正极，其中所述基底膜中的晶体结构和所述正极活性物质层的中的晶体结构都具有只有阴离子排列的面。3.根据权利要求1或2所述的二次电池用正极，...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻田香，门间裕史，广濑智哉，米田祐美子，岩城裕司，高桥辰义，山崎舜平，三上真弓，种村和幸，
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：