层叠体制造技术

本发明专利技术提供防止因生成枝晶而引起短路并且能够得到稳定电压输出的层叠体。本发明专利技术一个方案的层叠体(50)具有固体电解质层(20)以及包含耐热性树脂和离子传导性物质的层(30)，其中，固体电解质层(20)与包含耐热性树脂和离子传导性物质的层(30)相邻。传导性物质的层(30)相邻。传导性物质的层(30)相邻。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】层叠体


[0001]本专利技术涉及层叠体。另外，本专利技术还涉及全固态二次电池以及其制造方法、防短路膜、全固态二次电池的防短路方法。

技术介绍

[0002]全固态二次电池是采用了固体电解质作为电解质的二次电池。固体电解质大致分为无机固体电解质和有机固体电解质，面向实用化的研究、开发均有所发展。使用了无机固体电解质的全固态二次电池的例子参照专利文献1。使用了有机固体电解质的全固态二次电池的例子参照专利文献2。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本国公开专利公报“日本特开2019
‑
199394号”[0006]专利文献2：日本国公开专利公报“日本特开2019
‑
102301号”
技术实现思路

[0007]专利技术所要解决的问题
[0008]但是，上述那样的现有技术就防止电极间短路和得到稳定的电压输出来说仍有改善的余地。
[0009]本专利技术一个方案的目的在于：提供防止因生成枝晶而引起短路并且能够得到稳定的电压输出的层叠体。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]本专利技术者们发现了能够通过使用包含耐热性树脂和离子传导性物质的层来解决上述问题。即，本专利技术包含以下构成。
[0012]＜1＞一种层叠体，其具有固体电解质层以及包含耐热性树脂和离子传导性物质的层，其中，上述固体电解质层与上述包含耐热性树脂和离子传导性物质的层相邻。
[0013]＜2＞根据＜1＞所述的层叠体，其中，上述耐热性树脂的玻璃化转变温度为200℃以上。
[0014]＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的层叠体，其中，上述离子传导性物质为选自离子液体、离子液体与锂盐的混合物和聚合物电解质中的至少一者。
[0015]＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的层叠体，其中，上述固体电解质层中所含的固体电解质为无机固体电解质。
[0016]＜5＞根据＜4＞所述的层叠体，其中，上述无机固体电解质为氧化物系固体电解质或硫化物系固体电解质。
[0017]＜6＞一种全固态二次电池，其具备正极、＜1＞～＜5＞中任一项所述的层叠体和负极，其中，上述包含耐热性树脂和离子传导性物质的层配置在上述负极与上述固体电解质层之间。
[0018]＜7＞一种防短路膜，其是包含耐热性树脂和离子传导性物质的防短路膜，其中，上述离子传导性物质为选自离子液体、离子液体与锂盐的混合物和聚合物电解质中的至少一者。
[0019]＜8＞一种全固态二次电池的制造方法，其是用于制造＜6＞所述的全固态二次电池的方法，其包括在上述固体电解质层与上述负极之间配置上述包含耐热性树脂和离子传导性物质的层的工序。
[0020]＜9＞一种全固态二次电池的防短路方法，其在正极与负极之间配置＜1＞～＜4＞中任一项所述的层叠体或者＜7＞所述的防短路膜。
[0021]专利技术效果
[0022]根据本专利技术的一个方案，可以提供防止因生成枝晶而引起短路并且能够得到稳定的电压输出的层叠体。
附图说明
[0023]图1是示意性地表示本专利技术的一个实施方式的层叠体和全固态二次电池的图。
[0024]图2是示意性地表示本专利技术的另一个实施方式的层叠体和全固态二次电池的图。
[0025]图3是表示包含本专利技术的一个实施方式的层叠体的全固态二次电池的枝晶耐性试验结果的曲线图。该层叠体使用了芳纶作为耐热性树脂，并且使用了聚合物电解质作为离子传导性物质。
[0026]图4是表示包含本专利技术的一个实施方式的层叠体的全固态二次电池的枝晶耐性试验结果的曲线图。该层叠体使用了芳纶作为耐热性树脂，并且使用了离子液体作为离子传导性物质。
[0027]图5是表示包含本专利技术的一个实施方式的层叠体的全固态二次电池的枝晶耐性试验结果的曲线图。该层叠体使用了芳纶和芳香族聚酯作为耐热性树脂，并且使用了聚合物电解质作为离子传导性物质。
[0028]图6是表示包含本专利技术的一个实施方式的层叠体的全固态二次电池的枝晶耐性试验结果的曲线图。该层叠体使用了芳纶和芳香族聚酯作为耐热性树脂，并且使用了离子液体作为离子传导性物质。
具体实施方式
[0029]以下，对本专利技术的实施方式的一个例子进行详细说明，但本专利技术并不限于这些。
[0030]本说明书中只要没有特别说明，则表示数值范围的“A～B”是指“A以上且B以下”。
[0031][1.层叠体][0032]参照图1、2。层叠体50具有固体电解质层20以及包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30。另外，固体电解质层20与包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30相邻。即，层叠体50是包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30与固体电解质层20的单面或两面层叠的层叠体。在此，包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30中的至少一个设置在固体电解质层20与负极40之间(层叠体50与负极40相接的一侧)。就一个实施方式来说，层叠体50是构成全固态二次电池用的一部分的部件。
[0033]图1所示的是包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30与固体电解质层20的单面
层叠的层叠体50。图2所示的是包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30与固体电解质层20的两面层叠的层叠体50。从使全固态二次电池小型化这样的观点考虑，优选将包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30设置于固体电解质层20的单面(即，优选全固态二次电池100a的形态)。
[0034]使用了固体电解质作为电解质的全固态二次电池会发生生成枝晶的问题。即，伴随着充放电循环、恒压充电，金属(例如金属锂)一般会在负极侧以树枝状析出。该树枝状的金属(枝晶)由负极侧朝向正极侧沿着固体电解质的晶界生长，由此会发生使正极与负极短路这样的问题。本专利技术通过设置包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30解决了此问题。
[0035]另外，全固态二次电池由于不使用可燃性的有机溶剂作为电解液，因此起火或燃烧的危险性低，本质上安全性高。因此，认为与现有的液系的二次电池不同而不需要冷却系统，设想在更高温下使用。此外，为了提高固体电解质的离子传导性，还设想了使用加热器等发热体由外部对全固态二次电池进行加热来使用的情况。此时，全固态二次电池的内部有时还会受到伴随充放电的发热的影响而变成高温环境(约150℃以上)。本专利技术者们新发现了下述这样的问题：在这样的高温环境下，就算是在固体电解质层20与负极40之间设置了树脂层，在树脂没有耐热性的情况下树脂会软化或熔解或者树脂层自身会变形，由此枝晶变得容易贯通树脂层。故而，期望设置在固体电解质层20与负极40之间的层就算是在高温环境下也不会软化、熔解和变形。
[0036]因此，就本专利技术来说，将包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30设置在固体电解质层20与负极40之间。包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30由于包含耐热性树脂，因此就算是在高温环境下也不易软化、熔解和变形。由此，解决了上述问题。包含耐热性树脂和离子传导性物质的层30通过耐热性树脂物理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种层叠体，其具有固体电解质层以及包含耐热性树脂和离子传导性物质的层，其中，所述固体电解质层与所述包含耐热性树脂和离子传导性物质的层相邻。2.根据权利要求1所述的层叠体，其中，所述耐热性树脂的玻璃化转变温度为200℃以上。3.根据权利要求1或2所述的层叠体，其中，所述离子传导性物质为选自离子液体、离子液体与锂盐的混合物和聚合物电解质中的至少一者。4.根据权利要求1～3中任一项所述的层叠体，其中，所述固体电解质层中所含的固体电解质为无机固体电解质。5.根据权利要求4所述的层叠体，其中，所述无机固体电解质为氧化物系固体电解质或硫化物系固体电解质。6.一种全固态二次电池，其具备正极...

【专利技术属性】
技术研发人员：铃木纯次，村上力，
申请(专利权)人：住友化学株式会社，
类型：发明
国别省市：