本发明专利技术提供一种能够减少聚合物粘合剂的含量的同时实现固体粒子的优异的分散特性及牢固的粘结性的电极组合物、使用该电极组合物的全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用电极片及全固态二次电池的制造方法。电极组合物为含有无机固体电解质、活性物质、聚合物粘合剂及分散介质的电极组合物，其中，聚合物粘合剂包含：聚合物粘合剂A，溶解于分散介质中，对活性物质的吸附率为20％以上且比对无机固体电解质的吸附率大；及聚合物粘合剂B，溶解于分散介质中，对无机固体电解质的吸附率为20％以上且比对活性物质的吸附率大。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种电极组合物、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及电极组合物、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池的制造方法。
技术介绍
1、全固态二次电池中，负极、电解质及正极全部由固体构成，能够大幅改善作为使用了有机电解液的电池的课题的安全性或可靠性。并且还能够延长寿命。此外，全固态二次电池能够设为电极和电解质直接排列并串联配置的结构。因此，与使用了有机电解液的二次电池相比，能够实现高能量密度化，且有望应用到电动汽车或大型蓄电池等中。
2、在这种全固态二次电池中，作为形成活性物质层(还称为电极层。)的物质，可以举出无机固体电解质、活性物质等。该无机固体电解质，尤其是氧化物系无机固体电解质及硫化物系无机固体电解质作为具有接近有机电解液的高离子传导率的电解质材料而受到期待。
3、作为形成全固态二次电池的活性物质层的材料(还称为活性物质层形成材料、电极组合物)，提出了将上述无机固体电解质、活性物质、以及粘合剂(粘结剂)等分散或溶解于分散介质中而得的材料(例如，浆料组合物)，其中还提出有同时使用2种粘合剂而得的材料。例如，专利文献1中记载了一种复合材料，其包含固体电解质、活性物质、非极性溶剂、不溶于非极性溶剂的第一粘结剂及可溶于非极性溶剂的第二粘结剂，第一粘结剂与第二粘结剂的sp值不同。
4、以往技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：日本特开2015-244428号公报
技术实现思路
1、专利技术要解决的技术课题</p>2、用固体粒子材料(无机固体电解质、活性物质、导电助剂等)形成活性物质层时，从提高全固态二次电池的电池性能(例如，减少电池电阻、提高倍率特性或循环特性)等观点考虑，对活性物质层形成材料及用于其的粘合剂要求各种特性。例如，活性物质层形成材料中，要求将刚制备后的固体粒子材料(还称为固体粒子)的良好的初期分散性维持为稳定的分散稳定性(将初期分散性及分散稳定性统称为分散特性。)优异。并且，在由活性物质层形成材料形成的活性物质层中，要求使固体粒子牢固地粘结(密合)的粘结性(密合性)。另一方面，由于粘合剂的离子传导性及电子导电性差，因此从抑制电池电阻的上升的观点考虑，要求减少活性物质层形成材料及活性物质层中的粘合剂含量。
3、如上所述，活性物质层形成材料要求在减少粘合剂含量的同时实现固体粒子的分散特性及牢固的粘结性，即兼顾这两种相反的特性。
4、本专利技术的课题在于提供一种电极组合物，其能够减少聚合物粘合剂的含量的同时实现固体粒子的优异的分散特性及牢固的粘结性。并且，本专利技术的课题在于，提供一种使用该电极组合物的全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及电极组合物、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池的制造方法。
5、用于解决技术课题的手段
6、以往的活性物质形成材料中，即使进行了例如改变混合顺序等的改良，还是将包含无机固体电解质、活性物质等的固体粒子组假设为均匀的混合物来选定将这些固体粒子整体分散并粘结的粘合剂。
7、然而，本专利技术人对活性物质层形成材料进行了深入研究，结果发现，通常，当粘合剂对无机固体电解质的相互作用提高时，对活性物质的相互作用也连动变高。因此，得到了如下结论：即使将包含无机固体电解质及活性物质的固体粒子组假设为一体的混合物，而对与其同时使用的粘合剂进行研究等，也不足以兼顾固体粒子组的分散特性和粘结性及粘合剂含量的减少。因此，本专利技术人进一步研究后，有了如下设想，即、在含有活性物质、无机固体电解质及分散介质的活性物质层形成材料中，不是将包含无机固体电解质及活性物质的固体粒子组假设为一体的混合物，而是将无机固体电解质和活性物质假设为分别不同的固体粒子组，对各固体粒子组的粘合剂进行改良。基于该设想，本专利技术人发现：通过从溶解于分散介质中的粘合剂中，组合使用可优先吸附于活性物质的粘合剂和可优先吸附于无机固体电解质的粘合剂，能够减少粘合剂的总含量的同时，不仅在刚制备后而且随着时间的经过也能够将活性物质及无机固体电解质分别稳定地分散在活性物质层形成材料中(分散特性优异)，能够形成将活性物质及无机固体电解质分别牢固地粘结的活性物质层。并且，还发现该活性物质层形成材料能够实现固体粒子牢固地粘结的低电阻的活性物质层，并且组装有该活性物质层的全固态二次电池能够实现低电阻且优异的电池性能。
8、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。
9、即，上述课题通过以下方案得以解决。
10、＜1＞一种电极组合物，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、活性物质、聚合物粘合剂及分散介质，其中，
11、聚合物粘合剂包含：
12、聚合物粘合剂a，其溶解于分散介质中，在分散介质中对活性物质的吸附率为20％以上且比对无机固体电解质的吸附率大；及
13、聚合物粘合剂b，其溶解于分散介质中，在分散介质中对无机固体电解质的吸附率为20％以上且比对活性物质的吸附率大。
14、＜2＞根据＜1＞所述的电极组合物，其含有导电助剂。
15、＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的电极组合物，其中，
16、形成聚合物粘合剂a及聚合物粘合剂b中的至少一者的聚合物包含具有选自下述官能团组(a)中的官能团的构成成分，
17、＜官能团组(a)＞
18、羟基、氨基、羧基、磺基、磷酸基、膦酸基、硫烷基、醚键、亚氨基、酰胺键、酰亚胺键、氨基甲酸酯键、脲键、杂环基、芳基、羧酸酐基。
19、＜4＞根据＜1＞至＜3＞中任一项所述的电极组合物，其中，形成聚合物粘合剂a的聚合物在主链上具有氨基甲酸酯键、脲键、酰胺键、酰亚胺键及酯键中的至少1种键。
20、＜5＞根据＜1＞至＜4＞中任一项所述的电极组合物，其中，形成聚合物粘合剂b的聚合物是将具有碳-碳不饱和键的单体聚合而成。
21、＜6＞根据＜1＞至＜5＞中任一项所述的电极组合物，其中，聚合物粘合剂a的含量在电极组合物的固体成分100质量％中，为1.5质量％以下，
22、聚合物粘合剂b的含量在电极组合物的固体成分100质量％中，为1.5质量％以下。
23、＜7＞一种全固态二次电池用电极片，其具有使用上述＜1＞至＜6＞中任一项所述的电极组合物形成的活性物质层。
24、＜8＞一种全固态二次电池，其依次具备正极活性物质层、固体电解质层及负极活性物质层，其中，
25、正极活性物质层及负极活性物质层中的至少一者为使用＜1＞至＜6＞中任一项所述的电极组合物形成的活性物质层。
26、＜9＞一种电极组合物的制造方法，其为上述＜1＞至＜6＞中任一项所述的电极组合物的制造方法，其包括：
27、制备含有活性物质、聚合物粘合剂a及分散介质的活性物质组合物的工序；
28、制备含有无机固体电解质、聚合物粘合剂b及分散介质的固体电解质组合物的工序本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种电极组合物，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、活性物质、聚合物粘合剂及分散介质，
2.根据权利要求1所述的电极组合物，其含有导电助剂。
3.根据权利要求1或2所述的电极组合物，其中，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极组合物，其中，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电极组合物，其中，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电极组合物，其中，
7.一种全固态二次电池用电极片，其具有使用权利要求1至6中任一项所述的电极组合物形成的活性物质层。
8.一种全固态二次电池，其依次具备正极活性物质层、固体电解质层及负极活性物质层，其中，
9.一种电极组合物的制造方法，其为权利要求1至6中任一项所述的电极组合物的制造方法，
10.一种全固态二次电池用电极片的制造方法，其中，
11.一种全固态二次电池的制造方法，其经由权利要求10所述的制造方法而制造全固态二次电池。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种电极组合物，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、活性物质、聚合物粘合剂及分散介质，
2.根据权利要求1所述的电极组合物，其含有导电助剂。
3.根据权利要求1或2所述的电极组合物，其中，
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电极组合物，其中，
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电极组合物，其中，
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电极组合物，其中，
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木秀幸，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：
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