固体电池及其制造方法技术

提供一种加压成形性优异的电池。正极复合材料层（１００）包括：烧结前的硫化物玻璃（３１）和正极活性物质（１１０）。硫化物玻璃（３１）和正极活性物质（１１０）被加压成形并相互接触。负极复合材料层（２００）包括烧结前的硫化物玻璃（３１）和负极活性物质（２１０）。硫化物玻璃（３１）和负极活性物质（２１０）被加压成形并相互接触。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其涉及使用了固体电解质的固 体电池及其制造方法。
技术介绍
例如已在日本专利文献特开2004-265685号公报、日本专利文献特开 2004-348972号公报、日本专利文献特开2004-348973号公报、日本专利文 献特开2003-208919号公报中公开了传统的电池。
技术实现思路
以往，将硫化锂作为起始料，通过机械研磨形成硫化物玻璃，并通过 在玻璃化温度以上的温度下将其烧结，获得了锂离子导电玻璃陶瓷。该锂 离子传导性玻璃陶瓷被用来制造全固态电池。但是，固体电解质由于是结 晶化了的粉末，因此存在其与正极复合材料以及负极复合材料之间的接触 电阻大的问题。因此，本专利技术就是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供一 种能够改善接触电阻的固体电池。本专利技术涉及的固体电池包括包含正极活性物质或负极活性物质的复 合材料层；与复合材料层接触的硫化物玻璃层；以及与硫化物玻璃层接触 并与复合材料层处于相反的位置的包含玻璃陶瓷的固体电解质层。在如上构成的固体电池中，由于硫化物玻璃层与复合材料层以及固体 电解质层紧密接触，因而能够降低接触电阻。本专利技术涉及的固体电池的制造方法包括以下步骤通过层叠复合材料 层、硫化物玻璃层以及固体电解质层来形成层叠体，其中，复合材料层包 含正极活性物质或负极活性物质，硫化物玻璃层与复合材料层接触，固体电解质层与硫化物玻璃层接触，并与复合材料层处于相反的位置，并且包含玻璃陶瓷；以及通过将层叠体加压成形而形成固体电池。在如上构成的固体电池中，通过加压成形，硫化物玻璃层与复层材料层以及固体电解质层紧密接触，因此能够降低接触电阻。 根据本专利技术，能够提供可降低接触电阻的固体电池。附图说明图1是本专利技术实施方式1涉及的电池的截面图；图2是示出正极复合材料层和负极复合材料层的原料的图；图3是示出固体电解质层的制造方法的第1步骤的图；图4是示出固体电解质层的制造方法的第2步骤的图；图5是本专利技术实施方式2涉及的电池的截面图；图6是用于说明图5所示的实施方式2涉及的电池的制造方法的图；图7是用于说明图5所示的实施方式2涉及的电池的制造方法的图；图8是本专利技术实施方式3涉及的电池的截面图；图9是用于说明图8所示的实施方式3涉及的电池的制造方法的图；图10是本专利技术实施方式4涉及的电池的截面图；图ll是用于说明图10所示的实施方式4涉及的电池的制造方法的图；图12是本专利技术实施方式5涉及的电池的截面图；图13是用于说明图12所示的实施方式5涉及的电池的制造方法的图；图14是用于说明图12所示的实施方式5涉及的电池的制造方法的图；图15是本专利技术实施方式6涉及的电池的截面图； 图16是用于说明正极复合材料层的制造方法的图； 图17是用于说明正极复合材料层的制造方法的图； 图18是用于说明正极复合材料层的制造方法的图； 图19是用于说明固体电解质层的制造方法的图；图20是用于说明固体电解质层的制造方法的图； 图21是用于说明固体电解质层的制造方法的图； 图22是用于说明负极复合材料层的制造方法的图； 图23是用于说明负极复合材料层的制造方法的图； 图24是用于说明负极复合材料层的制造方法的图； 图25是用于说明图15所示的电池的另一制造方法的图； 图26是用于说明图15所示的电池的另一制造方法的图； 图27是用于说明图15所示的电池的另一制造方法的图。具体实施方式下面参考附图对本专利技术的实施方式进行说明。在以下的实施方式中， 对于相同或相当的部分标注相同的参考标号，并不对其进行重复说明。另 外，也可对各个实施方式进行组合。 (实施方式l)图1是本专利技术实施方式1涉及的电池的截面图。参考图1，固体电池 l具有正极集电体IO、与正极集电体IO接触的正极复合材料层100、与正极复合材料层100接触的固体电解质层30、与固体电解质层30接触的 负极复合材料层200、以及与负极复合材料层200接触的负极集电体20。 正极集电体IO和负极集电体20分别由铝或铜等的金属构成。正极复合材 料层100具有正极活性物质110、与正极活性物质110邻接配置的导电 助剂120、以及包围正极活性物质110和导电助剂120的硫化物玻璃31。硫化物玻璃31是通过将例如作为玻璃形成材料的SiS2、五硫化磷 (P2S5)和P^3等、以及作为玻璃修饰材料的硫化锂(Li2S)混合并加热 熔融后骤冷而得到的。另外，构成上述硫化物玻璃31的硫化锂(Li2S)可 以通过任意的制造方法制造，只要是工业上生产销售的，就可以使用，而 不被特别限定。另外，硫化锂的粒径不被特别限定。另外，硫化物玻璃31也可以如下制造将五硫化磷与硫化锂混合、 或者代替五硫化磷而将单质磷以及单质硫与硫化锂混合来作为原料通过机械研磨而使其玻璃化。作为活性物质110例如可使用锂钴氧化物。另外，作为导电助剂120 例如可使用石墨。固体电解质层30由作为固体电解质的玻璃陶瓷32构成。该玻璃陶瓷 32是将硫化物玻璃烧结而得到的，具有比硫化物玻璃高的锂离子传导性。负极复合材料层200具有负极活性物质210、以及围绕负极活性物质 210的硫化物玻璃31。作为负极活性物质210可使用碳。正极复合材料层100中设置有导电助剂120，但该导电助剂120不是 必需设置的。另外，在负极复合材料层200中没有设置辅助导电材料，但 在负极复合材料层200也可以设置导电助剂。硫化物玻璃31呈颗粒状，邻接的硫化物玻璃31的颗粒之间也可以出 现界面。正极复合材料层100包括烧结前的硫化物玻璃31和正极活性物 质IIO。硫化物玻璃31和正极活性物质IIO被加压成形并相互接触。负极 复合材料层200包括烧结前的硫化物玻璃31和负极活性物质210。硫化物 玻璃31和负极活性物质210被加压成形并相互接触。固体电池l包括正 极复合材料层100、负极复合材料层200、夹在正极复合材料层100和负 极复合材料层200之间并具有玻璃陶瓷32的固体电解质层30。接着，对图1所示的电池制造方法进行说明。图2是示出正极复合材 料层和负极复合材料层的原料的图。参考图2，首先准备正极活性物质 110、导电助剂120以及硫化物玻璃31，作为构成正极复合材料层的材 料。并且准备负极活性物质210以及硫化物玻璃31，作为构成负极复合材 料层200的材料。正极活性物质110、导电助剂120、硫化物玻璃31以及 负极活性物质210均为粉状体，例如可使用通过研磨而粉碎了的粉末。另 外，对于各粉状体的粒径，不进行特别限制。在将正极活性物质110、辅 助导电材料120、以及硫化物玻璃31充分混合后，将该混合物投入模具内 实施加压成形，由此能够得到正极复合材料层100。另外，将负极活性物 质210和硫化物玻璃31充分混合，将该混合物投入模具内实施加压成 形，由此能够得到负极复合材料层200。图3是示出固体电解质层的制造方法的第1步骤的图。图4是示出固体电解质层的制造方法的第2步骤的图。参考图3，首先准备硫化物玻璃 31。该硫化物玻璃31既可以与构成正极复合材料层100和负极复合材料 层200的硫化物玻璃31具有相同的组成和粒径，也可以具有不同的组成 和粒径。参考图4，通过在硫化物玻璃31的玻璃化点以上的温度下对硫化物玻 璃进行烧结来使玻璃陶瓷32析出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种固体电池，包括：　　　　复合材料层（１００、２００），其包含正极活性物质或负极活性物质；　　　　硫化物玻璃层（４０），其与所述复合材料层接触；以及　　　　固体电解质层（３０），其与所述硫化物玻璃层接触，并与所述复合材料层处于相反的位置，并且包含玻璃陶瓷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-3-23 077481/2007书给出，并且与权 利要求等同的含义以及范围内的所有变更将被包含在本发明的范围内。权利要求1.一种固体电池，包括复合材料层(100、200)，其包含正极活性物质或负极活性物质；硫化物玻璃层(40)，其与所述复合材料层接触；以及固体电解质层(30)，其与所述硫化物玻璃层接触，并与所述复合材料层处于相反的位置，并且包含玻璃...

【专利技术属性】
技术研发人员：木村健治，辰巳砂昌弘，林晃敏，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]