锂固体电池制造技术

本发明专利技术的课题是提供降低了反应电阻的锂固体电池。本发明专利技术通过提供锂固体电池来解决上述课题，上述锂固体电池，其特征在于，具有含有正极活性物质的正极活性物质层、含有负极活性物质的负极活性物质层和形成于上述正极活性物质层与上述负极活性物质层之间的固体电解质层，在上述正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面形成有由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成的反应抑制部，上述高电阻层形成固体电解质材料与上述正极活性物质反应而形成高电阻层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】锂固体电池
本专利技术涉及降低了反应电阻的锂固体电池。
技术介绍
随着近年来个人电脑、摄像机和移动电话等信息相关设备、通信设备等的急速的普及，作为其电源而利用的电池的开发受到重视。另外，在汽车产业界等，也正在进行用于电动汽车或用于混合动力汽车的高输出功率且高容量的电池的开发。现在，在各种电池中，从能量密度高的观点考虑，锂电池受到关注。现在市售的锂电池由于使用包含可燃性的有机溶剂的电解液，因此需要抑制短路时的温度上升的安全装置的安装、用于防止短路的结构？材料方面的改善。对此，将电解液变成固体电解质层而将电池全固体化的锂电池由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂,实现了安全装置的简化，认为制造成本、生产率优异。在这样的全固体电池的领域中，以往开始就有着眼于正极活性物质和固体电解质材料的界面而实现全固体电池的性能提高的尝试。例如，在专利文献I中公开了使用如下的正极活性物质的全固体电池，上述正极活性物质用由含有聚阴离子结构的化合物构成的反应抑制部被覆表面。这是通过用电化学稳定性高的具有聚阴离子结构部的化合物被覆正极活性物质的表面，从抑制正极活性物质和固体电解质材料的界面电阻的经时性增加，实现电池的高耐久化。另一方面，在专利文献2中公开了在锂化合物表面形成氧化物层的锂二次电池用正极活性物质的制造方法。 专利文献1:日本特开2010-135090号公报专利文献2:日本专利第4384380号
技术实现思路
如专利文献I所示，已知电负性高的元素的Li复合氧化物(含有聚阴离子结构的化合物)的反应抑制效果高。另一方面，通过本专利技术的专利技术人等的研究，明确了包含B、Si的Li复合氧化物具有Li离子传导性高的趋势。但是，如果使用由B、Si复合系的含有聚阴离子结构的化合物构成的反应抑制部，则有时与固体电解质材料反应，锂固体电池的反应电阻变高。本专利技术是鉴于上述实际情况而进行的，主要目的是提供降低了反应电阻的锂固体电池。为了解决上述课题，在本专利技术中提供一种锂固体电池，其特征在于，具有含有正极活性物质的正极活性物质层、含有负极活性物质的负极活性物质层和形成于上述正极活性物质层与上述负极活性物质层之间的固体电解质层，在上述正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面形成有由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成的反应抑制部，上述高电阻层形成固体电解质材料与上述正极活性物质反应而形成高电阻层。根据本专利技术，由于反应抑制部由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成，所以能够形成降低了反应电阻的锂固体电池。[0011 ] 在上述专利技术中，优选上述Li离子传导性氧化物具有上述B-O-Si结构作为主成分。这是因为能够进一步发挥本专利技术的效果。在上述专利技术中，优选上述正极活性物质层含有上述高电阻层形成固体电解质材料。这是因为能够够提高正极活性物质层的Li离子传导性。在上述专利技术中，优选上述固体电解质层含有上述高电阻层形成固体电解质材料。这是因为能够形成Li离子传导性优异的锂固体电池。在上述专利技术中，优选上述反应抑制部以被覆上述正极活性物质的表面的方式形成。这是因为正极活性物质比高电阻层形成固体电解质材料硬，因此被覆的反应抑制部变得难以被剥离。在上述专利技术中，优选上述高电阻层形成固体电解质材料为硫化物固体电解质材料。这是因为硫化物固体电解质材料的Li离子传导性高，能够实现电池的高输出功率化。在上述专利技术中，优选上述正极活性物质为氧化物正极活性物质。这是因为能够形成能量密度高的锂固体电池。在本专利技术中，发挥能够降低锂固体电池的反应电阻的效果。【附图说明】图1是表示本专利技术的锂固体电池的发电单元的一个例子的示意剖视图。图2是说明本专利技术中的反应抑制部的示意剖视图。图3是说明本专利技术中的反应抑制部的示意剖视图。图4是实施例1?3和比较例I中制作的反应抑制部中的B K损失端的R-EELSP曰。图5是参考材料中的B K损失端的R-EELS谱。【具体实施方式】以下，对本专利技术的固体电池进行详细说明。本专利技术的全固体电池的特征在于，具有含有正极活性物质的正极活性物质层、含有负极活性物质的负极活性物质层和形成于上述正极活性物质层与上述负极活性物质层之间的固体电解质层，在上述正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面形成有由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成的反应抑制部，上述高电阻层形成固体电解质材料与上述正极活性物质反应而形成高电阻层。根据本专利技术，由于反应抑制部由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成，所以能够形成降低了反应电阻的锂固体电池。可以认为这是因为，由于反应抑制部具有B-O-Si结构，所以共价键网扩大，从而对于高电阻层形成固体电解质材料的稳定性增加。另夕卜，在本专利技术中，由于在正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面形成有反应抑制部，能够抑制正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面电阻的增加。图1是表示本专利技术的锂固体电池的发电单元的一个例子的示意剖视图。图1所示的锂固体电池的发电单元10具有正极活性物质层1、负极活性物质层2和形成于正极活性物质层I与负极活性物质层2之间的固体电解质层3。进而，正极活性物质层I具有正极活性物质4、与正极活性物质4反应而形成高电阻层的高电阻层形成固体电解质材料5、和形成于正极活性物质4与高电阻层形成固体电解质材料5的界面的反应抑制部6。在图1中，反应抑制部6以被覆正极活性物质4的表面的方式形成，进而，由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成。以下，对本专利技术的锂固体电池按构成进行说明。1.正极活性物质层首先，对本专利技术中的正极活性物质层进行说明。本专利技术中的正极活性物质层是至少含有正极活性物质的层，根据需要，可以进一步含有固体电解质材料、导电化材料和粘结材料中的至少一种。特别是在本专利技术中，正极活性物质层所包含的固体电解质材料优选为高电阻层形成固体电解质材料。这是因为能够提高正极活性物质层的Li离子传导性。另外，在本专利技术中，正极活性物质层含有正极活性物质和高电阻层形成固体电解质材料者两者时，通常，由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成的反应抑制部也形成于正极活性物质层内。(I)正极活性物质用于本专利技术的正极活性物质吸留?放出Li离子。另外，上述正极活性物质通常与后述的固体电解质材料(高电阻层形成固体电解质材料)反应而形成高电阻层。应予说明，高电阻层的形成可以通过透射型电子显微镜(TEM)、能量分散型X射线分光法(EDX)等来确认。作为用于本专利技术的正极活性物质，只要是与高电阻层形成固体电解质材料反应而形成高电阻层的正极活性物质，就没有特别限定，例如可举出氧化物正极活性物质。通过使用氧化物正极活性物质，能够形成能量密度高的锂固体电池。作为用于本专利技术的氧化物正极活性物质，例如，可举出由通式LixMyOz (M为过渡金属元素，X = 0.02~2.2、y = I~`2,z = 1.4~4)表示的氧化物活性物质。在上述通式中，M优选为选自Co、Mn、N1、V和Fe中的至少一种，更优选为选自Co、Ni和Mn中的至少一种。作为这样的氧化物活性物质,具体而言，可举出LiCo02、LiMnO2, LiNiO2, LiVO2, LiNil73Col73Mnl73O2等岩盐层状型活性物质，LiMn204、L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂固体电池，其特征在于，具有含有正极活性物质的正极活性物质层、含有负极活性物质的负极活性物质层和形成于所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间的固体电解质层，在所述正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面形成有由具有B?O?Si结构的Li离子传导性氧化物构成的反应抑制部，所述高电阻层形成固体电解质材料与所述正极活性物质反应而形成高电阻层。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种锂固体电池，其特征在于，具有含有正极活性物质的正极活性物质层、含有负极活性物质的负极活性物质层和形成于所述正极活性物质层与所述负极活性物质层之间的固体电解质层， 在所述正极活性物质与高电阻层形成固体电解质材料的界面形成有由具有B-O-Si结构的Li离子传导性氧化物构成的反应抑制部，所述高电阻层形成固体电解质材料与所述正极活性物质反应而形成高电阻层。2.根据权利要求1所述的锂固体电池，其特征在于，所述Li离子传导性氧化物具有所述B-O-Si结构作为主成分。3.根据权利要求1或权利要求2所述的锂固体...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉田怜，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：