被覆活性物质及锂固体电池制造技术

本发明专利技术的课题在于，提供具有柔软的被覆层、并能够实现接触面积增大的被覆活性物质。本发明专利技术通过提供一种被覆活性物质来解决上述课题，所述被覆活性物质具有正极活性物质、和被覆上述正极活性物质并含有Li离子传导性氧化物的被覆层，所述被覆活性物质的特征在于，上述被覆层进一步含有碳酸锂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】被覆活性物质及锂固体电池
本专利技术涉及具有柔软的被覆层、井能够实现接触面积增大的被覆活性物质。
技术介绍
伴随着近年来计算机、摄像机以及手机等信息相关器件、通信器件等的快速普及，对于开发用作其电源的电池重视起来。另外，在汽车产业界等中，也展开了电动汽车用或者混合动カ汽车用的高输出且高容量的电池的开发。目前，从能量密度高的观点考虑，各种电池之中锂电池尤其受到注目。由于目前市售的锂电池使用含有可燃性有机溶剂的电解液，因此需要安装抑制短路时温度升高的安全装置，在用于防止短路的结构?材料方面进行改善。与此相对，将电解液变更为固体电解质层、使电池全固体化的锂电池在电池内不使用可燃性的有机溶剂，因此认为可实现安全装置的简单化且制造成本、生产率优异。在这样的全固体电池领域中，以往以来有着眼于正极活性物质和固体电解质材料的界面而试图提高全固体电池的性能的尝试。例如，在专利文献I中，公开了ー种全固体电池，其在正极活性物质与固体电解质材料的界面形成有采取以下结构的反应抑制部:由与多个氧元素共价键合的、电负性为1.74以上的中心元素(例如B、Si等)构成的聚阴离子结构(例如硼酸盐、硅酸盐等)。这是由于通过在正极活性物质与固体电解质材料的界面形成具有电化学稳定性高的聚阴离子结构的反应抑制部，从而抑制正极活性物质和固体电解质材料的界面电阻随时间的增加，实现电池的高耐久化。另ー方面，在专利文献2中公开了用锂离子传导性氧化物被覆全固体锂电池的正极活性物质表面，从而抑制在正极活性物质与硫化物固体电解质的界面形成高电阻层。`现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2010-135090号公报专利文献2:国际公开第2007/004590号小册子
技术实现思路
例如，正极活性物质与固体电解质材料的界面电阻的増加是通过两者发生反应在界面形成高电阻层而产生的。如专利文献I所记载，通过使硼酸盐、硅酸盐介于正极活性物质和固体电解质材料之间，能够抑制正极活性物质和固体电解质材料的反应。然而，对于用被覆层被覆正极活性物质而成的被覆活性物质，被覆层采用硼酸盐、硅酸盐时，存在被覆层变硬这个问题。如果被覆层硬，则被覆活性物质彼此、被覆活性物质与固体电解质材料的接触点減少，有可能反应电阻增高。本专利技术是鉴于上述问题点而完成的，主要目的在于，提供具有柔软的被覆层、能够实现接触面积增大的被覆活性物质。为了解决上述课题，本专利技术提供ー种被覆活性物质，其具有正极活性物质、和被覆上述正极活性物质并含有Li离子传导性氧化物的被覆层，所述被覆活性物质的特征在干，上述被覆层进一歩含有碳酸锂。根据本专利技术，被覆层含有碳酸锂，因此能够使被覆层变软。其结果，被覆活性物质彼此或者被覆活性物质与固体电解质材料的接触面积增大，从而能够抑制反应电阻。在上述专利技术中，优选上述碳酸锂的含量相对于上述被覆活性物质为0.02重量％?I重量％的范围内。这是由于能够更加抑制反应电阻。在上述专利技术中，优选上述Li离子传导性氧化物为Li4SiO4-Li3BOjP LiNbO3中的至少ー者。这是由于能够有效地抑制正极活性物质和固体电解质材料的界面电阻的増加。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。这是由于能够形成高容量的正极活性物质。而且，本专利技术提供ー种锂固体电池，其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、和在上述正极活性物质层与上述负极活性物质层之间形成的固体电解质层，所述锂固体电池的特征在于，上述正极活性物质是上述的被覆活性物质。根据本专利技术，由于采用上述的被覆活性物质，因此能够形成反应电阻得到降低的锂固体电池。在上述专利技术中，优选上述被覆活性物质与硫化物固体电解质材料相接。这是由于虽然硫化物固体电解质材料与正极活性物质的反应性高，但通过使用被覆活性物质，能够有效地抑制正极活性物质和硫化物固体电解质材料的界面电阻的増加。在本专利技术中，起到可以获得具有柔软的被覆层、能够实现接触面积增大的被覆活性物质的效果。【附图说明】图1:是表示本专利技术的被覆活性物质的一例的简要截面图。图2:是表示本专利技术的锂固体电池的发电元件的一例的简要截面图。图3:是表示实施例1?8和比较例I中得到的锂固体电池的反应电阻与碳酸锂量的关系的图表。【具体实施方式】以下，对本专利技术的被覆活性物质及锂固体电池进行详细说明。A.被覆活性物质首先，对本专利技术的被覆活性物质进行说明。本专利技术的被覆活性物质具有正极活性物质、和被覆上述正极活性物质并含有Li离子传导性氧化物的被覆层，所述被覆活性物质的特征在于，上述被覆层进一歩含有碳酸锂。根据本专利技术，被覆层含有碳酸锂，因此能够形成具有柔软的被覆层的被覆活性物质。其结果，被覆活性物质彼此或者被覆活性物质与固体电解质材料的接触面积增大，从而能够抑制反应电阻。以往一直采用磷酸盐、硼酸盐、铌酸锂等Li离子传导性氧化物作为被覆层的材料，但由于被覆层变硬，因此上述接触面积减小，反应电阻高。与此相对，在本专利技术中，通过采用作为比Li离子传导性氧化物柔软的碳酸盐的碳酸锂，从而能够使被覆层变软。另外，由于本专利技术的被覆活性物质用含有Li离子传导性氧化物的被覆层被覆正极活性物质，因此能够抑制正极活性物质与固体电解质材料的反应，能够抑制界面电阻的増加。图1是表示本专利技术的被覆活性物质的一例的简要截面图。图1所示的被覆活性物质10具有正极活性物质1、和被覆正极活性物质I并含有Li离子传导性氧化物的被覆层2。在本专利技术中，一大特征是被覆层2进ー步含有碳酸锂。以下，对本专利技术的被覆活性物质按各构成进行说明。1.正极活性物质首先，对本专利技术中的正极活性物质进行说明。本专利技术中的正极活性物质具有吸留?放出Li离子的功能。作为本专利技术中使用的正极活性物质，没有特别限定，例如可以举出氧化物正极活性物质。这是由于能够形成高容量的正极活性物质。作为本专利技术中使用的氧化物正极活性物质，例如可以举出通式LixMy0z(M是过渡金属元素,X = 0.02~2.2,y = I~2,z = 1.4~4)表示的氧化物正极活性物质。在上述通式中，M优选为选自Co、Mn、N1、V以及Fe中的至少ー种，更优选选自Co、Ni以及Mn中的至少ー种。作为这种氧化物正极活性物质，具体而言，可以举出LiCo02、LiMn02、LiNi02、LiVOpLiNiv3Cov3Mn1Z3O2等岩盐层状型正极活性物质、LiMn2O4, Li (Nia5Mn1J O4等尖晶石型正极活性物质等。另外，作为上述通式LixMyOz以外的氧化物正极活性物质，可以举出LiFePO4, LiMnPO4等橄榄石型正极活性物质、Li2FeSiO4,Li2MnSiO4等含有Si的正极活性物质等。作为正极活性物质的形状，例如可以举出粒子形状，其中优选为正球状或者椭圆球状。另外，正极活性物质为粒子形状时，其平均粒径(D50)例如优选为0.1iim~50 iim的范围内。2.被覆层接着，对本专利技术中的被覆层进行说明。本专利技术中的被覆层被覆上述活性物质并含有Li离子传导性氧化物。而且上述被覆层进一歩含有碳酸锂。在本专利技术中，被覆层含有碳酸锂(Li2CO3),由此能够形成柔软的被覆层。认为这是由于碳酸锂是碳酸盐，比Li离子传导性氧化物柔软。本专利技术中的碳酸锂的含量只要能够使被覆层变软，则没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种被覆活性物质，具有正极活性物质、和被覆所述正极活性物质并含有Li离子传导性氧化物的被覆层，所述被覆活性物质的特征在于，所述被覆层进一步含有碳酸锂。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.ー种被覆活性物质，具有正极活性物质、和被覆所述正极活性物质并含有Li离子传导性氧化物的被覆层，所述被覆活性物质的特征在干， 所述被覆层进一歩含有碳酸锂。2.根据权利要求1所述的被覆活性物质，其特征在于，所述碳酸锂的含量相对于所述被覆活性物质为0.02重量％?I重量％的范围内。3.根据权利要求1或2所述的被覆活性物质，其特征在于，所述Li离子传导性氧化物为 Li4SiO4-Li3BO3 和 LiNbO3 中的至少ー者。4.根...

【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：