[发明专利]硫化物固体电池的制造方法

说明书

本申请的课题是在含铜的负极集电体的表面层叠包含硅系活性物质和硫化物固体电解质的负极合剂而构成负极的情况下，在硅系活性物质的OCV使硫化物固体电解质与铜反应，铜经由硫化物固体电解质从负极集电体向正极侧扩散从而发生正极与负极的轻微短路。本申请的解决手段是在制作负极合剂时，使锂向硅系活性物质扩散，使电位降低。具体而言，经过在选自石墨和钛酸锂之中的一种材料中掺杂锂而得到预掺杂材料的第1工序、将硫化物固体电解质和硅系活性物质和所述预掺杂材料混合而得到负极合剂的第2工序、以及在含铜的负极集电体的表面层叠所述负极合剂而得到负极的第3工序，制造硫化物固体电池。

技术领域

本申请涉及硫化物固体电池的制造方法。

背景技术

专利文献1～3公开了一种具备正极、负极、以及设置于正极与负极之间的固体电解质层的硫化物固体电池。专利文献1公开的技术中，将包含硫化物固体电解质、硅系活性物质和碳系活性物质的负极合剂，层叠于由铜制成的负极集电体的表面，从而得到负极。专利文献2公开的技术中，在硫化物固体电池的初次充电时的到达电池的使用电压的期间，从正极向负极供给锂，在负极活性物质中掺杂锂。专利文献3公开的技术中，在将包含硫化物固体电解质的负极合剂层叠于负极集电体的表面之前，在负极集电体的表面设置耐硫化性层。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2017-054720号公报

专利文献2：日本特开2017-147158号公报

专利文献3：国际公开第2014/156638号

发明内容

硫化物固体电池的电极的锂标准电位与充放电前的活性物质的OCV相等。例如，在将包含硅系活性物质的负极合剂层叠于负极集电体的表面从而构成负极的情况下，负极具有大约2.8V的锂标准电位。

另一方面，根据本发明人的见解，在将包含硫化物固体电解质的负极合剂层叠于包含铜的负极集电体的表面从而构成负极的情况下，在低于2.8V的电位，硫化物固体电解质与铜反应，生成具有导电性的CuS等。

即、在将包含硅系活性物质和硫化物固体电解质的负极合剂层叠于包含铜的负极集电体的表面从而构成负极的情况下，在硅系活性物质的OCV，硫化物固体电解质与铜反应，铜经由硫化物固体电解质从负极集电体向正极侧扩散。在使用这样的负极制造硫化物固体电池的情况下，有可能发生由正极与负极的微短路导致的自放电等。

本申请作为用于解决上述课题的手段之一，公开一种硫化物固体电池的制造方法，其具备以下工序：第1工序，在选自石墨和钛酸锂之中的至少一种材料中掺杂锂，得到预掺杂材料；第2工序，将硫化物固体电解质、硅系活性物质和所述预掺杂材料混合，得到负极合剂；以及第3工序，在含铜的负极集电体的表面层叠所述负极合剂，得到负极。

本公开的制造方法中，优选使所述负极合剂包含的所述预掺杂材料中掺杂的锂的总量的容量换算值(X)、与所述负极合剂包含的所述硅系活性物质的总容量(Y)之比(X/Y)成为0.0005以上。

本公开的制造方法中，优选在所述第1工序中，利用锂离子电池中的电化学反应，在所述材料中掺杂锂。

本公开的制造方法中，将预定的预掺杂材料与硅系活性物混合，制作负极合剂。该情况下，在刚制作负极合剂后，锂从预掺杂材料向硅系活性物质扩散，作为负极的情况下的电位降低。即、能够抑制硫化物固体电解质与铜的反应，能够抑制铜经由硫化物固体电解质从负极集电体向正极侧扩散，能够抑制由正极与负极的微短路导致的自放电等。另外，由于预掺杂材料以具有导电性和/或离子传导性的状态存在于负极中，因此难以成为电池特性的负面影响。

附图说明

图1是用于说明硫化物固体电池100的制造方法S10的流程的图。

图2是用于说明硫化物固体电池100的制造方法S10的流程的概略图。