[发明专利]固体电池

说明书

提供一种沿着层叠方向具备至少一个电池构成单元的固体电池，所述电池构成单元具备正极层、负极层以及夹设于正极层与负极层之间的固体电解质层。在该固体电池中，正极层以及负极层中的至少一个成为由活性物质粒子的平均粒径相互不同的多个子活性物质层构成的不同粒径层。

技术领域

本发明涉及一种固体电池。更具体而言，本发明涉及一种构成电池构成单元的各层层叠而构成的层叠型固体电池。

背景技术

以往，能够反复充放电的二次电池被用于各种用途。例如，二次电池被用作智能手机以及笔记本电脑等电子设备的电源。

在二次电池中，一般使用液体的电解质作为有助于充放电的离子移动的介质。即，所谓的电解液被用于二次电池。然而，在这样的二次电池中，在防止电解液漏出的方面一般要求安全性。另外，由于用于电解液的有机溶剂等是可燃性物质，因此在这一点上也要求安全性。

因此，对使用了固体电解质来代替电解液的固体电池进行了研究。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-181905号公报

专利文献2：日本特开2015-049991号公报

固体电池具有固体电池层叠体而构成，所述固体电池层叠体由正极层、负极层以及它们之间的固体电解质构成(参照专利文献1)。在固体电池中，由于充放电是通过伴随正负极层中的离子与电子的交接的反应来进行的，因此提高正负极层内的离子的传导性变得重要。在这一点上，提出了一种固体电池，其通过使用粒径恒定的Si粒子作为负极活性物质粒子而具有良好的离子传导路径(参照专利文献2)。

本申请发明人注意到在上述那样的以往提出的固体电池中依然存在需要克服的课题，并且发现有必要采取相应的措施。具体而言，本申请发明人发现存在以下的课题。

如图1所示，在对固体电池500进行充电的情况下，离子10在层叠方向上从正极层40向负极层50移动。在负极层50由实质上均匀的粒径的活性物质粒子20构成的情况下，从其表层到内层的离子扩散距离之差可变大。因此，离子10的反应可集中在位于靠近正极层40的一侧的负极层50表层的活性物质粒子20周边。其结果为，离子10不会移动到电极层内层，仅在表层进行反应，充放电反应有可能变得不均匀。另外，如果离子被还原而在电极层表面作为析出物10’蓄积，则充放电反应的可逆性降低，从长期的观点出发，有可能电池劣化变大。因此，固体电池有时在充放电反应方面不优选。

本发明是鉴于上述课题而完成的。即，本发明的主要目的在于，从充放电反应中的离子传导性的观点出发，提供更优选的固体电池。

发明内容

本申请发明人试图通过在新的方向上采取措施来解决上述课题，而不是在现有技术上延伸扩展。其结果为，完成了可以实现上述主要目的的固体电池的发明。

在本发明中，提供一种固体电池，

沿着层叠方向具备至少一个电池构成单元，所述电池构成单元具备正极层、负极层以及夹设于正极层与负极层之间的固体电解质层，

正极层以及负极层中的至少一个成为由活性物质粒子的平均粒径相互不同的多个子活性物质层构成的不同粒径层。

从充放电反应中的离子传导性的观点出发，本发明所涉及的固体电池成为更优选的固体电池。

更具体而言，在本发明的固体电池中，电极层的充放电反应的平衡提高。其结果为，能够减少充放电时的反应不均，能够改善速率特性、减少电极层表面的析出物。

附图说明

图1是示意性地表示以往的固体电池中的电极层中的离子传导的剖视图。