[发明专利]全固体电池

说明书

本发明涉及全固体电池。全固体电池包含正极层、固体电解质层和负极层。固体电解质层将正极层与负极层分离。正极层包含正极活性物质、导电材料、氧化物锂离子传导体和硫化物固体电解质。在正极层的截面中，满足关系式(1)：3％≦S_B/S_A≦30％。在关系式(1)中，“S_A”表示与正极活性物质接触的氧化物锂离子传导体的面积。“S_B”表示其周围被硫化物固体电解质包围的氧化物锂离子传导体的面积。

技术领域

本公开涉及全固体电池。

背景技术

日本特开2009-266728号公报公开了在正极活性物质的表面形成抑制电阻层形成的涂层。

发明内容

硫化物固体电解质有望作为全固体电池的电解质。这是因为，硫化物固体电解质显示出高的锂(Li)离子传导率。

不过，硫化物固体电解质与正极活性物质接触时，硫化物固体电解质可与正极活性物质反应。认为这是因为，正极活性物质具有高电位。由于硫化物固体电解质与正极活性物质的反应，硫化物固体电解质与正极活性物质的界面电阻可能增加。认为由于界面电阻的增加，电池电阻增加。

为了减小界面电阻，提出了被覆层的引入。即，将正极活性物质(粒子)采用氧化物Li离子传导体被覆。由此，形成由氧化物Li离子传导体构成的被覆层。被覆层可减少硫化物固体电解质与正极活性物质的接触点。由此可减小界面电阻。被覆层例如也称为缓冲层、反应抑制层等。

采用浆料的涂布形成全固体电池的正极。即，将正极活性物质、硫化物固体电解质、导电材料和分散介质等混合，从而制备浆料。将浆料涂布于基材的表面并使其干燥，从而形成正极层。在浆料制备时，对正极活性物质的表面施加剪切负荷。由于剪切负荷，氧化物Li离子传导体可从正极活性物质剥离。

本公开的目的在于减小电池电阻。

以下对本公开的技术构成和作用效果进行说明。不过，本公开的作用机制包含推定。作用机制并不限定权利要求。

[1]全固体电池，其包含正极层、固体电解质层和负极层。固体电解质层将正极层与负极层分离。正极层包含正极活性物质、导电材料、氧化物锂离子传导体和硫化物固体电解质。

在正极层的截面中满足下述的关系式(1)：

3％≦S_B/S_A≦30％ (1)。

关系式(1)中，“S_A”表示与正极活性物质接触的氧化物锂离子传导体的面积。关系式(1)中，“S_B”表示其周围被硫化物固体电解质包围的氧化物锂离子传导体的面积。

认为关系式(1)中的“S_B/S_A”表示相对于被覆正极活性物质的氧化物Li离子传导体的、从正极活性物质剥离的氧化物Li离子传导体的比率。“S_A”和“S_B”各自由采用SEM-EDX(scanning electron microscope energy dispersive x-ray microanalyzer)得到的分析结果算出。

根据本公开的新见解，以往没有限定“S_B/S_A”，因此电池电阻增加。“S_B/S_A”可采用浆料制备时的搅拌条件来控制。

通过“S_B/S_A”为3％至30％，可期待电池电阻的减小。另一方面，“S_B/S_A”超过30％时，存在电池电阻增加的倾向。认为由于氧化物Li离子传导体的剥离量多，因此硫化物固体电解质与正极活性物质的接触点增加，界面电阻增加。