[发明专利]全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池

说明书

本发明提供一种全固态二次电池用片材的制造方法、全固态二次电池的制造方法、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池，所述全固态二次电池用片材的制造方法中，所述全固态二次电池用片材含有体积平均粒径为1.0μm以下的硫化物类无机固体电解质及粒子状有机成分，所述制造方法包括如下工序：在比上述粒子状有机成分的玻璃化转变温度高20℃以上且低于该粒子状有机成分的分解温度的温度下，以高于该粒子状有机成分的弹性模量的1/10的压力对混合物进行加压，所述混合物含有粒子状有机成分及体积平均粒径为1.0μm以下的硫化物类无机固体电解质，上述粒子状有机成分的含量在上述硫化物类无机固体电解质及上述粒子状有机成分的合计含量中为15质量％以下。

技术领域

本发明涉及一种全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池。

背景技术

全固态二次电池中，所有的负极、电解质、正极均由固体构成，期待能够大幅改善使用了有机电解液的电池的作为课题的安全性或可靠性的问题。并且也能够延长寿命。此外，全固态二次电池能够设为电极和电解质直接排列并串联配置的结构。因此，与使用了有机电解液的二次电池相比，能够成为高能量密度化，并且期待应用于电动汽车或大型蓄电池等。

在这种全固态二次电池中，提出了将构成层(固体电解质层、负极活性物质层及正极活性物质层)中的任一层作为含有无机固体电解质及由特定聚合物构成的粘合剂(粘结剂)的层。作为用于上述构成层的片材，例如，专利文献1中记载了一种含固体电解质的片材，其含有：无机固体电解质(A)，其具有属于周期表第一族或第二族的金属的离子的导电性；及聚合物(B)，在主链上具有氨基甲酸酯键、脲键、酰胺键、酰亚胺键及酯键中的至少一种键，并且具有接枝结构，所述含固体电解质的片材根据需要含有活性物质(D)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2018/151161号

发明内容

发明要解决的技术课题

当由固体粒子(无机固体电解质、固体粒子、导电助剂等)形成全固态二次电池的构成层时，通常，在由固体粒子形成的构成层中，固体粒子之间的界面接触状态不足且界面电阻趋于升高。此外，若基于粘合剂的固体粒子彼此的粘合性弱，则引起固体粒子彼此的接触不良。而且，活性物质因充放电而膨胀收缩，由此也会发生活性物质层与固体电解质层的接触不良等。并且，若固体粒子与集电体的粘合性弱，则也会引起活性物质层与集电体的接触不良。若发生这些接触不良，则全固态二次电池的电阻变高(电池性能降低)。

专利文献1中所记载的含固体电解质的片材中，固体粒子彼此的粘合性高，离子导电性优异，并且该片材能够赋予全固态二次电池优异的特性。

然而，近年来，电动汽车的高性能化、实用化等的研究开发进展迅速，作为全固态二次电池所需的电池性能，循环特性及速率特性也不断提高。因此，需要开发一种通过进一步提高固体粒子之间的粘合性等而发挥更优异的电池性能的全固态二次电池。

本发明的课题在于，提供一种通过用作全固态二次电池的构成层，提高固体粒子之间的粘合性并能够赋予全固态二次电池优异的电池性能的全固态二次电池用片材的制造方法及利用该制造方法的全固态二次电池的制造方法。并且，本发明的课题在于提供一种显示出优异的电池性能的全固态二次电池。

用于解决技术课题的手段

本发明人等进行了各种研究的结果，发现了能够通过在特定的温度及特定的压力条件下对混合物进行加热加压来制造固体粒子之间的粘合性优异的全固态二次电池用片材，所述混合物以特定的质量比例含有体积平均粒径为1.0μm以下的硫化物类无机固体电解质及粒子状有机成分。并且，发现了通过将该全固态二次电池用片材用作全固态二次电池的构成层，能够赋予全固态二次电池优异的电池性能。本发明根据这些见解进一步进行了重复研究，从而完成了本发明。