[发明专利]二次电池及其制造方法

说明书

提供一种循环特性优异的二次电池。一种全固态电池，该全固态电池是二次电池，并包括正极集流体层、基底膜、正极活性物质层、缓冲层以及固体电解质层，基底膜包含氮化钛，正极活性物质层包含钴酸锂，缓冲层包含氧化钛，固体电解质层包含钛化合物。通过将氧化钛用于缓冲层，可以抑制正极活性物质层和固体电解质层的副反应来提高循环特性。

技术领域

本发明的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。此外，本发明涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。本发明的一个方式涉及一种半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、照明装置或电子设备及其制造方法。尤其是，涉及一种使用溅射法的二次电池。

在本说明书中，电子设备是指具有蓄电装置的所有装置，具有蓄电装置的电光装置、具有蓄电装置的信息终端装置等都是电子设备。

注意，在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件以及装置。例如，包括锂离子二次电池等蓄电装置(也称为二次电池)、锂离子电容器及双电层电容器等。

背景技术

近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，伴随手机、智能手机或笔记本型个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机、医疗设备、混合动力汽车(EV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)等新一代清洁能源汽车等半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够反复充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。

此外，虽然电动汽车(EV)是只将电动发动机作为驱动部的车辆，但是也有具备引擎等内燃机和电动发动机的双方的混合动力汽车。作为用于汽车的二次电池，也将多个二次电池作为一个电池组并将多个电池组配置在汽车的下部。

如此，锂离子二次电池被应用于各种领域或用途。其中，锂离子二次电池被要求具有高能量密度、高循环特性及在各种工作环境下的安全性等特性。

作为用来使作为载体离子的锂离子迁移的介质使用有机溶剂等液体的锂离子二次电池很普及。常用的锂离子二次电池的大部分使用碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、被氟化的环状酯、被氟化的无环状酯、被氟化的环状醚或被氟化的无环状醚等有机溶剂及含有具有锂离子的锂盐的非水电解质(也称为非水电解液或简称为电解液)。但是，在使用液体的二次电池中，由于使用液体，所以具有如下问题：使用温度范围；根据使用电位而发生电解液分解反应；以及向二次电池外部漏液。例如，有机溶剂具有挥发性并具有低燃点，当在锂离子二次电池中使用该有机溶剂时，有可能由于内部短路或过充电等而使锂离子二次电池内部温度上升，从而导致发生锂离子二次电池的破裂或着火等。另外，有机溶剂的一部分由于发生加水分解反应而产生氢氟酸，该氢氟酸腐蚀金属，所以有可能影响电池的可靠性。

此外，作为不使用液体的二次电池，已知使用固体电解质的被称为全固态电池的蓄电装置。在全固态电池中，将通过利用溅射法的沉积来形成的固态电池称为薄膜二次电池。专利文献1公开利用溅射法在正极集流体上形成钴酸锂膜的例子。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]美国专利第8404001号说明书

发明内容

发明所要解决的技术问题

薄膜二次电池在充放电特性、循环特性、可靠性、安全性或成本等各种方面上有改善的余地。例如关于循环特性，由于反复充放电，正极活性物质的晶体结构受到破坏，这有可能导致充放电容量的下降。此外，在正极活性物质和电解质的界面、正极活性物质和正极集流体的界面等发生副反应，这也有可能导致充放电容量的下降。