[发明专利]正极层和全固体电池

说明书

正极层(20)用于全固体电池。正极层(20)包含正极活性物质(2)和固体电解质(1)。正极层(20)的填充率为85％以上。正极活性物质(2)的空隙率为5％以下。

技术领域

本发明涉及正极层和全固体电池。

背景技术

近年来，由于电脑和便携电话等电子设备的轻量化、无线化等，需要开发能够反复使用的二次电池。作为二次电池，有镍镉电池、镍氢电池、铅蓄电池、锂离子电池等。这些之中，锂离子电池具有轻量、高电压、高能量密度的特征，因此备受关注。

在电动汽车或混合动力汽车的汽车领域内，高电池容量的二次电池的开发也受到重视，锂离子电池的需求有增加的倾向。

锂离子电池由正极层、负极层和配置于它们之间的电解质形成，电解质中，使用例如使六氟化磷酸锂等支持电解质溶于有机溶剂的电解液或固体电解质。现在，广泛普及的锂离子电池使用包含有机溶剂的电解液，因此是可燃性的。因此，需要用于确保锂离子电池的安全性的材料、结构和系统。与此相对，通过使用阻燃性的固体电解质作为电解质，期待能够简化上述材料、结构和系统，认为能够实现增加能量密度、降低制造成本、和提高生产率。以下，将使用固体电解质的电池称为“全固体电池”。

固体电解质能够大致分为有机固体电解质和无机固体电解质。一般来说，固体电解质层中使用的固体电解质、和为了与活性物质一起构成正极层或负极层而使用的固体电解质以常温(例如25℃)下的离子电导率高的无机固体电解质为主流。作为无机固体电解质，可以举出例如氧化物系固体电解质、硫化物系固体电解质、卤化物系固体电解质。这些无机固体电解质的25℃下的离子电导率为10^-4～10^-2S/cm左右。专利文献1公开了一种在固体电解质层、正极层和负极层中使用了无机固体电解质的全固体电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2020-109747公报

发明内容

本发明的一个方案涉及的正极层是全固体电池中使用的正极层，包含正极活性物质和固体电解质，上述正极层的填充率为85％以上，上述正极活性物质的空隙率为5％以下。

附图说明

图1是表示实施方式中的正极层的截面的示意图。

图2是表示比较例中的正极层的截面的放大示意图。

图3是表示实施方式中的正极层的截面的放大示意图。

图4是表示实施方式中的全固体电池的截面的示意图。

附图标记说明

1 固体电解质

2 正极活性物质

3 正极集电体

4 未填充部分

6 空隙

7 负极活性物质

8 负极集电体

10 固体电解质层

20 正极层

30 负极层

100 全固体电池

具体实施方式

(获得本发明的一个方案的经过)

对于专利文献1所示的全固体电池的正极层而言，为了提高正极层的填充率、有效地利用正极层，正极层经过高压加压的工序而制造。不进行高压加压的情况下，例如，正极层的填充率为70％左右。另一方面，进行高压加压的情况下，正极层的填充率比不进行高压加压时提高，例如为85％以上。