全固体电池制造技术

提供了可使循环特性提高的全固体电池。全固体电池，其具备具有负极活性物质的负极和具有正极活性物质的正极、在它们之间配置的固体电解质层、与负极连接的负极集电体以及与正极连接的正极集电体，在负极与负极集电体之间和/或在正极与正极集电体之间配置金属层，在上述金属层为在负极与负极集电体之间配置的负极侧金属层的情况下，负极侧金属层使用这样的金属，该金属在负极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与金属离子进行电化学反应且延伸率为22％以上；在上述金属层为在正极与正极集电体之间配置的正极侧金属层的情况下，正极侧金属层使用这样的金属，该金属在正极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与金属离子进行电化学反应且延伸率为22％以上。

All solid state battery

The invention provides a full solid battery which can improve the cyclic characteristic. All solid state battery, the anode has an anode active material and an anode, a cathode active material having the cathode anode solid electrolyte layer between them, configuration is connected with the cathode collector and cathode connected to the collector, collector and / or between the anode and the cathode current collector is arranged between the metal in the anode and cathode layer, the metal layer is arranged between the collector anode side metal layer in the anode and cathode of the case, the negative side of the metal layer using this metal, the metal in the cathode active material absorbing metal ion release potential without metal ions and the electrochemical reaction and elongation for more than 22%; the metal layer is a collector is arranged between the anode side metal layer in the anode and the cathode of the case, the positive side of the metal layer using this metal, the metal in the anode active The metal ions can not be separated from the metal ions by the electrochemical reaction of the metal ions, and the elongation rate is above 22%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及全固体电池。
技术介绍
具有使用了难燃性的固体电解质的固体电解质层的金属离子二次电池(例如锂离子二次电池等。以下，有时称作“全固体电池”)具有易于简化用于确保安全性的系统等优点。作为与锂离子二次电池相关的技术，例如在专利文献1中，公开了一种非水溶剂二次电池用集电体，该非水溶剂二次电池用集电体包括第1金属层和层叠于该第1金属层的第2金属层，其中，构成第1和第2金属层的各金属的维氏硬度(HV1、HV2)以及第1和第2金属层的各自厚度(T1、T2)满足HV1＞HV2和T1＜T2，第1金属和第2金属的组合为(第1金属，第2金属)＝(铁，铝)、(钛，铝)、(不锈钢，铝)、(镍，铜)、(铁，铜)、(钛，铜)、(不锈钢，铜)中的任一者。另外，在专利文献2中，公开了一种全固体二次电池用电极体，其具有集电体和在该集电体上形成的薄膜型活性物质层，集电体的维氏硬度低于活性物质层的维氏硬度并且在400～600的范围内。另外，在专利文献3中，公开了一种锂离子二次电池用负极，其包括集电体和在该集电体的至少一个面上形成的负极活性物质层，负极活性物质层包含可吸留放出锂离子的负极活性物质和应力松弛材料。另外，在专利文献4中，公开了一种锂离子二次电池负极用集电体，其在铝箔的至少一个表面上依次设置有锌层、铜层、铟防锈层。现有技术文献专利文献专利文献1：特开2013-69708号公报专利文献2：特开2013-26031号公报专利文献3：特开2010-272357号公报专利文献4：特开2012-59484号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题根据专利文献1至专利文献4所公开的技术，可认为可提高集电体与活性物质层的密合性。但是，用于取得这样的效果的金属层、应力松弛材料因其材质而有时例如在负极活性物质吸留金属离子或从负极活性物质放出金属离子的电位范围(以下，有时将该电位范围称作“负极电位”)内吸留或放出在正极活性物质和负极活性物质之间移动的金属离子。如果发生这样的状况，则由于金属层、应力松弛材料因膨胀收缩而体积变化，因此，集电体与活性物质层的密合性下降，其结果，循环特性、库伦效率易于下降。因此，本专利技术以提供一种可使循环特性或库伦效率提高的全固体电池为课题。用于解决课题的手段本专利技术人进行了专心研究，结果得到以下认识。(1)在负极集电体与负极活性物质层(以下，称作“负极”)之间配置柔软金属层的情况下，利用在负极电位下不吸留放出于正极活性物质和负极活性物质之间移动的金属离子的金属材料来构成该金属层，由此可使循环特性提高。另外，在正极集电体与正极活性物质层(以下，称作“正极”)之间配置柔软金属层的情况下，利用在正极活性物质吸留金属离子或者从正极活性物质放出金属离子的电位范围(以下，有时将该电位范围称为“正极电位”)内不吸留放出于正极活性物质和负极活性物质之间移动的金属离子的金属材料来构成上述金属层，由此可使循环特性提高。(2)在负极集电体与负极之间配置柔软金属层的情况下，在该金属层与负极之间再配置另1个金属层，并且利用在负极电位下不吸留放出于正极活性物质和负极活性物质之间移动的金属离子的金属材料来构成该另1个金属层，由此可使库伦效率提高。另外，在正极集电体与正极之间配置柔软金属层的情况下，在该金属层与正极之间再配置另1个金属层，并且利用在正极活性物质吸留金属离子或从正极活性物质放出金属离子的正极电位下不吸留放出于正极活性物质和负极活性物质之间移动的金属离子的金属材料来构成该另1个金属层，由此可使库伦效率提高。本专利技术是基于这些认识而完成的。为了解决上述课题，本专利技术具备以下构成。即，第1本专利技术为全固体电池，其具备具有负极活性物质的负极、具有正极活性物质的正极、在负极和正极之间配置的固体电解质层、与负极连接的负极集电体以及与正极连接的正极集电体，其中，在负极与负极集电体之间和/或在正极与正极集电体之间配置金属层；在该金属层为在负极与负极集电体之间配置的金属层(负极侧金属层)的情况下，负极侧金属层使用这样的金属，该金属在负极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与金属离子进行电化学反应并且延伸率为22％以上；在金属层为在正极与正极集电体之间配置的金属层(正极侧金属层)的情况下，正极侧金属层使用这样的金属，该金属在正极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与金属离子进行电化学反应并且延伸率为22％以上。在第1本明中，用于负极侧金属层的金属在负极电位下不与在负极活性物质和正极活性物质之间移动的金属离子进行电化学反应。因此，在负极与负极集电体之间配置的负极侧金属层对充放电反应没有贡献，所以不发生由充放电反应引起的体积变化。通过采用这样的实施方式，可维持负极与负极集电体的密合性提高了的状态，因此，可使循环特性提高。另外，用于正极侧金属层的金属在正极电位下不与在负极活性物质和正极活性物质之间移动的金属离子进行电化学反应。因此，在正极与正极集电体之间配置的正极侧金属层对充放电反应没有贡献，因此不发生由充放电反应引起的体积变化。通过采用这样的实施方式，可维持正极与正极集电体的密合性提高了的状态，因此，可使循环特性提高。仅使金属层介于负极与负极集电体之间的实施方式、仅使金属层介于正极与正极集电体之间的实施方式也可取得这样的效果。而且，通过采用使金属层介于负极与负极集电体之间，并且使金属层介于正极与正极集电体之间的实施方式，可取得更好的效果。第2本专利技术为全固体电池，其具备具有负极活性物质的负极、具有正极活性物质的正极、在负极和正极之间配置的固体电解质层、与负极连接的负极集电体以及与正极连接的正极集电体，其中，在负极与负极集电体之间和/或在正极与正极集电体之间配置金属层；在该金属层为在负极与负极集电体之间配置的金属层(负极侧金属层)的情况下，该负极侧金属层包含延伸率为22％以上的金属，并且在负极侧金属层与负极之间配置负极侧惰性金属层，该负极侧惰性金属层使用这样的金属，该金属在负极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与金属离子进行电化学反应；在金属层为在正极与正极集电体之间配置的金属层(正极侧金属层)的情况下，该正极侧金属层包含延伸率为22％以上的金属，并且在正极侧金属层与正极之间配置正极侧惰性金属层，该正极侧惰性金属层使用这样的金属，该金属在正极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与金属离子进行电化学反应。在第2本专利技术中，用于负极侧惰性金属层的金属在负极电位下不与在负极活性物质和正极活性物质之间移动的金属离子进行电本文档来自技高网...

【技术保护点】
全固体电池，其具备具有负极活性物质的负极、具有正极活性物质的正极、在所述正极和所述负极之间配置的固体电解质层、与所述负极连接的负极集电体以及与所述正极连接的正极集电体，其中，在所述负极与所述负极集电体之间和/或在所述正极与所述正极集电体之间配置金属层，在所述金属层为在所述负极与所述负极集电体之间配置的负极侧金属层的情况下，所述负极侧金属层使用这样的金属，该金属在所述负极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与所述金属离子进行电化学反应，并且延伸率为22％以上，在所述金属层为在所述正极与所述正极集电体之间配置的正极侧金属层的情况下，所述正极侧金属层使用这样的金属，该金属在所述正极活性物质吸留放出金属离子的电位环境下不与所述金属离子进行电化学反应，并且延伸率为22％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.09.25 JP 2013-198297;2013.09.25 JP 2013-198251.全固体电池，其具备具有负极活性物质的负极、具有正极活性物质的正极、在所述正
极和所述负极之间配置的固体电解质层、与所述负极连接的负极集电体以及与所述正极连
接的正极集电体，其中，
在所述负极与所述负极集电体之间和/或在所述正极与所述正极集电体之间配置金属
层，
在所述金属层为在所述负极与所述负极集电体之间配置的负极侧金属层的情况下，所
述负极侧金属层使用这样的金属，该金属在所述负极活性物质吸留放出金属离子的电位环
境下不与所述金属离子进行电化学反应，并且延伸率为22％以上，
在所述金属层为在所述正极与所述正极集电体之间配置的正极侧金属层的情况下，所
述正极侧金属层使用这样的金属，该金属在所述正极活性物质吸留放出金属离子的电位环
境下不与所述金属离子进行电化学反应，并且延伸率为22％以上。

【专利技术属性】
技术研发人员：山崎久嗣，加藤祐树，大友崇督，川上真世，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP