锂金属二次电池制造技术

本发明专利技术的锂金属二次电池具备含有锂金属的负极活性物质层、正极活性物质层、和配置在负极活性物质层和正极活性物质层之间的隔膜。隔膜为含有离子传导性的无机氧化物的多孔体，在隔膜及正极活性物质层中存在有电解液。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及锂金属二次电池。
技术介绍
锂金属的理论容量密度非常高，因而一直以来对使用锂金属的锂金属二次电池进行开发。锂金属二次电池采用如下的结构：分别在负极使用锂金属、在正极使用由锂锰复合氧化物等形成的多孔体、在隔膜使用多孔聚合物，将它们用液态的有机电解质填充。但是，锂金属如果反复充放电的话，会产生如下的不良情况：锂金属成长为树枝状而刺穿隔膜，发生短路。因此，在实用化时寻求进一步的改良。为了解决该不良情况，开发出了使锂以离子的状态存在而不以锂金属的形态析出的锂离子二次电池，并实用化。锂离子二次电池在手机、笔记本电脑等各种电气·电子设备中广泛普及。但是，在锂离子二次电池中，代替锂金属而使用锂酸钴等锂复合氧化物和石墨作为正极及负极，因此，其电容量比锂金属二次电池差。此外，伴随着电池容量急剧增大的要求，开始进一步寻求使用理论容量密度高的锂金属的电池的开发。另外，作为使用锂金属的二次电池，还提出有全固态二次电池。全固态电池代替液态的有机电解质及多孔聚合物而使用固态的电解质膜(参照专利文献1。)。专利文献1中提出的全固态电池分别具备锂金属作为负极、具备锂钒氧化物作为正极、具备锂磷氧氮作为配置在负极和正极之间的固态电解质膜。现有技术文献专利文献专利文献1：美国公开2010/0285372
技术实现思路
专利技术要解决的问题但是，全固态电池使用固态电解质膜而不是液态的电解质，因此存在负极-正极间的离子传导性不佳的不良情况。因此，对于全固态电池，在实用化时也要求进一步的改良。本专利技术的目的在于，提供一种抑制了在使用锂金属的二次电池中产生枝晶的新型电池。用于解决问题的方案本专利技术的锂金属二次电池的特征在于，具备：含有锂金属的负极活性物质层、正极活性物质层、和配置在前述负极活性物质层和前述正极活性物质层之间的隔膜，前述隔膜为含有离子传导性的无机氧化物的多孔体，在前述隔膜及前述正极活性物质层中存在有电解液。本专利技术的锂金属二次电池中，适宜的是，前述隔膜利用气溶胶沉积法来形成。本专利技术的锂金属二次电池中，适宜的是，前述无机氧化物含有正硅酸锂和磷酸锂的混合物。本专利技术的锂金属二次电池中，适宜的是，前述电解液含有离子电解质。本专利技术的锂金属二次电池中，适宜的是，前述隔膜的厚度为2μm以上且15μm以下。本专利技术的锂金属二次电池中，适宜的是，在前述负极活性物质层和前述隔膜之间进一步具备氧化剂。专利技术的效果本专利技术的锂金属二次电池能够抑制枝晶的产生。附图说明图1表示本专利技术的锂金属二次电池的一个实施方式的示意图。图2是本专利技术的锂金属二次电池的制造方法中使用的气胶沉积装置的结构示意图。图3表示评价柔软性的实验图。图4表示实施例1的锂金属二次电池的锂金属-隔膜界面的SEM照片的图像处理图。图5表示比较例1的锂金属二次电池的锂金属-隔膜界面的SEM照片的图像处理图。具体实施方式如图1所示，锂金属二次电池1具备：负极2、正极3、隔膜4、电解液30和壳体32。负极2具备负极集电体5及负极活性物质层6。负极集电体5只要具备电子传导性、能够保持负极活性物质层6即可，例如可以列举出：铝箔、铜箔、镍箔、金箔等金属箔等。负极集电体5的厚度例如为0.1μm以上、优选为0.25μm以上，此外，例如为50μm以下、优选为35μm以下。负极活性物质层6层叠于负极集电体5的表面(下表面)，由锂金属(Li)构成。负极活性物质层6的厚度例如为0.05μm以上、优选为0.1μm以上，此外，例如为50μm以下、优选为35μm以下。正极3具备正极集电体7及正极活性物质层8。正极集电体7只要具备电子传导性、能够保持正极活性物质层8即可，例如可以列举出：铝箔、铜箔、镍箔、金箔等金属箔等。正极集电体7的厚度例如为1μm以上、优选为10μm以上，此外，例如为100μm以下、优选为50μm以下。正极活性物质层8层叠于正极集电体7的表面(上表面)。正极活性物质层8由正极组合物形成。正极组合物例如含有正极活性物质。对正极活性物质没有特别限定，可以列举出：例如钴酸锂、镍酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂、磷酸锰锂、硫酸铁锂及它们的改性体等锂系复合氧化物，例如金属硫化物、硫化锂、单质硫等硫系材料等。这些物质可以单独使用1种，此外，也可以使用2种以上。优选列举出锂系复合氧化物，更优选列举出钴酸锂。正极活性物质的形状只要为颗粒状(粉末状)就没有特别限定，例如可以为块状、针状、板状、层状。块状例如包括球形状、长方体形状、破碎状或它们的异形形状。正极活性物质的平均粒径例如为0.1μm以上、优选为0.2μm以上，此外，例如为15μm以下、优选为8μm以下。本专利技术中，平均粒径为中值粒径(D50)，利用例如激光衍射·散射式粒径分布测定装置(日机装株式会社制造、MicrotracMT3000)测定。正极组合物例如还可以含有集电剂、粘结剂等添加物。集电剂用于提高正极3的导电性，例如可以列举出碳材料、金属材料等。作为碳材料，可以列举出：例如天然石墨、人造石墨等石墨、例如乙炔黑、科琴黑等炭黑、例如针状焦等无定形碳等。作为金属材料，例如可以列举出铜、镍等。这些物质可以单独使用1种，此外，也可以使用2种以上。优选列举出碳材料，更优选列举出炭黑。集电剂的含有比例相对于正极活性物质100质量份例如为1质量份以上、优选为2质量份以上，此外，例如为20质量份以下、优选为10质量份以下。关于粘结剂，只要是将正极活性物质粘结的物质即可，例如可以列举出：聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚醋酸乙烯酯、苯乙烯-丁二烯橡胶、丙烯腈橡胶、羧甲基纤维素等聚合物。这些物质可以单独使用1种，此外，也可以使用2种以上。粘结剂的含有比例相对于正极活性物质100质量份例如为1质量份以上、优选为2质量份以上，此外，例如为20质量份以下、优选为10质量份以下。正极活性物质层8优选为多孔体。正极活性物质层8的孔隙率例如为10％以上、优选为20％以上、更优选为35％以上，此外，例如为80％以下、优选为65％以下。本专利技术中，孔隙率可以如下计算出：由测定对象(正极活性物质层8等)的质量w及体积v(＝宽度×长度×厚度)计算出相对密度ρ(＝w/v)，然后利用下述式算出。孔隙率＝{1-(ρ/ρ′)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂金属二次电池，其特征在于，其具备：含有锂金属的负极活性物质层、正极活性物质层、和配置在所述负极活性物质层和所述正极活性物质层之间的隔膜，所述隔膜为含有离子传导性的无机氧化物的多孔体，在所述隔膜及所述正极活性物质层中存在有电解液。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.08.29 JP 2014-1766191.一种锂金属二次电池，其特征在于，其具备：含有锂金属的负极活性物质层、正极活性物质层、和配置在所述负极活性物质层和所述正极活性物质层之间的隔膜，所述隔膜为含有离子传导性的无机氧化物的多孔体，在所述隔膜及所述正极活性物质层中存在有电解液。2.根据权利要求1所述的锂金属二次电池，其特征在于，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔·波波维奇，柴田周作，峯启太，中村年孝，
申请(专利权)人：日东电工株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP