全固体电池和用于该全固体电池的光固化型组合物制造技术

一种光固化型组合物，其包含具有2个(甲基)丙烯酰基且不具有氨基甲酸酯键的化合物和光自由基聚合引发剂作为必须成分；以及具有1个(甲基)丙烯酰基且不具有氨基甲酸酯键的化合物、具有(甲基)丙烯酰基和氨基甲酸酯键的化合物、和其他的具有烯属不饱和基的化合物作为任意成分，其粘度在25℃为1Pa

【技术实现步骤摘要】
全固体电池和用于该全固体电池的光固化型组合物


[0001]本专利技术涉及全固体电池和全固体电池中使用的光固化型组合物。
技术背景
[0002]锂离子二次电池等能够实现比较高的输出功率和高容量的二次电池作为以电为驱动源的车辆搭载用电源、或者个人计算机和便携末端等电气制品等所搭载的电源很重要。尤其是能够获得轻量且高能量密度的锂离子二次电池优选作为电动汽车(EV)、插电式混合动力汽车(PHV)、混合动力汽车(HV)等车辆驱动用高输出功率电源，预想到今后需求会越来越扩大。
[0003]作为如上所述的高输出功率的二次电池的一个形态，可列举出代替液态电解质(电解液)而使用粉末状的固体电解质的形态的电池、也被称为所谓的全固体电池形态的二次电池。全固体电池由于不使用液态电解质，因此可以容易地构筑由正负极以及间隔件层(也称为“固体电解质层”)构成的层叠结构的层叠电极体而不进行操作非水电解液等的有机溶剂时的繁杂的处理。另外，由于不使用电解液，所以电极体的结构变简单，能够有助于电池的每单位体积的电池容量的提高。因此，全固体电池被期待作为要求更高容量的车辆的驱动用高输出功率电源。
[0004]作为全固体电池所用的固体电解质，可列举出例如，含有硫化合物的硫化物系固体电解质、含有氧化物的氧化物系固体电解质等，其中，使用了锂离子的电导率高的硫化物系固体电解质的所谓的硫化物系全固体电池受到注目。
[0005]不过，对全固体电池施加大的压力时，固体电解质或电极体的端部会出现裂纹或变形。若裂开的电极体在电池内部移动而与相反电极侧接触，则电池有可能发生短路。为了降低这样的短路的可能性，例如，提出有将日本特开2019
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61952、日本特开2012
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38425、国际公开第2016/152565所记载的那样的树脂材料使用于固定、密封层叠电极体的侧面的用途中。

技术实现思路

[0006]然而，当使用全固体电池的时候，对固定层叠电极体的侧面的树脂材料要求各种各样的性质。虽然日本特开2019
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61952中将丙烯酸系树脂使用于全固体电池的密封，但是例如将丙烯酸系树脂用于密封硫化物系全固体电池时，树脂与硫化物系固体电解质发生氧化反应，反复进行充放电，由此有可能发生电池性能的劣化。另外，除了不与层叠电极体反应的低反应性以外，树脂材料也要求各种各样的性质。例如，需要具有以下等的性质：即耐受宽电位环境的耐电位性；能够追随伴着电池的急速的充放电发生的膨胀收缩的柔软性；树脂材料难以浸入层叠体间而容易涂布之类的生产性；希望开发出适于树脂层形成用途的材料。
[0007]本专利技术提供与硫化物系固体电解质的反应性低，适于树脂层形成用途的树脂材料。同时提供将此处公开的材料用于在层叠电极体的侧面形成的树脂层的全固体电池。
[0008]本专利技术的第1方案涉及一种全固体电池中的光固化型组合物。所述光固化型组合物含有第一成分(A)和第五成分(E)作为必须成分，含有第二成分(B)、第三成分(C)和第四成分(D)作为任意成分。
[0009]第一成分(A)为在1分子中具有2个(甲基)丙烯酰基且不具有氨基甲酸酯键的化合物。
[0010]第二成分(B)为在1分子中具有1个(甲基)丙烯酰基且不具有氨基甲酸酯键的化合物。
[0011]第三成分(C)为在1分子中分别具有1个以上的(甲基)丙烯酰基和氨基甲酸酯键的化合物。
[0012]第四成分(D)为具有第一成分(A)、第二成分(B)、和第三成分(C)以外的烯属不饱和基的化合物。
[0013]第五成分(E)为光自由基聚合引发剂。
[0014]在将作为固化性成分的第一成分(A)、第二成分(B)、第三成分(C)和第四成分(D)的合计量设为100重量％时，第一成分(A)和第二成分(B)的合计含有比例为60重量％以上且100重量％以下，第三成分(C)的含有比例为0重量％以上且低于40重量％，第四成分(D)的含有比例为0重量％以上且低于40重量％，第五成分(E)的含有比例在所述固化性成分的合计量设为100重量份时，为0.01重量份以上且10重量份以下。所述光固化型组合物的粘度在25℃为1Pa
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s以上且100Pa
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s以下。所述全固体电池含有将多个电极体层叠而成的层叠电极体，所述电极体为正极和负极隔着含硫材料的固体电解质层层叠而成，前述光固化型组合物是用于在前述层叠电极体的侧面地至少一部分上构成由树脂固化物形成的树脂层的材料。
[0015]上述光固化型组合物(树脂材料)规定有固化性成分的构成、即(甲基)丙烯酰基的含量和氨基甲酸酯键比率等。根据上述第1方案，能够抑制树脂层与硫化物固体电解质发生反应，适合密封硫化物系全固体电池的层叠电极体。
[0016]在上述第1方案中，上述光固化型组合物可以含有第一成分(A)为数均分子量1000以上的化合物。由此，能够更好地提高树脂材料的柔软性等。能够更高水平发挥此处公开的技术效果。
[0017]在上述第1方案中，上述光固化型组合物中，第一成分(A)可以含有具有聚酯骨架的化合物。由此，能够更好地提高树脂材料的柔软性等，能够更高水平发挥此处公开的技术效果。
[0018]本专利技术的第2方案涉及全固体电池。前述全固体电池具备：
[0019]多个电极体被层叠而成的层叠电极体，所述电极体为正极和负极隔着含硫材料的固体电解质层层叠而成，和
[0020]以前述层叠电极体中的电极体层叠方向两端的2个幅宽面为上表面和下表面时，在位于该上下二个表面之间的侧面地至少一部分上形成的树脂层。
[0021]前述树脂层由上述第1方案的光固化型组合物的固化物构成。通过在前述层叠电极体的侧面的一部上具有前述树脂层，由此提供硫材料与树脂层的反应性低，信頼性更高的全固体电池。
[0022]在上述第2方案中，在温度60℃、充电条件2C、放电条件2C下实施进行300个循环的
充放电的耐久性试验后，电池容量维持率可以为90％以上。
附图说明
[0023]图1示意性地示出一实施方式的全固体电池的平面图。
[0024]图2是图1中的II
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II线截面图，表示全固体电池的层叠电极体的结构。
具体实施方式
[0025]以下一边适当参照附图，一边对作为此处公开的树脂层形成用材料的树脂层形成用光固化型组合物和使用该光固化型组合物的全固体电池的优选的一实施方式进行说明。以下的实施方式当然并不意味着特别限定于此处公开的技术。予以说明，关于本说明书中没有特别提及的、此处公开的技术的实施所需要的事项，可以作为本领域技术人员能够基于本领域的关联技术进行设计的事项进行把握。此处公开的树脂层形成用材料能够基于本说明书公开的内容和本领域的技术常识进行制备、使用。另外，本说明书中的数值范围记载为“A～B”(此处A、B为任意的数值)时，是指A以上且B以下。
[0026]在以下的附图中，使能够得到相同作用的构件
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全固体电池中的光固化型组合物，其特征在于，含有第一成分(A)和第五成分(E)作为必须成分，含有第二成分(B)、第三成分(C)和第四成分(D)作为任意成分，其中，第一成分(A)为1分子中具有2个(甲基)丙烯酰基且不具有氨基甲酸酯键的化合物，第二成分(B)为1分子中具有1个(甲基)丙烯酰基且不具有氨基甲酸酯键的化合物，第三成分(C)为1分子中分别具有1个以上的(甲基)丙烯酰基和氨基甲酸酯键的化合物，第四成分(D)为除第一成分(A)、第二成分(B)、和第三成分(C)以外的具有烯属不饱和基的化合物，第五成分(E)为光自由基聚合引发剂，将作为固化性成分的第一成分(A)、第二成分(B)、第三成分(C)和第四成分(D)的合计量设为100重量％时，第一成分(A)和第二成分(B)的合计含有比例为60重量％以上且100重量％以下，第三成分(C)的含有比例为0重量％以上且低于40重量％，第四成分(D)的含有比例为0重量％以上且低于40重量％，第五成分(E)的含有比例在将所述固化性成分的合计量设为100重量份时是0.01重量份以上且10重量份以下；所述光固化型组合物的粘度在25℃为1Pa
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【专利技术属性】
技术研发人员：大野雅人，加藤和仁，南圭一，小田木克明，稻田和正，小出洋辅，
申请(专利权)人：东亚合成株式会社，
类型：发明
国别省市：