二次电池、二次电池的制造方法、电子设备及车辆技术

使聚合物电解质和活性物质层的界面接触变好。提供一种放电容量得到提高的二次电池。二次电池包括正极、负极以及正极和负极之间的电解质层，正极在正极集流体上包括正极活性物质、第一锂离子传导聚合物、第一锂盐以及导电材料，电解质层包括第二锂离子传导聚合物以及第二锂盐。导电材料优选为石墨烯。负极也优选在负极集流体上包括负极活性物质、第三锂离子传导聚合物、第三锂盐以及第二导电材料。第三锂盐以及第二导电材料。第三锂盐以及第二导电材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池、二次电池的制造方法、电子设备及车辆


[0001]本专利技术的一个方式涉及一种物品、方法或者制造方法。另外，本专利技术涉及一种工序(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或者组合物(composition of matter)。本专利技术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、电子设备或其制造方法。另外，本专利技术的一个方式尤其涉及一种二次电池、二次电池的制造方法、包括二次电池的电子设备及车辆。
[0002]注意，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。

技术介绍

[0003]近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器、空气电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。尤其是，随着半导体产业的发展，高输出、大容量的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，成为现代信息化社会的必需品。
[0004]在目前使用的大部分锂离子电池中，使用将锂盐溶解于具有极性的有机溶剂而成的电解液(也称为有机电解液)。但是，该有机溶剂具有可燃性，所以使用它的二次电池有起火或引火的风险。
[0005]在用于汽车等的大型二次电池中，对可靠性，尤其是安全性的要求很高。于是，在正极和负极之间不包含电解液而包含固体电解质的固态电池被研究。固体电解质大致分为无机类和有机类。使用无机类固体电解质的固态电池被称为全固态电池，对无机氧化物类及硫化物类的研究开发日益火热。有机类固体电解质还被称为聚合物电解质，其中将具有锂离子传导性的有机高分子化合物用于电解质。例如，专利文献1公开了一种作为固体电解质包含有机高分子化合物的二次电池。[先行技术文献][专利文献][0006][专利文献1]日本专利申请公开第2015
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213007号公报

技术实现思路

专利技术所要解决的技术问题
[0007]聚合物电解质的离子传导性比有机电解液低，并且有聚合物电解质和活性物质层的界面的电阻较高的倾向。因此，聚合物电解质二次电池中存在倍率特性、放电容量、循环特性等的问题。
[0008]于是，本专利技术的一个方式的目的之一是使聚合物电解质和活性物质层的界面接触变好。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种倍率特性得到提高的二次电池。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种放电容量得到提高的二次电池。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种循环特性得到提高的二次电池。另外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种安全性得到提高的二次电池。
[0009]此外，本专利技术的一个方式的目的之一是提供一种活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。
[0010]注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本专利技术的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的目的。解决技术问题的手段
[0011]为了实现上述目的，在本专利技术的一个方式中，将聚合物电解质混合到正极活性物质层及负极活性物质层。在正极活性物质层及负极活性物质层中，作为导电材料使用石墨烯化合物。
[0012]本专利技术的一个方式是一种二次电池，该二次电池包括正极、负极以及正极和负极之间的电解质层，正极在正极集流体上包括正极活性物质、第一锂离子传导聚合物、第一锂盐以及第一导电材料，电解质层包括第二锂离子传导聚合物以及第二锂盐。
[0013]另外，在上述结构中，第一锂离子传导聚合物和第二锂离子传导聚合物中的至少一个优选为聚氧化乙烯。
[0014]另外，在上述结构中，第一锂盐和第二锂盐中的至少一个优选包含锂、硫、氟、氮。
[0015]另外，在上述结构中，优选的是，电解质层包括无机填料，无机填料包含氧化铝、氧化钛、钛酸钡、氧化硅、钛酸镧锂、锆酸镧锂、氧化锆、氧化钇稳定氧化锆、铌酸锂或磷酸锂。
[0016]另外，在上述结构中，负极优选在负极集流体上包括负极活性物质、第三锂离子传导聚合物、第三锂盐以及第二导电材料。另外，第三锂离子传导聚合物优选为聚氧化乙烯。另外，第三锂盐优选包含锂、硫、氟、氮。另外，负极活性物质优选包含硅纳米粒子。
[0017]另外，在上述结构中，第一导电材料和第二导电材料中的至少一个优选为石墨烯。
[0018]另外，在上述结构中，正极集流体及负极集流体优选包含钛。
[0019]另外，本专利技术的另一个方式是一种电极的制造方法，包括如下步骤：制造包括锂离子传导聚合物、锂盐、导电材料及活性物质的浆料的工序；以及在将浆料涂敷在集流体上之后进行干燥的工序。
[0020]另外，本专利技术的另一个方式是一种二次电池的制造方法，包括如下步骤：制造包括第一锂离子传导聚合物、第一锂盐、第一导电材料及正极活性物质的第一浆料的工序；在将第一浆料涂敷在正极集流体上之后进行干燥来制造正极的工序；将包括第二锂离子传导聚合物、第二锂盐及溶剂的混合物倒入容器中的工序；对混合物连同容器一起进行加热以进行混合物的干燥，来制造电解质层的工序；制造包括第三锂离子传导聚合物、第三锂盐、第二导电材料及负极活性物质的第二浆料的工序；在将第二浆料涂敷在负极集流体上之后进行干燥来制造负极的工序；以及重叠正极、电解质层和负极的工序。专利技术效果
[0021]根据本专利技术的一个方式可以使聚合物电解质和活性物质层的界面接触变好。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种倍率特性得到提高的二次电池。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种放电容量得到提高的二次电池。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种循环特性得到提高的二次电池。另外，根据本专利技术的一个方式可以提供一种安全性得到提高的二次电池。
[0022]此外，根据本专利技术的一个方式，可以提供一种活性物质粒子、蓄电装置或它们的制
造方法。
[0023]注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本专利技术的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在上述效果以外的效果，可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中获得上述效果以外的效果。附图简要说明
[0024]图1A至图1C是说明本专利技术的一个方式的二次电池的图。图2A至图2D是说明本专利技术的一个方式的二次电池的图。图3A及图3B是说明二次电池的制造方法的图。图4A至图4C是说明硬币型二次电池的图。图5A是说明二次电池的俯视图，图5B是说明二次电池的截面图。图6A至图6C是说明二次电池的图。图7A至图7D是说明二次电池的图。图8A是示出本专利技术的一个方式的电池组的立体图，图8B是电池组的方框图，图8C是包括发动机的车辆的方框图。图9A及图9B是说明根据本专利技术的一个方式的蓄电装置的图。图10A及图10B是说明电子设备的例子的图。图10C至图10F是说明运输车辆的例子的图。图11A是示出电动自行车的图，图11B是示出电动自行车的二次电池的图，图11C是说明电动摩托车的图。图12A至图12C是说明电解质层的制造方法的图，图12D是硬币型电池单元的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池，包括：正极、负极、所述正极和所述负极之间的电解质层，其中，所述正极在正极集流体上包括正极活性物质、第一锂离子传导聚合物、第一锂盐以及第一导电材料，并且，所述电解质层包括第二锂离子传导聚合物以及第二锂盐。2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一锂离子传导聚合物和所述第二锂离子传导聚合物中的至少一个为聚氧化乙烯。3.根据权利要求1或2所述的二次电池，其中所述第一锂盐和所述第二锂盐中的至少一个为锂、硫、氟、氮。4.根据权利要求1至3中任一项所述的二次电池，其中所述电解质层包括无机填料，并且所述无机填料包含氧化铝、氧化钛、钛酸钡、氧化硅、钛酸镧锂、锆酸镧锂、氧化锆、氧化钇稳定氧化锆、铌酸锂或磷酸锂。5.根据权利要求1至4中任一项所述的二次电池，其中所述负极在负极集流体上包括负极活性物质、第三锂离子传导聚合物、第三锂盐以及第二导电材料。6.根据权利要求1至5中任一项所述的二次电池，其中所述第一导电材料和所述第二导电材料中的至少一个为石墨烯。7.根据权利要求1至...

【专利技术属性】
技术研发人员：门间裕史，栗城和贵，米田祐美子，荻田香，田中文子，门马洋平，山崎舜平，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：发明
国别省市：