电极、全固体电池及全固体电池的制造方法技术

本公开为电极、全固体电池及全固体电池的制造方法。一种电极，被用于全固体电池，其在厚度方向上依次具有集电体、具有接合性的碳材料层、和活性物质层，所述碳材料层含有碳材料、分散材料和粘合剂。散材料和粘合剂。散材料和粘合剂。

【技术实现步骤摘要】
电极、全固体电池及全固体电池的制造方法


[0001]本公开涉及电极、全固体电池及全固体电池的制造方法。

技术介绍

[0002]全固体电池是在正极与负极之间具有固体电解质层的电池，与具有包含可燃性的有机溶剂的电解液的液系电池相比，具有容易实现安全装置的简化这样的优点。
[0003]例如，在日本特开2020－129485中公开了一种全固体电池，其具备第1集电箔、第1合剂层、固体电解质层、第2合剂层和第2集电箔，在第2集电箔的第2合剂层侧的表面设置了具有接合功能的碳材料层。另外，在日本特开2020
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140932中公开了一种全固体电池，其具备层叠电池单元，所述层叠电池单元是依次层叠第1集电体层、第1活性物质层、固体电解质层、第2活性物质层、第2集电体层、第2活性物质层、固体电解质层、第1活性物质层及第1集电体层而成的，相邻地层叠的第1集电体层和第1活性物质层通过接合材料相互接合。
[0004]在日本特开2017
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204377中公开了一种全固体电池，其具备2个以上的电池单元，所述电池单元是依次层叠第1电极的集电体、第1电极的活性物质层、固体电解质层、第2电极的活性物质层、第2电极的集电体、第2电极的活性物质层、固体电解质层及第1电极的活性物质层而成的，所述全固体电池具有用于将电池单元的第1电极的集电体和与上述集电体相邻地层叠的电池单元接合的接合单元。另外，虽然领域与电池不同，但是在日本特开2019
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021635中公开了一种各向异性导电材料，其是将特定的导电性粒子分散于粘合剂树脂中而成的。

技术实现思路

[0005]如日本特开2020
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129485那样已知在集电体与活性物质层之间设置具有接合性的碳材料层的技术方案。另一方面，当全固体电池变为高温(例如80℃)时，存在碳材料层的接合性降低、集电体与活性物质层的密合性降低的情况。
[0006]本公开提供高温时的集电体与活性物质层的密合性良好的电极。
[0007]本公开的第1方式为电极。该电极被用于全固体电池，其在厚度方向上依次具有集电体、具有接合性的碳材料层、和活性物质层，所述碳材料层含有碳材料、分散材料和粘合剂。
[0008]根据本公开的第1方式，通过在集电体与活性物质层之间配置特定的碳材料层，能够成为高温时的集电体与活性物质层的密合性良好的电极。
[0009]在本公开的第1方式中，所述碳材料层中的所述分散材料的比例可以为1重量％以上。
[0010]在本公开的第1方式中，所述碳材料层中的所述分散材料的比例可以为35重量％以下。
[0011]在本公开的第1方式中，在所述碳材料层中，所述分散材料相对于所述碳材料的重量比例可以为0.05以上且1.2以下。
[0012]在本公开的第1方式中，所述碳材料层可以含有所述粘合剂作为主成分。
[0013]在本公开的第1方式中，所述碳材料层中的所述粘合剂的比例可以为50重量％以上。
[0014]在本公开的第1方式中，在所述碳材料层中，所述粘合剂相对于所述碳材料的重量比例可以为2.0以上。
[0015]在本公开的第1方式中，在所述碳材料层中，所述粘合剂相对于所述碳材料的重量比例可以为2.8以上。
[0016]在本公开的第1方式中，所述分散材料可以包含乙烯基系树脂和纤维素衍生物中的至少一者。
[0017]在本公开的第1方式中，所述分散材料可以包含聚乙烯醇。
[0018]在本公开的第1方式中，所述粘合剂可以包含丙烯酸系粘合剂和甲基丙烯酸系粘合剂中的至少一者。
[0019]在本公开的第1方式中，所述碳材料的吸油量可以为175cm3/100g以上。
[0020]在本公开的第1方式中，所述碳材料可以包含炭黑。
[0021]在本公开的第1方式中，所述粘合剂可以至少存在于所述碳材料层的所述集电体侧的表面。
[0022]在本公开的第1方式中，所述集电体和所述活性物质层之间的剥离强度在80℃的温度下可以为0.10N/cm以上。
[0023]本公开的第2方式的全固体电池，具备第1电极、第2电极和配置于所述第1电极与所述第2电极之间的固体电解质层，所述第1电极和所述第2电极中的至少一者为上述的电极。
[0024]根据本公开的第2方式，由于第1电极和第2电极中的至少一者为上述的电极，因此能够成为高温时的耐久性良好的全固体电池。
[0025]在本公开的第2方式中，也可以：在所述全固体电池中，作为所述第1电极具备第1电极A及第1电极B，并且，作为所述固体电解质层具备固体电解质层A及固体电解质层B，所述第2电极具有第2集电体、设置于所述第2集电体的第1面的第2活性物质层A和设置于所述第2集电体的第2面的第2活性物质层B，所述全固体电池在厚度方向上依次具有所述第1电极A、所述固体电解质层A、所述第2电极、所述固体电解质层B及所述第1电极B，所述第1电极A和所述第1电极B中的至少一者为上述电极。
[0026]本公开的第3方式的全固体电池的制造方法，具有准备工序和第1配置工序，在所述准备工序中，准备前驱层叠体，所述前驱层叠体在厚度方向上依次具有第1活性物质层A、固体电解质层A、第2活性物质层A、第2集电体、第2活性物质层B、固体电解质层B及第1活性物质层B，在所述第1配置工序中，在所述前驱层叠体中的所述第1活性物质层A上隔着含有第1碳材料、第1分散材料和第1粘合剂的第1碳材料层配置第1集电体A。
[0027]根据本公开的第3方式，通过在第1活性物质层A上隔着第1碳材料层配置第1集电体A，能够得到高温时的耐久性良好的全固体电池。
[0028]在本公开的第3方式中，也可以具有第2配置工序，在所述第2配置工序中，在所述前驱层叠体中的所述第1活性物质层B上隔着含有第2碳材料、第2分散材料和第2粘合剂的第2碳材料层配置第1集电体B。第2碳材料也可以是与第1碳材料相同的材料。第2分散材料
也可以是与第1分散材料相同的材料。第2粘合剂也可以是与第1粘合剂相同的材料。
[0029]根据本公开的方式，能够得到能提供高温时的集电体与活性物质层的密合性良好的电极这一效果。
附图说明
[0030]本专利技术的典型实施方式的特征、优点及技术和工业上的意义将会在下面参照附图来描述，其中同样的标记表示同样的要素，其中：
[0031]图1是例示本公开中的电极的概略截面图。
[0032]图2是例示本公开中的全固体电池的概略截面图。
[0033]图3是例示本公开中的全固体电池的概略截面图。
[0034]图4是例示本公开中的全固体电池的制造方法的概略截面图。
[0035]图5是例示本公开中的全固体电池的概略平面图。
[0036]图6是示出对在实施例1～7及比较例1、2中得到的全固体电池进行的剥离强度测定的结果的图。
[0037]图7是示出对在实施例1～7及比较例1、2中得到的全固体电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电极，被用于全固体电池，其特征在于，在厚度方向上依次具有集电体、具有接合性的碳材料层、和活性物质层，所述碳材料层含有碳材料、分散材料和粘合剂。2.根据权利要求1所述的电极，其特征在于，所述碳材料层中的所述分散材料的比例为1重量％以上。3.根据权利要求1或2所述的电极，其特征在于，所述碳材料层中的所述分散材料的比例为35重量％以下。4.根据权利要求1～3的任一项所述的电极，其特征在于，在所述碳材料层中，所述分散材料相对于所述碳材料的重量比例为0.05以上且1.2以下。5.根据权利要求1～4的任一项所述的电极，其特征在于，所述碳材料层含有所述粘合剂作为主成分。6.根据权利要求1～5的任一项所述的电极，其特征在于，所述碳材料层中的所述粘合剂的比例为50重量％以上。7.根据权利要求1～6的任一项所述的电极，其特征在于，在所述碳材料层中，所述粘合剂相对于所述碳材料的重量比例为2.0以上。8.根据权利要求1～7的任一项所述的电极，其特征在于，在所述碳材料层中，所述粘合剂相对于所述碳材料的重量比例为2.8以上。9.根据权利要求1～8的任一项所述的电极，其特征在于，所述分散材料包含乙烯基系树脂和纤维素衍生物中的至少一者。10.根据权利要求1～9的任一项所述的电极，其特征在于，所述分散材料包含聚乙烯醇。11.根据权利要求1～10的任一项所述的电极，其特征在于，所述粘合剂包含丙烯酸系粘合剂和甲基丙烯酸系粘合剂中的至少一者。12.根据权利要求1～11的任一项所述的电极，其特征在于，所述碳材料的吸油量为175cm3/100g以上。13.根据权利要求1～12的任一项所述的电极，其特征在于，所述碳材料包含炭黑。14.根据权利要求1～13的任一项所述的电极，其特征在于，所述粘合剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：坂本龙斗，伊藤博友，深川聪一郎，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：