涂布液、复合粒子的制造方法、复合粒子以及全固体电池技术

本发明专利技术涉及涂布液、复合粒子的制造方法、复合粒子以及全固体电池。涂布液包含溶质和溶剂。溶质包含磷酸化合物。“I0/(I0+I1+I2)”为0.7以下。在

【技术实现步骤摘要】
涂布液、复合粒子的制造方法、复合粒子以及全固体电池
[0001]专利技术背景


[0002]本公开涉及涂布液、复合粒子的制造方法、复合粒子以及全固体电池。

技术介绍

[0003]国际公开第2017/094416公开了在含有偏磷酸锂的被覆形成用液中浸渍正极活性物质。

技术实现思路

[0004]本专利技术提出了在正极活性物质粒子的表面形成含有磷(P)的涂膜的方案。以往，例如使用偏磷酸锂水溶液等作为涂布液。
[0005]涂膜可被覆正极活性物质粒子的表面。例如，在硫化物系全固体电池中，可期待被覆率越高，硫化物固体电解质的劣化越减轻。认为这是由于正极活性物质粒子与硫化物固体电解质的直接接触减少。但是，利用以往的涂布液提高被覆率时，存在涂膜变厚的倾向。通过使涂膜变厚，电池电阻有可能增加。
[0006]本公开的目的在于提供含有被覆率高且薄的涂膜的复合粒子。
[0007]以下，对本公开的技术构成及作用效果进行说明。但是本说明书的作用机理包括推定。作用机理不限制本公开的技术范围。
[0008]1.涂布液包含溶质和溶剂。溶质包含磷酸化合物。
[0009]涂布液满足下述式(1)的关系。
[0010]{I0/(I0+I1+I2)}≤0.7(1)
[0011]上述式(1)中，I0表示在
31
P
‑
NMR光谱中来自PO4的Q0单元的信号的面积。I1表示在
31
P
‑
NMR光谱中来自PO4的Q1单元的信号的面积。I2表示在
31
P
‑
NMR光谱中来自PO4的Q2单元的信号的面积。
[0012]在涂布液中，磷酸化合物可采用各种形态。即，涂布液可以包含各种PO4单元。例如，涂布液可以包含Q0单元、Q1单元和Q2单元。根据它们的存在比，可确定溶质组成。Q0单元、Q1单元和Q2单元由下述式(1
‑
0)～(1
‑
2)表示。
[0013][化1][0014][0015]Q0单元具有上述式(1
‑
0)的结构。Q0单元不具有结合键。认为Q0单元来自游离的PO4单元(正磷酸)。
[0016]Q1单元具有上述式(1
‑
1)的结构。Q1单元具有1个结合键。认为Q1单元例如来自PO4的二聚体(P2O7)。
[0017]Q2单元具有上述式(1
‑
2)的结构。Q2单元具有2个结合键。认为Q2单元例如来自链状结构(链状缩合磷酸)。
[0018]予以说明，上述式(1
‑
0)～(1
‑
2)仅是各单元的代表例。各单元也可以包括各种变形。例如，可以是各式中
“‑
OH”解离，采用
“‑
O
‑”的形态。例如，H可被置换为其他元素。例如可以采用
“‑
OLi”、
“‑
ONa”等形态。
[0019]以下，上述式(1)的左边记为“Q0单元比”。认为Q0单元比越小，长分子链的磷酸化合物的存在比越大。
[0020]就以往的涂布液而言，存在Q0单元比大的倾向。即，以往的涂布液的Q0单元比超过0.7。
[0021]根据本公开的新见解，若Q0单元比减小至0.7以下，则被覆率提高，且涂膜可形成得薄。认为通过长分子链的磷酸化合物的存在比大，容易生成具有连续性的涂膜。其结果，可认为被覆率提高，且涂膜形成得薄。
[0022]2.涂布液还可以进一步满足例如下述式(2)的关系。
[0023]0.17≤{I2/(I0+I1+I2)}(2)
[0024]通过进一步满足上述式(2)的关系，可期待被覆率的提高。
[0025]3.涂布液还可以进一步满足例如下述式(3)的关系。
[0026]I0<I2(3)
[0027]通过进一步满足上述式(3)的关系，可期待被覆率的提高。
[0028]4.涂布液还可以进一步满足例如下述式(4)的关系。
[0029]0≤C
Li
/C
P
<1.1(4)
[0030]上述式(4)中，C
Li
表示涂布液中的锂的摩尔浓度。C
P
表示涂布液中的磷的摩尔浓度。
[0031]C
Li
/C
P
表示锂(Li)与P的摩尔比(物质量比)。通过摩尔比小于1.1，可期待沉淀物降
低。
[0032]5.溶剂例如可以包含水。
[0033]6.溶质例如可以包含选自偏磷酸和多磷酸中的至少1种。
[0034]通过偏磷酸、多磷酸溶解于溶剂，存在Q0单元比变小的倾向。
[0035]7.溶质例如可以进一步包含钠。
[0036]具有长分子链的磷酸化合物例如有可能通过加溶剂分解而低分子化。根据本公开的新见解，通过在涂布液中溶解有钠(Na)，具有长分子链的磷酸化合物的稳定性有可能提高。
[0037]8.复合粒子的制造方法包括下述(a)和(b)。
[0038](a)通过将涂布液与正极活性物质粒子混合，准备混合物。
[0039](b)通过将混合物干燥，制造复合粒子。
[0040]复合粒子包含正极活性物质粒子和涂膜。涂膜被覆正极活性物质粒子的表面的至少一部分。涂膜包含磷。
[0041]复合粒子也可以称为“被覆正极活性物质”。将附着于正极活性物质粒子的表面的涂布液干燥，由此生成涂膜。通过使用上述“1～7.”的涂布液，可期待薄的涂膜的生成和被覆率的提高。
[0042]9.上述(b)例如可以包括采用喷雾干燥法形成复合粒子。
[0043]10.复合粒子包含正极活性物质粒子和涂膜。涂膜被覆正极活性物质粒子的表面的至少一部分。涂膜包含磷。涂膜具有28.5nm以下的厚度。采用X射线光电子能谱法测定的被覆率为83％以上。
[0044]被覆率可采用X射线光电子能谱法(X
‑
ray Photoelectron Spectroscopy，XPS)测定。通过被覆率为83％以上，例如在硫化物系全固体电池中，可期待硫化物固体电解质的劣化减轻。通过使涂膜的厚度为28.5nm以下，可期待电池电阻的降低。以下，有时将“涂膜的厚度”简称为“膜厚”。
[0045]11.全固体电池包含正极层、分隔体层和负极层。分隔体层配置在正极层与负极层之间。正极层包含复合粒子和硫化物固体电解质。
[0046]以下，对本公开的实施方式(以下，可简称为“本实施方式”)以及本公开的实施例(以下，可简称为“本实施例”)进行说明。不过，本实施方式以及本实施例不限定本公开的技术范围。
附图说明
[0047]下面将参考附图描述本专利技术的示例性实施例的特征、优点以及技术和工业意义，其中相同的符号表示相同的元件，并且其中：
[0048本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.涂布液，其包含：溶质；和溶剂，其中，所述溶质包含磷酸化合物，其中，所述涂布液满足下述式(1){I0/(I0+I1+I2)}≤0.7(1)的关系，在上述式(1)中，I0表示在
31
P
‑
NMR光谱中来自PO4的Q0单元的信号的面积，I1表示在
31
P
‑
NMR光谱中来自PO4的Q1单元的信号的面积，I2表示在
31
P
‑
NMR光谱中来自PO4的Q2单元的信号的面积。2.根据权利要求1所述的涂布液，其进一步满足下述式(2)：0.17≤{I2/(I0+I1+I2)}(2)的关系。3.根据权利要求1或2所述的涂布液，其进一步满足下述式(3)I0<I2(3)的关系。4.根据权利要求1至3中任一项所述的涂布液，其进一步满足下述式(4)：0≤C
Li
/C
P
<1.1(4)的关系，在上述式(4)中，C
Li
表示所述涂布液中的锂的摩尔浓度，C
P
表示...

【专利技术属性】
技术研发人员：久保田胜，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：