蓄电装置及该蓄电装置的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够提高充放电容量的具有固体电解质的蓄电装置以及该蓄电装置的制造方法。该蓄电装置包括：正极；负极；以及设置在正极与负极之间的电解质，该电解质包含离子导电高分子化合物、无机氧化物以及锂盐，并且，相对于离子导电高分子化合物与无机氧化物的总和，包含于电解质中的无机氧化物为高于30wt%且50wt%以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】蓄电装置及该蓄电装置的制造方法
本专利技术涉及一种蓄电装置及该蓄电装置的制造方法。注意，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件以及装置。
技术介绍
近年来，对诸如锂离子二次电池及锂离子电容器之类的蓄电装置进行了开发。另外，对于使用固体电解质的蓄电装置，已对将聚氧化乙烯中溶解有锂盐的离子导电性高的高分子化合物用于电解质进行了研讨。另外，已提出如下蓄电装置：为了提高上述离子导电性高的高分子化合物的离子导电性，在电极间作为离子传导路径设置由金属氧化物形成的介孔材料（mesoporousfiller），并且介孔材料的内部及介孔材料之间的空间填满了离子导电性高的高分子化合物（例如，专利文献1）。[参考文献]专利文献1：日本专利申请公开2006-40853号公报
技术实现思路
但是，虽然通过设置由金属氧化物形成的用作电极之间的离子传导路径的介孔材料可以提高电解质的导电率，但是蓄电装置的充放电容量依然没有得到改善。鉴于上述问题，本专利技术的一个实施例的目的在于提供一种使用固体电解质的能够具有较大的充放电容量的蓄电装置及该蓄电装置的制造方法。本专利技术的一个实施例是一种蓄电装置，包括：正极；固体电解质；以及负极，其中电解质包含离子导电高分子化合物、无机氧化物以及碱金属盐，并且，相对于高分子化合物与无机氧化物的总和，包含于电解质中的无机氧化物为高于30wt%且50wt%以下，优选为33wt%至50wt%。另外，本专利技术的一个实施例是一种蓄电装置，包括：正极；固体电解质；以及负极，其中电解质包含离子导电高分子化合物、无机氧化物以及碱金属盐，并且包含于正极或负极中的活性物质层中作为粘合剂含有软化点低于或等于包含于电解质中的离子导电高分子化合物的软化点的高分子化合物。注意，包含于正极或负极中的活性物质层也可以使用离子导电高分子化合物作为粘合剂。或者，也可以包含由与包含于电解质中的离子导电高分子化合物相同的材料形成的离子导电高分子化合物作为粘合剂。本专利技术的一个实施例是一种蓄电装置的制造方法，包括如下步骤：混合离子导电高分子化合物、无机氧化物以及碱金属盐并将其涂敷于衬底上使其干燥，由此形成电解质；然后，从衬底分离该电解质；将被分离的电解质夹在正极和负极之间；在比离子导电高分子化合物的软化点高的温度下在上述正极与负极之间进行一次充电及放电循环，以使电解质、第一活性物质层以及第二活性物质层彼此粘合。离子导电高分子化合物的典型例子包括聚氧化烷烯(polyalkyleneoxide)。聚氧化烷烯的典型例子包括聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚苯醚等。包含于电解质中的无机氧化物是选自由氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化锑、氧化锗、氧化锂、氧化石墨、钛酸钡以及偏硅酸锂组成的组中的一个或多个。碱金属盐的典型例子包括锂盐、钠盐等。锂盐的典型例子包括LiCF3SO3、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiSCN、LiN(CF3SO2)2(也称为LiTFSI)、LiN(C2F5SO2)2(也称为LiBETI)等。根据本专利技术的一个实施例，可以制造在比包含于电解质中的离子导电高分子化合物的软化点低的温度下具有高充放电容量的蓄电装置。附图说明在附图中：图1是示出蓄电装置的截面图；图2是说明蓄电装置的制造方法的图；图3是说明蓄电装置中的电解质的形成方法的图；图4A至4D是示出蓄电装置中的电解质的形成方法的图；图5A和5B是蓄电装置的应用模式的透视图；图6是示出无线供电系统的结构的例子的图；图7是示出无线供电系统的结构的例子的图；图8A和8B是示出二次电池的充放电特性的图；图9是示出二次电池的充放电特性的图；图10是示出二次电池的充放电特性的图；图11是示出二次电池的充放电特性的图；图12是示出二次电池的充放电特性的图；图13A至13D是示出二次电池的阻抗的图。具体实施方式以下，将参照附图说明本专利技术的实施例。注意，本专利技术不局限于以下说明，所属
的普通技术人员可以很容易地理解，可做出多种改变和修改而不脱离本专利技术的宗旨及范围。因此，本专利技术不应该被解释为限于以下对实施例和示例的说明。当在说明中参照附图时，有时在不同的附图中共用相同的附图标记来表示相同的部分。另外，有时使用相同的阴影线表示相同的部分，而不特别附加附图标记。（实施例1）在本实施例中，说明作为本专利技术的方面的蓄电装置及该蓄电装置的制造方法。参照图1说明本实施例的蓄电装置的一个实施例。这里，作为蓄电装置，以下对二次电池的结构进行说明。作为二次电池，使用含锂的金属氧化物的锂离子二次电池具有大容量及高安全性。这里，对二次电池的典型例子的锂离子二次电池的结构进行说明。图1是蓄电装置100的截面图。蓄电装置100包括负极101、正极111以及夹在负极101与正极111之间的固体电解质（以下称为电解质121）。另外，负极101可以包括负极集电体102及负极活性物质层103。正极111可以包括正极集电体112及正极活性物质层113。另外，电解质121与负极活性物质层103及正极活性物质层113接触。负极集电体102和正极集电体112分别与不同的外部端子连接。另外，负极101、电解质121以及正极111被未图示的外部材料覆盖。注意，“活性物质”是指如下物质：其关系到作为载流子的离子的插入及消除且不包括由葡萄糖得到的碳层等。当利用后面说明的涂敷法形成诸如正极或负极之类的电极时，使用诸如导电助剂、粘合剂和溶剂之类的其他材料与被碳层覆盖的活性物质一起混合而成的物质在集电体上形成活性物质层。由此区分“活性物质”与“活性物质层”。首先，说明包含于本实施例中的蓄电装置100中的电解质121。电解质121包含离子导电高分子化合物、无机氧化物以及碱金属盐。注意，电解质121可以具有多个离子导电高分子化合物。或者，电解质121可以包含多个无机氧化物。或者，电解质121可以包含多个碱金属盐。离子导电高分子化合物的典型例子是分子量为1万至100万的聚氧化烷烯。聚氧化烷烯的典型例子包括聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚苯醚等。无机氧化物的例子包括氧化硅、氧化钛、氧化锆、氧化铝、氧化锌、氧化铁、氧化铈、氧化镁、氧化锑、氧化锗、氧化锂、氧化石墨、钛酸钡以及偏硅酸锂等。无机氧化物的粒子的直径优选为50nm至10μm。碱金属盐的例子包括锂盐、钠盐等。锂盐的典型例子包括LiCF3SO3、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiSCN、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2等。钠盐的典型例子包括NaClO4、NaPF6、NaBF4、NaCF3SO3、NaN(CF3SO2)2、NaN(C2F5SO2)2、NaC(CF3SO2)3等。在电解质中，以总和成为100wt%的方式，离子导电高分子化合物、无机氧化物以及碱金属盐分别以15wt%至65wt%、12wt%至80wt%以及5wt%至50wt%的比率混合。另外，相对于离子导电高分子化合物与无机氧化物的总和，无机氧化物的含量为高于30wt%且50wt%以下，优选为33wt%至50wt%。由此，可以抑制包含于电解质中的离子导电高分子化合物晶化，因此可以使电解质的离子导电率得到提高。其结果，可动离子在正极与负极之间易于迁移，而可以提高充放电容量。另外，在低于包含于电解质中的离子导电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.12.10 JP 2010-2758381.一种蓄电装置的制造方法，包括如下步骤：混合离子导电高分子化合物、无机氧化物以及锂盐，以形成浆料；使所述浆料干燥，以形成电解质；通过在比所述离子导电高分子化合物的软化温度高的温度下使所述蓄电单元进行充电及放电，使所述电解质与正极和负极中的一方粘合，以形成蓄电单元。2.根据权利要求1所述的蓄电装置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：荻野清文，野元邦治，小国哲平，元吉真子，
申请(专利权)人：株式会社半导体能源研究所，
类型：
国别省市：