[发明专利]全固体二次电池

说明书

本申请是200780018699.2(国际申请号：PCT/JP2007/052530)的分案申请，原申请的申请日为2007年2月13日，原申请的发明名称为全固体二次电池。

技术领域

本发明涉及含有作为成批烧成体的并联型层叠体的全固体二次电池。

背景技术

以往，在二次电池中，实现了以使用有机溶剂的非水电解液二次电池(锂离子二次电池)为中心使用的正极活性物质、负极活性物质及有机溶剂电解液等的最佳化。非水电解液二次电池的生产量与使用其的数字家电制品的大量发展一同正在显著增大。

然而，非水电解液二次电池使用可燃性有机溶剂电解液，且使用的有机溶剂电解液通过电极反应而分解，使电池的外装罐膨胀，根据情况，还可能导致电解液的漏出，因此，起火的危险性也备受指责。

因此，代替有机溶剂电解液，使用固体电解质的全固体二次电池受到了瞩目。全固体二次电池在结构上不需要隔板，不会发生电解液的漏出，因此，不需要外装罐。

另外，全固体二次电池在性能上也不使用有机溶剂电解液，因此，能够构成没有起火的危险性的电池，而且，固体电解质具有离子选择性，因此，副反应少，能够提高效率，其结果，能够期待充放电循环特性优越的电池。

例如，在专利文献1中公开了不使用锂金属片，具有薄膜化的电极和固体电解质的全固体型基板搭载型二次电池。在该二次电池中，通过溅射法或电子束蒸镀法、加热蒸镀法等，将电极及电解质成膜，尽量薄化构成物，由此实现锂二次电池的小型、轻量化。

另外，在专利文献2中公开了将由利用溅射法成膜了正极活性物质、固体电解质、负极活性物质构成的薄膜固体二次电池单元层叠两层以上的层叠型薄膜固体锂离子二次电池。该层叠型薄膜固体锂离子二次电池层叠化了元件，以串联或并联连接，因此，起到可以作为大电压或大电流电源，应用于电动汽车等大电力设备中等效果。然而，在这些先行技术中公开的薄膜的全固体锂离子二次电池均通过溅射法等制造，电极或固体电解质的薄膜的成膜速度极慢。例如，在基板上制作由正极活性物质、固体电解质及负极活性物质构成的厚度1.0μm的电池的情况下，成膜时间达到10小时以上。在生产率方面甚至制作成本方面来说，在工业上采用成膜速度慢的这样的方法是困难的。

另一方面，作为利用溅射法以往的方法的全固体二次电池，提倡了在专利文献3、专利文献4中举出的使用烧成体的全固体二次电池。但是，专利文献3的特征在于，夹着平板状的集电体的两面，使其对称，由此层叠正极活性物质层、固体电解质层及负极活性物质层，这样的层叠的方法在工业上极其不现实，显然不适合多层化。另外，在专利文献4的技术中，将含有粘结材料的正极材料、固体电解质、和负极材料微波加热烧成后，在该烧成体的外侧形成正极集电体、负极集电体，其是单层电池结构，不能多层化。

专利文献1：日本特开平10-284130号公报

专利文献2：日本特开2002-42863号公报

专利文献3：日本特开2001-126756号公报

专利文献3：日本特开2001-210360号公报

发明内容

从而，仍然希望能够通过可在工业上采用的可批量生产的方法来制作，且具有优越的二次电池性能的全固体二次电池的实现。

本发明是能够通过可在工业上采用的可批量生产的方法来制作，且具有优越的二次电池性能的全固体二次电池尤其全固体锂离子二次电池。具体来说，本发明涉及一种全固体二次电池，其包含将正极单位和负极单位隔着离子传导性无机物质层交替层叠的层叠体，其特征在于，正极单位在正极集电体层的两面具备正极活性物质层，所述负极单位在负极集电体层的两面具备负极活性物质层，正极集电体层和负极集电体层的至少一方包括：Ag、Pd、Au及Pt的任一种金属、或含有Ag、Pd、Au及Pt的任一种的合金、或选自这些金属及合金的两种以上的混合物，层叠体是成批烧成的。还有，成批烧成是指在将构成层叠体的各层的材料层叠，形成层叠块后进行烧成的意思。优选涉及将成批烧成在900～1100℃下，进行1～3小时得到的全固体二次电池。另外，本发明涉及一种全固体二次电池，其包含将正极单位和负极单位隔着离子传导性无机物质层交替层叠的层叠体，其特征在于，正极单位在正极集电体层的两面具备正极活性物质层，负极单位在负极集电体层的两面具备负极活性物质层，各层形成为烧结状态。在这些全固体二次电池中，优选邻接的层的界面具有烧结状态。