[发明专利]全固体电池及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及全固体电池及其制造方法。

背景技术

锂离子二次电池比以往的二次电池的能量密度更高，能够在高电压下动作。因此，作为易于实现小型轻量化的二次电池而被用于便携电话等信息设备中，近年来，作为用于电动汽车、用于混合动力汽车等用于大型的动力的需求也不断提高。

锂离子二次电池具有正极层、负极层以及配置在它们之间的电解质层，作为使用于电解质层的电解质，已知例如非水系的液体状、固体状的物质等。在使用液体状的电解质(以下称为“电解液”)的情况下，电解液易于向正极层、负极层的内部浸透。因此，易于形成电解液与正极层、负极层中含有的活性物质的界面，易于提高性能。但是，广泛使用的电解液是可燃性的，所以需要搭载用于确保安全性的系统。另一方面，如果使用阻燃性的固体状的电解质(以下称为“固体电解质”)，则能够简化上述系统。因此，具备含有固体电解质的层(以下称为“固体电解质层”，有时将具有正极层、负极层以及配置在它们之间的固体电解质层的构造体称为“固体电解质电极体”)的方式的锂离子二次电池(以下有时称为“全固体电池”)的开发得到了发展。

作为与这样的锂离子二次电池有关的技术，例如专利文献1中公开了如下的固体电解质电极体的制造方法，该固体电解质电极体的制造方法具有：在所制作出的固体电解质层的至少一侧层叠电极层来制作层叠体的工序；以及在对所制作出的层叠体加热的同时向层叠体的层叠方向赋予压力的工序。另外，专利文献2中公开了一种电极，该电极具有包括具有导电性的树脂层的集电体、和形成在树脂层上的活性物质层，通过溶解在溶剂中而将树脂层表面粘结到活性物质层。另外，专利文献3中公开了包括经由包含粘性赋予材料的导电性树脂而接合了的板状的活性物质体以及集电体的层叠型电池。另外，专利文献4中公开了如下技术：在将以正极活性物质、粘结剂以及导电材料为必要成分的混合剂层承载于集电体上的二次电池用正极中，混合剂层的粘结力和电子传导性在其厚度方向上不同，与集电体接触的混合剂层的基层部由粘结力最大的薄层形成，混合剂层的表层部由电子传导性最大的薄层形成。另外，专利文献5中公开了如下的锂二次电池用正极：在正极复合材料层与集电体之间，配置有含有从包括银、镍以及碳的群中选择出的至少一种导电材料的导电性粘接层，该正极复合材料层包括可吸收/释放锂离子的正极材料和粘结材料。

专利文献1：日本特开2011-142007号公报

专利文献2：日本特开2010-153224号公报

专利文献3：日本特开2004-179091号公报

专利文献4：日本特开2000-11995号公报

专利文献5：日本特开平11-312516号公报

发明内容

在全固体电池中，有时使用含有活性物质和固体电解质的正极层、负极层(以下有时称为“电极层”或者“第一活性物质层”或者“第二活性物质层”)。一般，活性物质的杨氏模量和固体电解质的杨氏模量不同，所以加压成形后的形状恢复的程度不同。根据专利文献1公开的技术，能够提高固体电解质层与电极层的紧贴性，所以认为能够通过使用该固体电解质电极体而得到提高了电池的容量、输出的全固体电池。此处，如果制造出包括含有活性物质以及固体电解质的电极层的固体电解质电极体，则由于活性物质的杨氏模量和固体电解质的杨氏模量不同等，易于在与集电体接触的电极层的表面形成凹凸。但是，在专利文献1所公开的技术中，并未研究提高表面具有凹凸的电极层和集电体的紧贴性的方式，所以存在提高电池的容量、输出的效果不充分的担忧。另外，在公开了与使用电解液的电池有关的技术的专利文献2、专利文献3以及专利文献5中，并未研究使电极层含有固体电解质的方式、以及由于活性物质层中包含杨氏模量不同的物质而产生的课题。另外，专利文献4所公开的技术中，在与集电体接触的混合剂层的薄层中也使用了正极活性物质、粘结剂以及导电材料，所以该技术中无法解决由于包含杨氏模量不同的物质而产生的课题。因此，即使使用专利文献1至专利文献5所公开的技术，也难以提高全固体电池的电极层与集电体的紧贴性，所以存在全固体电池的性能提高效果不充分的担忧。

因此，本发明的课题在于提供一种能够提高性能的全固体电池及其制造方法。

本发明者潜心研究，结果认识到通过在电极层与集电体之间介入导电层，能够得到增大放电容量并且降低了电池电阻的全固体电池。本发明是根据该认识而完成的。

为了解决上述课题，本发明采取以下手段。即，