[发明专利]LiCoO2膜形成用前驱体溶液及利用该溶液的LiCoO2膜的形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成LiCoO₂膜的前驱体溶液以及利用该溶液形成LiCoO₂膜的方法。

本申请主张基于2013年3月27日申请的日本专利申请第2013-065839号的优先权，并将其内容援用于本说明书中。

背景技术

在日本特开2008-159399号公报中，公开了锂离子二次电池。该锂离子二次电池为在基板上层压包括正极集电体的正极集电体层、包括正极活性材料的正极活性材料层、包括电解质的固体电解质层、包括负极活性材料的负极活性材料层以及包括负极集电体的负极集电体层而成的薄膜固体二次电池，正极活性材料层含有选自由锂锰氧化物、锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰钴氧化物以及锂钛氧化物组成的组中的1个或2个以上氧化物（例如，参考权利要求5、7以及9、[0024]段、[0026]段以及[0041]段）。在该锂离子二次电池中，通过溅射法形成正极集电体层、正极活性材料层、固体电解质层、负极活性材料层以及负极集电体层。并且，能够使用LiMn₂O₄或Li₂Mn₂O₄等作为上述锂锰氧化物，并能够使用LiCoO₂或LiCo₂O₄等作为上述锂钴氧化物。

在如此构成的锂离子二次电池中，通过使用能够使锂离子脱离以及吸附的锂锰氧化物或锂钴氧化物等作为正极活性材料，能够使大量的锂离子存储于正极活性材料层以及脱离正极活性材料层，从而进一步提高了锂离子二次电池的充放电特性。并且，通过利用溅射而成膜正极活性材料层等，缩短了制造锂离子二次电池、尤其是薄膜固体二次电池所需的时间。

另一方面，在日本特开2010-083700号公报中，公开了一种层压体，所述层压体具有基材和钴氧化物膜，所述钴氧化物膜由从该基材的表面成长的多个钴氧化物的单结晶构成，钴氧化物由钴元素、氧元素以及掺杂金属元素构成，并且掺杂金属元素为锂元素、钠元素或钙元素（例如，参考权利要求1～3、［0022］段、［0077］段、［0078］段）。为了制作该层压体的钴氧化物膜，首先，准备硝酸钴（钴源）、硝酸锂（锂源）以及水（溶剂）为80质量%、乙酰丙酮为20质量%的混合溶剂。接着，在该混合溶剂中溶解硝酸钴和硝酸锂，使得硝酸钴成为0.1mol/升，硝酸锂成为0.05mol/升，获得100毫升的钴氧化物膜形成用溶液。并且，利用加热板将基材（载玻片）加热至400℃，利用超声波雾化器向该基材喷雾100毫升的上述钴氧化物膜形成用溶液，以在基材上制作钴氧化物膜。

在如此构成的层压体中，由于钴氧化物膜由钴氧化物的单结晶构成，因此通常几乎不存在结晶缺陷或杂质，并且，与使钴氧化物的粒子凝聚的钴氧化物膜相比，粒子之间的界面电阻低。因此，在使特定的载流子传导至钴氧化物膜的内部时，能够提高其载流子的传导率。更具体而言，在钴氧化物膜由LiCoO₂的单结晶构成的情况下，能够将上述层压体用作锂传导性以及电传导性优异的正极。