[发明专利]固体电解质组合物、使用其的电池用电极片及全固态二次电池

说明书

本发明提供一种固体电解质组合物，所述固体电解质组合物包含具有属于元素周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、由嵌入有包含数均分子量1000以上的侧链成分的大分子单体(X)的聚合物构成的平均粒径为10nm以上且1000nm以下的粘合剂粒子(B)、及分散介质(C)。

技术领域

本发明涉及一种固体电解质组合物、使用其的电池用电极片及全固态二次电池。

背景技术

锂离子电池中使用电解液。正在尝试推进将其电解液替换为固体电解质并将构成材料全换为固体的全固态二次电池。其中，作为利用无机固体电解质的技术的优点首先可举出可靠性。锂离子二次电池所使用的电解液中，作为其介质应用碳酸酯类溶剂等可燃性材料。虽然采用各种安全对策，但不能断言过充电时等不会引起不良状况，希望有更进一步的对策。作为其彻底解决的方法，可关注可将电解质作为不燃性物质的由无机化合物构成的全固态二次电池。

作为全固态二次电池的另一优点，可举出适合基于电极堆栈的高能量密度化。具体而言，可制成直接排列电极与电解质而具有串联结构的电池。此时，可省略封装电池单元的金属封装箱、连接电池单元的铜线或母线，由此能够大幅提高电池的能量密度。并且，作为优点还可举出与可高电位化的正极材料之间的良好相容性等。

从如上所述的各优点，作为下一代的锂离子二次电池，正积极推进对其开发(非专利文献1)。另一方面，在无机类全固态二次电池中，其电解质为硬质固体，因此也存在不利的一面。例如，可举出固体粒子之间、固体粒子与集电体之间等的界面阻力(界面抵抗)变大。为了改善这种缺点，有人提出了高温中烧结固体电解质的方法(专利文献1)、利用对单元进行加压的夹具的方法(专利文献2)、用树脂包覆元件整体而进行加压的方法(专利文献3)、对包含固体电解质的生片(green sheet)进行加压后烧制的方法(专利文献4)等。或者，有以防止正极材料的变质(专利文献5)、防止伴随充放电导致活性物质体积变化产生的电极材料的剥离(专利文献6)、提高粘合性(专利文献7)为目的而选定与无机材料混合的粘合剂的例子。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利公开2008-059843号公报

专利文献2：日本专利公开2008-103284号公报

专利文献3：日本专利公开2000-106154号公报

专利文献4：日本专利公开2012-186181号公报

专利文献5：日本专利公开2012-099315号公报

专利文献6：日本专利公开2011-134675号公报

专利文献7：日本专利公开2013-008611号公报

非专利文献

非专利文献1：NEDO技术开发机构，燃料电池/氢技术开发部，蓄电技术开发室“NEDO下一代汽车用蓄电池技术开发技术路线2008”(平成21年6月)

发明的概要

发明要解决的技术课题

根据对上述专利文献1～4的研究，或许能够改善全固态二次电池中界面阻力的增加，但人们还是想要尽可能避开依赖于所谓“加压”的物理力的方法。并且，根据专利文献5～7中公开的粘合剂，可预计对各特性的优化，但作为关于界面阻力等的改善效果还不够充分，希望进一步改进。

因此本发明的目的在于提供一种在全固态二次电池中不依赖于加压而能够抑制固体粒子之间或固体粒子与集电体之间等的界面阻力的上升且也能够实现良好的粘合性的固体电解质组合物、使用其的电池用电极片及全固态二次电池。

用于解决技术课题的手段

上述课题是通过以下方法解决的。