[发明专利]固体电池用正极电极、固体电池及固体电池的制造方法

说明书

本发明提供一种固体电池用正极电极、固体电池及固体电池的制造方法，可以获得高能量密度、速率特性及耐久性。提供一种固体电池用正极电极，其具备：集电体；及，正极活性物质层，其含有正极活性物质；其中，由一次颗粒构成的正极活性物质在正极活性物质层中所占的比例为60质量％以上，且正极活性物质层中的孔隙率不足20体积％，并且，正极活性物质层中的除了由一次颗粒构成的正极活性物质以外的剩余部分，构成为包含固体电解质。此外，还提供一种具备此固体电池用正极电极的固体电池及其制造方法。

技术领域

本发明涉及一种固体电池用正极电极、固体电池及固体电池的制造方法。

背景技术

近年来，正在进行一种固体电池的开发，所述固体电池将广泛用于电动车和混合动力汽车的锂离子二次电池的液体电解质变更成固体电解质，并将电池整体固体化。此固体电池相较于以往的锂离子二次电池，不仅是高输出及高容量，还能够实现小型化及轻型化，受到关注。

例如，提出一种固体电池用的正极活性物质颗粒，其含有硫化物类固体电解质(参照例如专利文献1)。此正极活性物质颗粒是由含有两种以上颗粒的集合体构成，此集合体的表面涂布有反应抑制层，所述反应抑制层用于抑制与硫化物类固体电解质的反应。由此，可以抑制因活性物质与硫化物类固体电解质的界面上的反应而形成高电阻部位而使界面电阻增大，并抑制作为固体电池的性能降低。

此外，提出一种固体电池电极用的复合颗粒(参照例如专利文献2)。此复合颗粒构成为含有多个活性物质颗粒、及在其颗粒间的氧化物固体电解质。由此，可以获得高输出的固体电池。

[先行技术文献]

(专利文献)

专利文献1：日本专利第5742935号公报

专利文献2：日本专利第6098612号公报

发明内容

[发明所要解决的问题]

然而，为了提高固体电池的能量密度，需要提高电极中的活性物质的调配比率。但是，在专利文献1的正极活性物质颗粒和专利文献2的复合颗粒中，如果提高电极中的活性物质的调配比率，并为了获得与固体电解质的良好接触而进行高压压制，颗粒就会崩解，而无法充分形成与固体电解质的离子路径。此外，由于颗粒崩解，活性物质的电子传导及离子传导也受到损害。结果为，无法有效使用的活性物质的比例增加，即便活性物质的调配比率较高，也无法获得高能量密度。

此外，为了提高耐久性，对活性物质的表面进行涂布是有效的。在此方面，专利文献1的正极活性物质颗粒中，集合体的表面涂布有反应抑制层，但如上所述地提高电极中的活性物质的调配比率来进行高压压制后，活性物质颗粒崩解，结果导致未涂布的无涂层部分暴露。结果为，反应抑制层未充分发挥作用，耐久性降低。

此外，如专利文献1和专利文献2，如果使用二次颗粒作为活性物质颗粒，构成其的一次颗粒在充放电时膨胀收缩而使一次颗粒的粒界崩解，产生孔隙。结果为，离子路径与充放电循环一起消失而劣化。在固体电池中，不同于锂离子电池，在活性物质颗粒内部产生崩解时，电解液不渗透，因此，无法确保离子路径，而明显劣化。

因此，寻求开发一种固体电池，可以获得高能量密度、速率特性及耐久性。

本发明是鉴于上述内容而完成的，其目的在于提供一种固体电池用正极电极、固体电池及固体电池用正极电极的制造方法，可以获得高能量密度、速率特性及耐久性。

[解决问题的技术手段]

(1)为了实现上述目的，本发明提供一种固体电池用正极电极，其具备：集电体；及，正极活性物质层，其含有正极活性物质；其中，由一次颗粒构成的正极活性物质在前述正极活性物质层中所占的比例为60质量％以上，且前述正极活性物质层中的孔隙率不足20体积％，并且，前述正极活性物质层中的除了由前述一次颗粒构成的正极活性物质以外的剩余部分，构成为包含固体电解质。