[发明专利]全固态锂二次电池、其制造方法、其使用方法、和其充电方法

说明书

本发明涉及全固态锂二次电池、其制造方法、其使用方法、和其充电方法。全固态锂二次电池包括：包括正极活性材料层的正极；固体电解质；和包括与锂形成合金或化合物的负极活性材料层的负极，其中固体电解质在正极和负极之间，负极活性材料层包括约33重量％‑约95重量％的无定形碳，相对于负极活性材料层中的负极活性材料的总质量，所述无定形碳具有大于0平方米/克‑约100平方米/克的氮气吸附比表面积，约150毫升/100克‑约400毫升/100克的邻苯二甲酸二丁酯吸油值，或其组合，并且所述正极活性材料层的初始电荷容量对负极活性材料层的初始电荷容量的比率满足0.01b/a0.5，其中a为所述正极活性材料层的初始电荷容量，且b为所述负极活性材料层的初始电荷容量。

对相关申请的交叉引用

本申请要求在日本专利局于2019年3月29日提交的日本专利申请No.2019-066886、在日本专利局于2020年1月30日提交的日本专利申请No.2020-013978、在韩国知识产权局于2019年8月9日提交的韩国专利申请No.10-2019-0097639、和在韩国知识产权局于2020年3月3日提交的韩国专利申请No.10-2020-0026308的优先权和权益，将其各自的内容全部通过引用引入本文中。

技术领域

本公开内容涉及全固态(固体)锂二次电池、制造其的方法、使用其的方法、和将其充电的方法。

背景技术

已经开发了包括固体电解质的全固态二次电池。为了提高全固态二次电池的能量密度，已经提出了使用锂作为负极活性材料。

锂的容量密度(每单位体积的容量)为石墨的容量密度的约10倍，其用作负极活性材料。因此，通过使用锂作为负极活性材料，使全固态二次电池更薄和提高其输出功率可为可能的。

然而，使用锂作为负极活性材料存在缺点，并且期望在使用锂作为负极活性材料的全固态二次电池中的改善。

发明内容

本文中提供全固态二次电池和将其充电的方法，所述全固态二次电池具有优异的电池特性，特别是优异的循环特性和优异的放电倍率特性两者。

另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，且部分地将由所述描述明晰，或者可通过所提供的本公开内容的实施方式而获悉。

根据本公开内容的一个方面，提供全固态锂二次电池，其包括：包括正极活性材料层的正极；固体电解质；和包括与锂形成合金或化合物的负极活性材料层的负极，其中固体电解质在正极和负极之间，其中负极活性材料层包括约33重量百分数(重量％)-约95重量％的无定形碳，相对于负极活性材料层中的负极活性材料的总质量，其中无定形碳具有

大于0平方米/克(m²/g)-约100平方米/克的氮气吸附比表面积，

约150毫升/100克(mL/100g)-约400毫升/100克的邻苯二甲酸二丁酯(DBP)吸油值，

或其组合，和

其中正极活性材料层的初始电荷(荷电)容量对负极活性材料层的初始电荷容量的比满足不等式1，

不等式1

0.01b/a0.5

其中a为正极活性材料层的初始电荷容量(毫安时，mAh)，和b为负极活性材料层的初始电荷容量(mAh)。

在实施方式中，在全固态二次电池中，无定形碳可具有约20m²/g-约100m²/g的氮气吸附比表面积。

在实施方式中，在全固态二次电池中，无定形碳可具有约30m²/g-约100m²/g的氮气吸附比表面积。