[发明专利]电极体和全固体电池

说明书

技术领域

本发明涉及抑制界面电阻的经时增加，循环特性优异的电极体。

背景技术

伴随着近年来的个人计算机、数码相机和便携电话等的信息关联设备、通信设备等的快速普及，作为其电源被利用的电池的开发被视为重要。另外，在汽车产业界等，电动汽车用或混合动力汽车用高输出功率且高容量的电池的开发也在进行。现在，各种电池之中，从能量密度高的观点出发，锂电池受到关注。

现在市售的锂电池，使用了含有可燃性的有机溶剂的电解液，因此需要抑制短路时的温度上升的安全装置的安装和用于防止短路的结构、材料方面的改善。与此相对，电解液改变为固体电解质层，将电池全固体化了的锂电池，由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂，所以可谋求安装装置的简化，被认为制造成本和生产率优异。

在这样的全固体电池的领域中，一直以来，着眼于电极活性物质和固体电解质材料的界面，尝试谋求全固体电池的性能提升。例如，非专利文献1中，公开了在LiCoO₂（正极活性物质）的表面用LiNbO₃被覆了的材料。该技术通过在LiCoO₂的表面被覆LiNbO₃，使LiCoO₂和固体电解质材料的界面电阻降低，谋求电池的高输出功率化。但是，如果将LiCoO₂的表面用LiNbO₃被覆，则存在虽然在初始阶段中，可以使LiCoO₂和固体电解质材料的界面电阻降低，但随着时间的推移（经时），界面电阻增加的问题。因此，例如，专利文献1中，公开了使用了以包含含有聚阴离子结构的化合物的反应抑制部被覆了表面的正极活性物质的全固体电池。这是通过将正极活性物质的表面，用具有电化学稳定性高的聚阴离子结构部的化合物被覆，来抑制正极活性物质和固体电解质材料的界面电阻的经时增加，谋求电池的高耐久化的方案。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2010-135090号公报

非专利文献

非专利文献1：Narumi Ohta et al.,“LiNbO3-coated LiCoO2as cathode material for all solid-state lithium secondary batteries”,Electrochemistry Communications9(2007)1486-1490

发明内容

不断要求全固体电池的电极活性物质和固体电解质材料的界面电阻的经时增加的进一步抑制，以及循环特性的进一步提高。本发明是鉴于上述实际情况完成的，其主要目的在于提供一种抑制界面电阻的经时增加，循环特性优异的电极体。

为了解决上述课题，在本发明中，本发明提供一种电极体，其特征在于，是具有包含氧化物的电极活性物质、包含硫化物的第1固体电解质材料和配置在上述电极活性物质与上述第1固体电解质材料的界面的第2固体电解质材料的电极体，上述第2固体电解质材料中的骨架元素的电负性和氧元素的电负性之差，比上述第1固体电解质材料中的与硫元素结合的骨架元素的电负性和氧元素的电负性之差小。

根据本发明，配置在电极活性物质与第1固体电解质材料的界面的第2固体电解质材料中的骨架元素和氧元素的电负性之差，比第1固体电解质材料中的与硫元素结合的骨架元素和氧元素的电负性之差小，因此，氧与第2固体电解质材料中的骨架元素容易结合，可以抑制第1固体电解质材料的氧化。由此，可以成为抑制电极活性物质和第1固体电解质材料的界面电阻的经时增加，循环特性优异的电极体。

在上述发明中，上述第1固体电解质材料中的与硫元素结合的骨架元素优选为选自P、Si、B和Ge中的至少一种。其原因是可以得到离子传导性良好的第1固体电解质材料。

在上述发明中，上述第2固体电解质材料中的骨架元素优选为选自W、Au、Pt、Ru和Os中的至少一种。

在上述发明中，上述第2固体电解质材料，优选被配置为覆盖上述电极活性物质的表面。其原因是电极活性物质与第1固体电解质材料相比较硬，因此，被覆盖了的第2固体电解质材料变得难以被剥离。

在上述发明中，上述电极活性物质优选为正极活性物质。其原因是通过具有氧化物正极活性物质，可以将本发明的电极体形成为能量密度高的正极体。