[发明专利]含固体电解质层形成溶液、涂覆活性材料颗粒、电极、全固态碱金属二次电池及其制备方法

说明书

本发明公开了一种形成全固态碱金属二次电池的含固体电解质层的形成溶液，该溶液含有源自作为制备固体电解质的起始原料的A₂S和M_xS_y的组分(A选自Li和Na；M选自P、Si、Ge、B、Al和Ga；且x和y是根据M的种类成化学计量比的数)、非极性有机溶剂和极性值比所述非极性有机溶剂的高0.3以上的极性有机溶剂。

技术领域

本发明涉及一种形成全固态碱金属二次电池(all-solid-state alkali metalsecondary battery)的含固体电解质层的溶液(形成溶液)、涂覆活性材料颗粒(coatedactive material particles)、电极、全固态碱金属二次电池及其制备方法。特别地，本发明涉及使得通过涂布方法形成构成全固态碱金属二次电池的固体电解质层、正极和负极中的一者成为可能的形成溶液、涂覆活性材料颗粒、电极、全固态碱金属二次电池及其制备方法。

背景技术

锂二次电池具有高电压和高容量，因此已经被广泛用于移动电话、数码相机、摄像机、笔记本电脑和电动车等的电源供给。通常分布的锂二次电池包含含有溶于无水溶剂的电解质盐的液体电解质。因为无水溶剂包括许多易燃溶剂，所以需要保证安全。

为了达到保证安全的目的，已提出含有所谓的固体电解质(由不含有非水溶剂的固体材料形成)的全固态锂二次电池。这种全固态锂二次电池的构造提供有正极、负极和正极与负极之间设置的固体电解质层。所述固体电解质层由固体电解质构成。此外，所述正极和所述负极分别含有正极活性材料和负极活性材料，通常地，还含有用于提高导电率的固体电解质。

公知的方法是通过压制起始原料将固体电解质层、正极和负极整合。然而，根据这种方法，原料之间的粘着力较低，所以其难以获得足够的导电率。

因此，提出了一种使用脉冲激光沉积技术(pulse laser deposition technique)使正极活性材料涂覆有固体电解质的方法(Electrochemical and Solid-State Letters，13(6)A73-A75(2010)：非专利文献1，Journal of Power Sources 196(2011)6735-6741：非专利文献2)。根据这种方法，人们认为正极活性材料和固体电解质之间的粘着力变得较高，鉴于此，导电率可以提升。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Electrochemical and Solid-State Letters， 13(6)A73-A75(2010)

非专利文献2：Journal of Power Sources，196(2011)6735-6741

发明内容

本发明所要解决的问题

在气相沉积法如脉冲激光沉积技术中，使用的装置规模较大，薄膜形成的成本较高，此外难以连续地制备，所以希望通过简便的方法来形成含固体电解质层。

问题的解决方案

对采用简单的方法形成含固体电解质层的研究结果为，本发明的发明人发现通过采用含有源自固体电解质原料(采用非极性有机溶剂和极性有机溶剂得到的)的组分的溶液的涂布方法，可以用简便的生产设备以较低的成本连续形成含固体电解质层，从而实现了本发明。

因此，本发明提供了一种形成全固态碱金属二次电池的含固体电解质层的形成溶液，该溶液含有源自作为制备固体电解质的原料的A₂S和M_xS_y的组分(A选自Li和Na；M选自P、Si、Ge、B、Al和Ga；且x和y是根据 M的种类成化学计量比的数)、非极性有机溶剂和极性值比所述非极性有机溶剂高0.3以上的极性有机溶剂。