[发明专利]全固态二次电池及相关粒子、组合物、电极片、制造方法

说明书

本发明提供一种全固态二次电池、全固态二次电池用粒子、使用全固态二次电池用粒子的全固态二次电池用固体电解质组合物及全固态二次电池用电极片以及它们的制造方法。所述全固态二次电池含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质粒子及电极活性物质粒子，其中，无机固体电解质粒子及电极活性物质粒子中至少一种粒子的表面的元素组成中的氮元素的比例为0.1atm％以上。

技术领域

本发明涉及一种全固态二次电池、全固态二次电池用粒子、全固态二次电池用固体电解质组合物及全固态二次电池用电极片以及它们的制造方法。

背景技术

在锂离子电池中一直使用了电解液。正推进将该电解液替换为固体电解质来作成将构成材料全部设为固体的全固态二次电池的尝试。作为利用无机固体电解质的技术优点，可举出综合了电池的整体性能的可靠性。例如，在锂离子二次电池中所使用的电解液中，碳酸酯类溶剂等可燃性材料作为其介质来应用。在锂离子二次电池中，采用了各种各样的安全措施。但是，在过充电等时，有可能带来不良情况，希望作出进一步应对。作为其根本的解決方案，可关注采用固体电解质的全固态二次电池。

作为全固态二次电池的另一优点，可举出适于基于电极堆栈的高能量密度化。具体而言，能够设成具有直接排列电极和电解质而成为串行化的结构的电池。此时，由于能够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，因此电池的能量密度得到大幅提高。并且，与能够高电位化的正极材料之间的良好的相容性等也可以作为优点举出。

根据如上所述的各优点，作为新一代锂离子电池，正推进全固态二次电池的开发。例如，专利文献1中记载有，在正极、负极及含有硫化物系固体电解质的电解质层中的任一个中含有具有交联结构的烃系高分子的固体电池。并且，专利文献2中记载有如下全固态二次电池，在所述全固态二次电池中将依次层叠由无机化合物构成的正极、固体电解质及负极而设置的多个电池要件配设于集流体上，且该多个电池要件隔着0.1～5000μm的间隙而配设于该集流体上。

以往技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-112485号公报

专利文献2：日本特开2001-15153号公报

发明内容

发明要解决的技术课题

专利文献1中所记载的发明的目的在于，使用具有交联结构的烃系高分子，以免带来电极层与固体电解质层之间的密合性的降低，从而防止产生枝晶，并提高循环特性。但是，本文献中所记载的固体电池中，固体电解质等固体粒子之间的粘合性较低，该粘合性的高低成为制作固体电池时的操作性等较低的主要因素。另一方面，专利文献2中所记载的全固态二次电池也相同地，固体粒子之间的粘合性较低。

因此本发明的课题在于提供一种各层中的固体粒子之间、各层之间及层与集流体的粘合性优异的全固态二次电池。并且，本发明的课题在于提供一种粘合性优异的全固态二次电池用粒子。进而，本发明的课题在于提供一种使用上述全固态二次电池用粒子的全固态二次电池用固体电解质组合物、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及它们的制造方法。

用于解决技术课题的手段

本发明人等进行深入研究的结果发现，通过使电极活性物质、无机固体电解质等全固态二次电池中所含的至少一种的固体粒子暴露于活性光线，并通过以使固体粒子表面的元素组成中的氮元素的比例成为特定的范围内的方式使其官能化(亲水化)，由此固体粒子相互的相容性得到提高，全固态二次电池各层中的固体粒子之间、各层之间及层与集流体的粘合性得到提高。本发明是基于该见解而完成的。

即，上述问题通过以下方案解决。

＜1＞一种全固态二次电池，其含有：无机固体电解质粒子，具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性；及

电极活性物质粒子，其中，