[发明专利]固体电解质组合物、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法

说明书

本发明提供一种能够抑制固体粒子之间的界面阻抗的上升，并且还能够实现牢固的粘合性的固体电解质组合物、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法。固体电解质组合物含有无机固体电解质、平均粒径为1nm～10μm的粘合剂粒子及分散介质，所述固体电解质组合物中，粘合剂粒子包含具有源自分子量小于1,000的聚合性化合物的构成成分的聚合物，构成成分具有10个以上碳原子键合而成的脂肪族烃链及硅氧烷结构中的至少一者作为聚合物的侧链。在全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法中使用该固体电解质组合物。

技术领域

本发明涉及一种固体电解质组合物、全固态二次电池用片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及全固态二次电池用片材及全固态二次电池的制造方法。

背景技术

锂离子二次电池是具有负极、正极及夹在负极与正极之间的电解质，并且能够在2个电极之间使锂离子往复移动以进行充电和放电的电池。以往，在锂离子二次电池中，作为电解质而使用有机电解液。然而，有机电解液容易产生液体泄漏，并且，由于过充电和过放电可能在电池内部发生短路而被点燃，因此需要进一步提高可靠性和安全性。

在这种情况下，使用无机固体电解质来代替有机电解液的全固态二次电池受到关注。在全固态二次电池中，所有的负极、电解质及正极均由固体构成，能够大幅度改善使用了有机电解液的电池的作为课题的安全性及可靠性，并且也能够延长寿命。而且，全固态二次电池能够设为电极和电解质直接排列并串联配置的结构。因此，与使用了有机电解液的二次电池相比，能够实现高能量密度化，且有望应用到电动汽车或大型蓄电池等中。

在这种全固态二次电池中，提出了一种由含有无机固体电解质或活性物质及特定的高分子化合物等粘合剂粒子(粘合剂)的材料来形成负极的活性物质层、固体电解质层及正极的活性物质层中的任一个层。例如，专利文献1中记载有包含无机固体电解质、作为侧链成分由插入了数均分子量为1,000以上的大分子单体的聚合物构成的平均粒径为10nm以上且1,000nm以下的粘合剂粒子及分散介质的固体电解质组合物。在专利文献2中，记载有包含无机固体电解质、特定的活性物质及特定的粒子状聚合物的固体电解质组合物。作为特定的粒子状聚合物，具体而言，记载有具有在主链中插入有包含硅氧烷结构的重复单元的聚合物、插入有数均分子量为1,000以上的大分子单体的聚合物。进而，在专利文献3中，记载有包含无机固体电解质、由具有将壬基苯氧基聚乙二醇丙烯酸酯用作单体的核壳结构的粒子状聚合物构成的粘合剂、非极性溶剂的组合物(浆料)。

以往技术文献

专利文献

专利文献1；日本特开2015-088486号公报

专利文献2：日本特开2016-149238号公报

专利文献3；国际公开第2012/173089号

发明内容

发明要解决的技术课题

由于全固态二次电池的结构层(无机固体电解质层及活性物质层)通常由无机固体电解质、根据需要由活性物质或导电助剂、进而由粘合剂粒子形成，因此固体粒子(无机固体电解质、固体粒子、导电助剂等)之间的界面接触不充分，界面阻抗变高。另一方面，若基于粘合剂粒子的固体粒子彼此的粘合性弱，则引起固体粒子彼此的接触不良而降低电池性能。

然而，近年来，全固态二次电池的开发正在迅速进行，全固态二次电池所需要的电池性能也在提高，希望以更高的水平兼顾界面阻抗的降低和粘合性的提高。