[发明专利]固体电解质片及全固体锂二次电池

说明书

本发明提供一种形状保持性优异、能够大面积化的固体电解质片以及具有上述固体电解质片、放电特性优异的全固体锂二次电池。本发明的固体电解质片的特征在于，将绝缘性多孔质基材作为支撑体，所述绝缘性多孔质基材由纤维状物构成，在所述绝缘性多孔质基材的内部填充有固体电解质粒子，进而含有将所述固体电解质粒子彼此粘结的粘合剂，所述绝缘性多孔质基材的厚度为所述固体电解质片的厚度的70％以上。本发明的全固体锂二次电池的特征在于，具有正极、负极和插入所述正极与所述负极之间的本发明的固体电解质片。

技术领域

本发明涉及形状保持性优异、能够大面积化的固体电解质片以及具有上述固体电解质片、放电特性优异的全固体锂二次电池。

背景技术

近年来，随着移动电话、笔记本型个人计算机等便携式电子设备的发展、电动汽车的实用化等，需要小型、轻量且高容量、高能量密度的二次电池。

目前，在能够满足该要求的锂二次电池、特别是锂离子二次电池中，正极活性物质使用钴酸锂(LiCoO₂)、镍酸锂(LiNiO₂)等含锂复合氧化物，负极活性物质使用石墨等，作为非水电解质使用含有有机溶剂和锂盐的有机电解液。

而且，随着锂离子二次电池的适用设备的进一步发展，要求锂离子二次电池的进一步长寿命化、高容量化、高能量密度化，并且还要求长寿命化、高容量化、高能量密度化了的锂离子二次电池的安全性及可靠性也高。

但是，锂离子二次电池中使用的有机电解液包含作为可燃性物质的有机溶剂，因此在电池发生短路等异常事态时，有机电解液有可能异常发热。另外，随着近年来的锂离子二次电池的高能量密度化和有机电解液中的有机溶剂量增加的倾向，进一步要求锂离子二次电池的安全性和可靠性。

在以上那样的状况下，不使用有机溶剂的全固体型的锂二次电池备受瞩目。全固体型的锂二次电池利用不使用有机溶剂的固体电解质的成形体来代替以往的有机溶剂系电解质，不存在固体电解质的异常发热的担心，具备高的安全性。

另一方面，固体电解质的成形体由于脆而缺乏加工性，难以进行固体电解质的薄膜化、大面积化。因此，电池制造时的固体电解质的处理性差，并且由于固体电解质的成形体变厚，因此还存在如下问题：固体电解质的锂离子传导性降低，电池性能降低。

另一方面，还研究了用于解决这样的问题的技术。例如，在专利文献1、2中，提出了通过在由无纺布等多孔性基材构成的基材的空隙中填充固体电解质，从而制成兼具锂离子传导性和强度的固体电解质片，使用该固体电解质片构成全固体二次电池。

其中，在专利文献1中，在将固体电解质固定于多孔性基材的空隙时，采用如下方法：在多孔性基材的骨架部表面附着粘结剂，使固体电解质附着于该粘结剂。另外，在专利文献2中，作为具体的实施方式，仅示出了相对于固体电解质片的总厚度而言非常薄的无纺布作为基材使用的例子。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2015-153460号公报(权利要求书等)

专利文献2：日本特开2016-139482号公报(权利要求书、实施例等)

发明内容

发明所要解决的课题

专利文献1、2所记载的技术与仅由固体电解质构成的片材相比，虽然能够提高某种程度的强度，但对于满足全固体锂二次电池用的固体电解质片材所要求的形状保持性，还有改善的余地。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于提供一种形状保持性优异、能够大面积化的固体电解质片以及具有上述固体电解质片、放电特性优异的全固体锂二次电池。

用于解决课题的手段