[发明专利]负极和硫化物固体电池

说明书

本发明涉及负极和硫化物固体电池。使用包含铜的负极集电器层与包含硫化物固体电解质的负极混合材料层而构成负极的情况下，铜与硫化物固体电解质发生反应而生成硫化铜，负极集电器层与负极混合材料层的界面处的电阻升高。将负极集电器层进行合金化来降低对于硫化物固体电解质的反应性。具体地，制成一种负极，其具备负极混合材料层和与所述负极混合材料层接触的负极集电器层，所述负极混合材料层包含负极活性材料和硫化物固体电解质，所述负极集电器层的表面之中至少与所述负极混合材料层接触的表面由如下材料构成，所述材料包含铜与离子化倾向比铜更高的金属的合金。

技术领域

本申请公开了一种使用硫化物固体电解质的负极和硫化物固体电池。

背景技术

在具备负极、正极和固体电解质层的硫化物固体电池中，在使用包含铜的负极集电器层和包含硫化物固体电解质的负极混合材料层而构成负极的情况下，存在如下的课题：铜与硫化物固体电解质发生反应而生成硫化铜等，使负极集电器层与负极混合材料层的界面处的电阻升高，或者因硫化铜与锂离子不可逆地反应而导致电池容量降低。作为此课题的解决手段之一，在专利文献1中公开了如下内容：在负极混合材料层与负极集电器层之间设置含有预定元素的反应抑制层。

需要说明的是，如专利文献2中公开的那样，已知一种在硫化物固体电池中抑制活性材料与硫化物固体电解质的反应的技术，但是难以作为抑制负极集电器层与硫化物固体电解质的反应的技术加以利用。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2012-049023号公报

专利文献2：日本特开2011-060649号公报

发明内容

发明所要解决的课题

在专利文献1中公开的技术中，需要在负极混合材料层与负极集电器层之间追加反应抑制层，并且存在电池的制造工序繁杂化这样的课题、电池的体积能量密度变小这样的课题。即，在不另行追加反应抑制层的状态下，如何抑制负极集电器层与负极混合材料层中的硫化物固体电解质的反应，这成为课题。

用于解决课题的手段

作为用于解决上述课题的手段之一，本申请公开了一种负极，其具备负极混合材料层和与所述负极混合材料层接触的负极集电器层，所述负极混合材料层包含负极活性材料和硫化物固体电解质，所述负极集电器层的表面之中至少与所述负极混合材料层接触的表面由如下材料构成，所述材料包含铜与离子化倾向比铜更高的金属的合金。

在本公开内容的负极中，所述合金优选包含：铜，以及选自锌、铍和锡中的至少一者。

在本公开内容的负极中，所述合金优选包含铜和锌。

在本公开内容的负极中，所述负极活性材料优选包含硅系活性材料。

在本公开内容的负极中，所述负极集电器层的拉伸强度优选为500MPa以上。

在本公开内容的负极中，所述负极集电器层的断裂伸长率(破断伸び)优选为7.95％以上。

作为用于解决上述课题的手段之一，本申请公开了一种硫化物固体电池，其具备本公开内容的负极、正极、以及设置于所述负极和所述正极之间的固体电解质层。

发明效果

根据本发明人的新的发现，在将铜与离子化倾向比铜更高的金属组合并合金化的情况下，与单独铜的情况相比，对于硫化物固体电解质的电化学反应性变低。另外据认为，即使在该合金与硫化物固体电解质发生电化学反应的情况下，离子化倾向比铜更高的金属优先与硫化物固体电解质发生反应，能够抑制对充放电反应造成不利的硫化铜的生成。即，如本公开内容的负极那样，通过利用包含预定合金的材料构成负极集电器层的表面，能够在不新追加反应抑制层的状态下，抑制负极集电器层与负极混合材料层中的硫化物固体电解质的反应。