[发明专利]全固态电池及其制造方法

权利要求书

1.一种全固态电池，其特征在于，其包括负极、固体电解质层、正极以及外壳，该负极由锂构成，该固体电解质层由相对密度为96.0％以上的陶瓷构成，该正极由正极活性物质颗粒、无机固体电解质颗粒和高分子固体电解质构成，该外壳中封入有包含所述负极、所述固体电解质层和所述正极的部件。

2.如权利要求1所述的全固态电池，其特征在于，构成所述固体电解质层的陶瓷为石榴石型氧化物。

3.如权利要求2所述的全固态电池，其特征在于，构成所述固体电解质层的陶瓷为Li₇La₃Zr₂O₁₂。

4.如权利要求1～3中任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述高分子固体电解质为选自由聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚偏二氟乙烯组成的组中的至少一种。

5.如权利要求1～4中任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述固体电解质层的厚度为0.01mm～5mm。

6.如权利要求1～5中任一项所述的全固态电池，其特征在于，关于所述正极中的所述高分子固体电解质与所述无机固体电解质颗粒的重量比，越靠近固体电解质层侧，所述无机固体电解质颗粒的重量比越大。

7.如权利要求1～6中任一项所述的全固态电池，其特征在于，所述正极活性物质颗粒由选自钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、镍酸锂(LiNiO₂)以及包含钴、镍和锰的三元系材料中的1种或2种以上的物质构成。

8.一种全固态电池的制造方法，其特征在于，其包括下述工序：

固体电解质层形成工序，将固体电解质原料利用放电等离子体烧结法进行烧结，形成固体电解质层；

正极形成工序，将正极活性物质颗粒、无机固体电解质颗粒与高分子固体电解质混合，形成正极；

电极层积体形成工序，将由锂构成的负极与所述固体电解质层和所述正极层积并进行压制，形成电极层积体；以及

封入工序，将包含所述电极层积体的部件封入到外壳中。

9.如权利要求8所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，所述固体电解质层由石榴石型氧化物构成。

10.如权利要求8所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，所述固体电解质原料由用于制造Li₇La₃Zr₂O₁₂的原料混合物构成，该混合物是包含含氧La化合物、含氧Li化合物和含氧Zr化合物的混合物，或者是将包含La、Li或Zr中的至少两种元素和氧的化合物与选自含氧La化合物、含氧Li化合物和含氧Zr化合物中的至少一种化合物组合而成的混合物。

11.如权利要求8～10中任一项所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，所述高分子固体电解质为选自由聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚偏二氟乙烯组成的组中的至少一种。

12.如权利要求8～11中任一项所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，所述固体电解质层形成工序具有在烧结后调整厚度的研磨工序。

13.如权利要求8～12中任一项所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，所述电极层积体形成工序中，依次层积所述由锂构成的负极、所述固体电解质层、以及按照越靠近所述固体电解质层侧，所述无机固体电解质颗粒的重量比越大的方式改变了所述高分子固体电解质与所述无机固体电解质颗粒的重量比的2个以上正极组合物板状体，制造具有所述高分子固体电解质与所述无机固体电解质颗粒的重量比逐渐不同的梯度组成的正极的全固态电池。

14.如权利要求8～13中任一项所述的全固态电池的制造方法，其特征在于，所述正极活性物质颗粒由选自钴酸锂(LiCoO₂)、锰酸锂(LiMn₂O₄)、磷酸铁锂(LiFePO₄)、镍酸锂(LiNiO₂)以及包含钴、镍和锰的三元系材料中的1种或2种以上的物质构成。