[发明专利]全固体锂二次电池和全固体锂二次电池的劣化判定方法

说明书

本发明涉及全固体锂二次电池和全固体锂二次电池的劣化判定方法。全固体锂二次电池依次具有正极活性物质层、金属锂吸收层、固体电解质层和负极活性物质层。固体电解质层与负极活性物质层相接。金属锂吸收层含有金属锂反应性物质。金属锂反应性物质与金属锂反应以生成在全固体锂二次电池的充放电条件下稳定的电子导电体。

技术领域

本公开涉及全固体锂二次电池和全固体锂二次电池的劣化判定方法。

背景技术

锂二次电池具有与其他二次电池相比能量密度高、可在高电压下工作这样的特征。因此，作为容易实现小型轻质化的二次电池，已在移动电话等信息设备中使用，近年来，作为电动汽车、混合动力汽车用二次电池等大型动力用二次电池的需求也高涨。

在锂二次电池中，已知根据电池的构成和使用方式等，通过充放电的反复等，有时金属锂的枝晶生长，从负极活性物质层到达正极活性物质层，发生内部短路。

作为用于抑制这样的内部短路的技术，例如能够列举出国际公开第2015/182615、日本特开2009-301959、日本特开2009-211910。

国际公开第2015/182615公开了一种二次电池，其包含：正极活性物质层；由碱金属构成的负极活性物质层；由与碱金属的枝晶反应的四氟乙烯(TFE)聚合物或共聚物构成、以10％以上且80％以下的比例进行了亲水化处理的分隔体；和位于分隔体与负极活性物质层之间的不与碱金属的枝晶反应的层。

另外，日本特开2009-301959公开了一种全固体锂二次电池，其在负极活性物质层与固体电解质层之间和/或正极活性物质层与固体电解质层之间具有采用气相法将固体电解质沉积而成的表面蒸镀膜。

另外，日本特开2009-211910公开了一种全固体锂二次电池，其中，在将固体电解质的粉末成型而成的粉末成型体的固体电解质层中存在与金属锂反应以产生电子绝缘体的液体物质。

再有，在锂二次电池中，出于抑制内部短路以外的目的，例如内部电阻的减小、离子传导率的提高或能量密度的提高等目的，有时在正极活性物质层与负极活性物质层之间配置多个固体电解质层等。作为这样的例子，能够列举出日本特开2014-238925和日本特开2009-259696。

日本特开2014-238925公开了一种锂二次电池，其中，在正极活性物质层与负极活性物质层之间配置了高分子固体电解质层和无机固体电解质层。

另外，日本特开2009-259696公开了在负极活性物质层与固体电解质层之间配置了界面层的锂二次电池以及进一步在正极活性物质层与固体电解质层之间配置了缓冲层的锂二次电池。

发明内容

如上所述，例如如国际公开第2015/182615、日本特开2009-301959、日本特开2009-211910公开的那样，已知通过抑制金属锂的枝晶的生长从而抑制内部短路的锂二次电池。

但是，在这些锂二次电池中，在金属锂的枝晶生长的抑制不充分的情况下，也有可能在反复进行充放电的情形下金属锂的枝晶最终到达正极活性物质层而发生内部短路。

在这样的情况下，也难以在金属锂的枝晶到达正极活性物质层从而发生内部短路之前检测出金属锂的枝晶的生长引起的锂二次电池的劣化。

本公开提供能够抑制内部短路、并且在发生内部短路之前能够检测出全固体锂二次电池的劣化的有无的全固体锂二次电池以及检测全固体锂二次电池的劣化的有无的方法。

本发明的第一方案涉及全固体锂二次电池，其包括：正极活性物质层；金属锂吸收层，其含有与金属锂反应以生成在电池的充放电条件下稳定的电子传导体的金属锂反应性物质；第一固体电解质层；和与上述第一固体电解质层相接的负极活性物质层。上述正极活性物质层、上述金属锂吸收层、上述第一固体电解质层和上述负极活性物质层按上述顺序排列。