[发明专利]复合结构体、锂电池和复合结构体的制造方法

说明书

本发明涉及复合结构体、锂电池和复合结构体的制造方法。复合结构体适于二次电池的分隔体，具备固体电解质的致密层和包含固体电解质且不具有接合界面地与上述致密层一体地形成的多孔层。

技术领域

在本说明书中，公开复合结构体、锂电池和复合结构体的制造方法。

背景技术

以往，作为固体电解质，提出了将包含Li、La和Zr的石榴石型离子传导性氧化物作为固体电解质(例如参照Journal of Power Sources,363:145-152,2017年9月，92的阅读)。在该Journal of Power Sources,363:145-152,2017年9月，92的阅读中，石榴石型固体电解质在充电时锂的生长成为问题，有可能发生短路，但通过用Li₂CO₃和LiOH对粒料的晶界进行改性，呈现更高的临界电流密度。

发明内容

但是，在Journal of Power Sources,363:145-152,2017年9月，92的阅读中，利用晶体晶界的微细结构呈现更高的临界电流密度，但锂经由空隙而生长，不能防止短路，期望进一步的改良。

本公开提供在用于二次电池的固体电解质型分隔体(隔板)中能防止短路的复合结构体、锂电池和复合结构体的制造方法。

本发明人进行了专心研究发现，通过在多孔层中确保金属析出的析出场、一体地形成防止短路的致密层，从而能兼顾离子传导性和短路防止，直至完成本说明书中公开的发明。

本公开的复合结构体是适于二次电池的分隔体的复合结构体，其具备：固体电解质的致密层，和多孔层，该多孔层包含上述固体电解质、不具有接合界面地与上述致密层一体地形成。

本公开的锂电池具备：具有正极活性物质的正极、具有负极活性物质的负极、以及介于上述正极和上述负极之间的上述的复合结构体。

本公开的复合结构体的制造方法是适于二次电池的分隔体的复合结构体的制造方法，包括：

形成填充有含氢固体电解质的粉体的第一层以及填充有将含氢固体电解质的粒子和碱金属氢氧化物混合而成的粉体的第二层，制得层叠体的层叠工序，和

在上述含氢固体电解质和上述碱金属氢氧化物进行化学烧结的温度下将上述层叠体烧成的烧成工序。

在本公开的复合结构体、锂电池和复合结构体的制造方法中，能防止二次电池的内部短路。得到这种效果的理由推测如下。例如，推测为通过在多孔层中确保金属析出的析出场、与防止短路的致密层一体地形成，从而能兼顾离子传导性和短路防止。

附图说明

以下将参照附图描述本发明的示例性实施方式的特征、优点和技术及工业重要性，其中相同的附图标记表示相同的元件，并且其中：

图1是示出锂电池10的结构的一例的说明图。

图2A是复合结构体的制造方法的说明图。

图2B是复合结构体的制造方法的说明图。

图2C是复合结构体的制造方法的说明图。

图2D是复合结构体的制造方法的说明图。

图3是用于Li的溶解析出试验的对称电芯(cell)40的说明图。

图4是对称电芯的溶解析出试验结果。

图5A是金属析出的模型图。

图5B是金属析出的模型图。

图5C是金属析出的模型图。

图5D是金属析出的模型图。

图5E是分隔体的SEM照片。