[发明专利]全固体电池用隔膜及其制造方法以及全固体电池

说明书

本发明涉及全固体电池用隔膜及其制造方法以及全固体电池。本发明提供兼顾了拉伸强度的提高与良好的离子传导率的全固体电池用隔膜及其制造方法和具备该全固体电池用隔膜的全固体电池。一种全固体电池用隔膜，其具备含有固体电解质和氢化橡胶类树脂的第一固体电解质层，所述第一固体电解质层中的所述氢化橡胶类树脂的含量为15体积％以上且30体积％以下，在所述第一固体电解质层的至少一面任选还具备含有固体电解质和氢化橡胶类树脂的第二固体电解质层，所述第二固体电解质层中的所述氢化橡胶类树脂的含量为0.1体积％以上且小于15体积％。

技术领域

本公开内容涉及全固体电池用隔膜及其制造方法以及全固体电池。

背景技术

认为将液体电解质改为固体电解质而得的全固体锂二次电池等全固体电池由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂，因此实现了安全装置的简化，在制造成本、生产率上优异。

这样的全固体电池的电池构成组由于正极、负极和电解质全部为固体，因此与例如使用了有机电解液的锂二次电池相比，具有电阻变大、输出电流变小的倾向。

于是，为了使全固体锂二次电池的输出电流大，作为电解质，期望离子传导性高的电解质。

另一方面，尝试在作为全固体电池用隔膜使用的固体电解质层、电极层中添加作为粘合剂的聚合物。通过添加聚合物，能够对层赋予挠性，能够提高加工性、成形性。

作为在用作全固体电池用隔膜的固体电解质层中添加作为粘合剂的聚合物的尝试，例如，在专利文献1中公开了：在固体电池中具备电解质层配置于正极侧的正极侧电解质层和配置于该正极侧电解质层与负极之间的负极侧电解质层，所述正极侧电解质层包含粘合剂和电解质层，所述粘合剂具有含有四氟乙烯的含氟类共聚物，所述负极侧电解质层包含丁二烯类橡胶类粘合剂和电解质，并记载了通过该构成能够提高性能。

另外，在专利文献2中公开了在能够抑制固体电解质的不均匀存在的活性材料组合物制作工序中使用的粘合剂的量与在电极组合物制作工序中添加的粘合剂的量为大致相同量的固体电池用电极的制造方法，并记载了根据专利文献2的制造方法能够抑制固体电解质的不均匀存在。

另外，在专利文献3中公开了：在含有无机粒子的固体电解质层中，所述无机粒子在固体电解质中形成用于浸渗电解液的孔，以该无机粒子与粘合剂的重量比计，优选地无机粒子：粘合剂＝55：45～90：10，特别地为60：40～85：15。作为所述无机粒子，公开了硅氧化物、碳酸钙、滑块石、钛酸钡等，作为所述粘合剂，公开了聚偏二氟乙烯、丁二烯橡胶、环氧树脂、聚酰胺酰亚胺、聚酰亚胺等。

另外，在专利文献4中公开了一种电极活性材料浆料，其包含簇型复合物(クラスター複合体)和浆料溶液，所述簇型复合物包含电极活性材料、固体电解质、导电材料和第一粘合剂，所述浆料溶液包含溶剂和第二粘合剂。公开了：以所述活性材料和固体电解质的混合物100重量％为基准计，优选包含1重量％～5重量％的量的所述第一粘合剂，以所述活性材料和固体电解质的混合物100重量％为基准计，优选包含1重量％～10重量％的量的所述第二粘合剂。

另外，在专利文献5中公开了：在全固体型锂二次电池中，通过在负极材料和正极材料中的至少正极材料中的粘合剂中使用丁苯橡胶，在导入高分子固体电解质时，抑制了由将高分子固体电解质溶解的溶剂引起的不可逆变形，防止了高分子固体电解质从电极材料的剥离、溶胀。公开了所述粘合剂的比例相对于活性材料、导电材料和粘合剂的总重量优选为0.5％～5％。

另外，在专利文献6中公开了正极混合物层是由离子传导性高分子、粘合剂、电解质盐、正极活性材料粒子和导电助剂彼此分散而形成的，并且记载了上述粘合剂在正极混合物层中所占的比例优选在1重量％以上且小于3重量％的范围内。