[发明专利]锂离子二次电池及其制造方法

说明书

本发明涉及锂离子二次电池及其制造方法。锂离子二次电池(1、102)具有单电池(11)，该单电池(11)具备第1电极(2)、层叠在第1电极上的隔离件(3)和层叠在隔离件上的第2电极(4、402)。第1电极具备具有细孔(211)的多孔体(21)和保持于细孔的活性物质(22)，该多孔体(21)含有锆酸镧锂和掺杂了除Li原子、La原子、Zr原子以外的原子的锆酸镧锂中的1种或者2种以上的LLZ系固体电解质。隔离件具有80％以上的相对密度，含有LLZ系固体电解质与B原子、P原子和Si原子中的1种或者2种以上，所述LLZ系固体电解质是锆酸镧锂和掺杂了除Li原子、La原子、Zr原子以外的原子的锆酸镧锂中的1种或者2种以上。

技术领域

本公开涉及锂离子二次电池及其制造方法。

背景技术

近年来，作为汽车、电子设备的电池，提出了在正极与负极之间夹着固体电解质的所谓的全固体电池。例如专利文献1中记载了一种电池，其包含：包含致密的电解质材料且具有第一面和与该第一面相反的一侧的第二面的致密的中心层，配置在该致密的中心层的该第一面上的第一电极，和配置在该致密的中心层的该第二面上的第二电极。另外，专利文献1中记载了中心层的电解质材料、第一电极中含有的第一多孔电解质材料与第二电极中含有的第二多孔电解质材料可以相同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：P2019－500737A

发明内容

像专利文献1的电池那样，将中心层与多孔电解质材料层叠时，例如，通过将含有电解质粒子和粘合剂的中心层的生坯片(Green sheet)与含有电解质粒子、粘合剂和造孔材料的多孔电解质材料的生坯片的层叠体进行烧结，能够一体地形成中心层和多孔电解质材料。

但是，像专利文献1那样，由相同的电解质构成中心层和多孔电解质材料时，在烧结中，中心层和多孔电解质材料中的电解质粒子同样地结晶生长。因此，如果升高烧结时的加热温度，则存在多孔电解质材料的细孔容积随着电解质粒子的结晶生长而变小，容易导致电池的容量降低的问题。另一方面，如果降低烧结时的加热温度，则存在中心层、多孔电解质材料内的电解质粒子彼此的接合变得不充分，容易导致电池的内部电阻增加的问题。

本公开的目的是要提供能够兼得高容量和低内部电阻的锂离子二次电池及其制造方法。

本公开的一个形态在于一种锂离子二次电池，其具有单电池，该单电池具备第1电极、层叠于第1电极上的隔离件和层叠于隔离件上的第2电极，第1电极具备具有细孔的多孔体和保持于细孔的活性物质，该多孔体包含锆酸镧锂和掺杂了除Li(锂)原子、La(镧)原子、Zr(锆)原子以外的原子的锆酸镧锂中的1种或者2种以上的LLZ系固体电解质，隔离件具有80％以上的相对密度，含有LLZ系固体电解质与B(硼)原子、P(磷)原子和Si(硅)原子中的1种或者2种以上，所述LLZ系固体电解质是锆酸镧锂和掺杂了除Li原子、La原子、Zr原子以外的原子的锆酸镧锂中的1种或者2种以上。

本公开的另一个形态在于锂离子二次电池的制造方法，是上述形态的锂离子二次电池的制造方法，具有如下工序：层叠工序，将第1层与第2层重叠而制作层叠体，所述第1层包含LLZ系固体电解质和造孔材料，所述第2层包含LLZ系固体电解质和含有B原子、P原子和Si原子中的1种或者2种以上的烧结助剂；共烧结工序，通过将层叠体在700℃以上且小于1050℃的温度进行烧结从而一体地形成多孔体和隔离件。

锂离子二次电池中的多孔体包含锆酸镧锂(也就是LLZ)和掺杂了除Li原子、La原子、Zr原子以外的原子的LLZ中的1种或者2种以上的LLZ系固体电解质，隔离件包含LLZ系固体电解质和B原子、P原子和Si原子中的1种或者2种以上。B原子、P原子和Si原子是在锂离子二次电池的制造过程中使用的烧结助剂所含有的原子。