CN112335087A - 电池 - Google Patents
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Abstract
本公开的一技术方案涉及的电池，依次具备正极集电体、正极、第1电解质层、第2电解质层、负极和负极集电体。第1电解质层包含第1固体电解质材料，第2电解质层包含与第1固体电解质材料不同的第2固体电解质材料。所述第1固体电解质材料的氧化电位比所述第2固体电解质材料的氧化电位高。第1电解质层以覆盖正极的方式配置并与正极集电体接触，并且/或者，以覆盖第2电解质层的方式配置并与负极集电体接触。
Description
技术领域
本公开涉及电池。
背景技术
专利文献1公开了一种电池，其具备包含硫化物固体电解质的正极侧的第1固体电解质层、和包含络合氢化物固体电解质的负极侧的第2固体电解质层。
在先技术文献
专利文献1：国际公开第2015/030052号
发明内容
发明要解决的课题
专利文献1中公开了通过将固体电解质层设为两层，抑制负极侧固体电解质层向正极接触，抑制正极侧固体电解质层向负极接触，使电池的稳定性提高。另一方面，期望进一步提高电池的稳定性。
用于解决课题的手段
本公开的一技术方案涉及的电池，依次具备正极集电体、正极、第1电解质层、第2电解质层、负极和负极集电体。所述第1电解质层包含第1固体电解质材料，所述第2电解质层包含与所述第1固体电解质材料不同的第2固体电解质材料。所述第1固体电解质材料的氧化电位比所述第2固体电解质材料的氧化电位高。所述第1电解质层以覆盖所述正极的方式配置并与所述正极集电体接触，并且/或者，以覆盖所述第2电解质层的方式配置并与所述负极集电体接触。
发明的效果
根据本公开，能够使电池的稳定性进一步提高。
附图说明
图1是表示实施方式1涉及的电池的大致结构的剖视图。
图2是表示实施方式2涉及的电池的大致结构的剖视图。
图3是表示实施方式3涉及的电池的大致结构的剖视图。
图4是表示实施方式4涉及的电池的大致结构的剖视图。
图5是表示实施方式5涉及的电池的大致结构的剖视图。
图6是表示实施方式6涉及的电池的大致结构的剖视图。
具体实施方式
本公开包括以下各项目记载的电池。
[项目1]
本公开的项目1涉及的电池，依次具备正极集电体、正极、第1电解质层、第2电解质层、负极和负极集电体。所述第1电解质层包含第1固体电解质材料，所述第2电解质层包含与所述第1固体电解质材料不同的第2固体电解质材料。所述第1固体电解质材料的氧化电位比所述第2固体电解质材料的氧化电位高。所述第1电解质层以覆盖所述正极的方式配置并与所述正极集电体接触，并且/或者，以覆盖所述第2电解质层的方式配置并与所述负极集电体接触。
[项目2]
在项目1记载的电池的基础上，可以设为：所述第1电解质层与所述正极接触。
[项目3]
在项目1或2记载的电池的基础上，可以设为：所述第2电解质层与所述负极接触，并且覆盖所述负极。
[项目4]
在项目1～3中任一项记载的电池的基础上，可以设为：所述第2电解质层与所述第1电解质层接触，并且覆盖所述第1电解质层。
[项目5]
在项目1～3中任一项记载的电池的基础上，可以设为：所述第1电解质层与所述第2电解质层接触，并且覆盖所述第2电解质层。
[项目6]
在项目1～5中任一项记载的电池的基础上，可以设为：所述第1固体电解质材料包含Li、M和X，所述M是选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种，所述X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
[项目7]
在项目6记载的电池的基础上，可以设为：所述第1固体电解质材料は由组成式LiαMβXγ表示，α、β和γ都是大于0的值。
[项目8]
在项目6或7记载的电池的基础上，可以设为：所述M包含钇。
[项目9]
在项目1～8中任一项记载的电池的基础上，可以设为：所述第2固体电解质材料是硫化物固体电解质。
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1涉及的电池1000的大致结构的剖视图。电池1000依次具备正极集电体100、正极101、第1电解质层102、第2电解质层103、负极104和负极集电体105。第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第1固体电解质材料的氧化电位可以比第2固体电解质材料的氧化电位高。
在此，第1电解质层102以覆盖正极101的方式配置，并且与正极集电体100接触。另外，第1电解质层102与正极101接触，并且覆盖正极101。在这样的形态下，电化学稳定的第1电解质层102介于第2电解质层103与正极101之间，由此正极101或正极集电体100难以与第2电解质层103接触，第2固体电解质材料的氧化分解被高度抑制。从而，即使在使用耐氧化性低的材料作为第2固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。另外，根据上述技术构成，也容易抑制电池的短路。
第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含与第1固体电解质材料不同的第2固体电解质材料。第1电解质层102可以包含第1固体电解质材料作为主成分，第2电解质层103可以包含与第1固体电解质材料不同的第2固体电解质材料作为主成分。作为主成分的第1固体电解质材料在第1电解质层102整体中所占的质量比例例如可以为50质量％以上，也可以为70质量％以上。作为主成分的第2固体电解质材料在第2电解质层103整体中所占的质量比例例如可以为50质量％以上，也可以为70质量％以上。
第1电解质层102包含第1固体电解质材料。第1固体电解质材料可以是选自由多个固体电解质材料构成的第1组中的至少一种。第1电解质层102可以是单层结构，也可以是多层结构。例如可以设为：第1电解质层102包含多个层，各层具有不同的组成。
第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第2固体电解质材料可以是选自由多个固体电解质材料构成的第2组中的至少一种。第2电解质层103可以是单层结构，也可以是多层结构。例如可以设为：第2电解质层103包含多个层，各层具有不同的组成。第2固体电解质材料是与第1固体电解质材料不同的材料。
第2固体电解质材料是与第1固体电解质材料不同的材料。该情况下，第1组中所含的第1固体电解质材料与第2组中所含的第2固体电解质材料不重复。第1电解质层102可以部分包含与第2电解质层103重复的固体电解质材料。第1电解质层102中所含的、并且第2电解质层103中也包含的固体电解质材料，以体积分率计为第1电解质层102的例如50％以下，可以为30％以下，也可以为10％以下。同样，第2电解质层103可以部分包含与第1电解质层102重复的固体电解质材料。第2电解质层103中所含的、并且第1电解质层102中也包含的固体电解质材料，以体积分率计为第2电解质层103的例如50％以下，可以为30％以下，也可以为10％以下。
对于各电解质层中的固体电解质材料的体积分率的计算方法没有限定。例如，使用截面抛光机(CP)对各电解质层的截面进行加工。然后，采用能量色散X射线光谱法(SEM-EDX)进行元素映射，能够根据各材料的占有面积比求出体积比率。
第1固体电解质材料例如包含Li、M和X。其中，M是选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种，X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。第1固体电解质材料例如由组成式(1)：LiαMβXγ表示，α、β和γ都是大于0的值。M可以包含钇。
＜固体电解质材料＞
以下，在本公开中，“半金属元素”是指B、Si、Ge、As、Sb和Te。另外，“金属元素”是指周期表1族～12族中所含的所有元素(除了氢以外)以及周期表13族～16族中所含的所有元素(除了B、Si、Ge、As、Sb、Te、C、N、P、O、S和Se以外)。即、“半金属元素”或“金属元素”是指与卤素元素形成无机化合物时会成为阳离子的元素群。
第1固体电解质材料可以是包含Li、M1和X1的材料。其中，元素M1是选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种。另外，元素X1是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。根据以上技术构成，能够使电池的稳定性进一步提高。另外，能够使第1固体电解质材料的离子传导率进一步提高。由此，能够使电池的充放电效率提高。
例如，第1固体电解质材料可以是由组成式(1a)：Liα1M1β1X1γ1表示的材料。其中，α1、β1和γ1都是大于0的值。γ1例如可以是4、6等。由此，能够使电池的稳定性进一步提高。另外，能够使第1固体电解质材料的离子传导率提高。X1可以是选自F、Cl和Br中的至少一种。根据以上技术构成，能够使电池的稳定性进一步提高。另外，能够使第1固体电解质材料的离子传导率进一步提高。由此，能够使电池的充放电效率提高。另外，在第1固体电解质材料不含硫的情况下，能够抑制硫化氢气体的产生。
另一方面，第2固体电解质材料可以是硫化物固体电解质材料。在本公开中，“硫化物固体电解质”是指含硫的固体电解质。作为硫化物固体电解质，可以使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li10GeP2S12等。另外，这些之中可以添加LiX、Li2O、MOq、LipMOq等。在此，元素X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。另外，元素M是选自P、Si、Ge、B、Al、Ga、In、Fe和Zn中的至少一种。另外，p和q都是自然数。
第2固体电解质材料可以是包含Li、M2和X2的材料。其中，元素M2是选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种。另外，元素X2是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。根据以上技术构成，能够使电池的稳定性进一步提高。另外，能够使第2固体电解质材料的离子传导率进一步提高。由此，能够使电池的充放电效率提高。另外，在第2固体电解质材料不含硫的情况下，能够抑制硫化氢气体的产生。
例如，第2固体电解质材料可以是由组成式(1b)：Liα2M2β2X2γ2表示的材料。其中，α2、β2和γ2都是大于0的值。γ2例如可以为4、6等。根据以上技术构成，能够使电池的稳定性进一步提高。另外，能够使第2固体电解质材料的离子传导率进一步提高。
组成式(1a)中，元素M1可以包含Y(＝钇)。另外，组成式(1b)中，元素M2可以包含Y(＝钇)。即、第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料中，作为金属元素可以包含Y。
包含Y的第1固体电解质材料和第2固体电解质材料，可以各自独立地例如是由组成式LiaMebYcX6表示的化合物。其中，满足a+mb+3c＝6和c＞0。元素Me是选自除Li和Y以外的金属元素和半金属元素中的至少一种。m表示元素Me的价数。元素X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
元素Me例如可以是选自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Sc、Al、Ga、Bi、Zr、Hf、Ti、Sn、Ta和Nb中的至少一种。
作为第1固体电解质材料和第2固体电解质材料，可以各自独立地例如使用以下材料。根据下述技术构成，能够进一步提高第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料的离子传导率。由此，能够使电池的输出特性进一步提高。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A1)：Li6-3dYdX6表示的材料。其中，元素X是选自Cl、Br和I中的至少一种。另外，满足0＜d＜2。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A2)：Li3YX6表示的材料。其中，元素X是选自Cl、Br和I中的至少一种。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A3)：Li3-3δY1+δCl6表示的材料。其中，满足0＜δ≤0.15。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A4)：Li3-3δY1+δBr6表示的材料。其中，满足0＜δ≤0.25。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A5)：Li3-3δ+aY1+δ- aMeaCl6-x-yBrxIy表示的材料。其中，元素Me是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一种。
在此，组成式(A5)满足-1＜δ＜2、0＜a＜3、0＜(3-3δ+a)、0＜(1+δ-a)、0≤x≤6、0≤y≤6、和(x+y)≤6。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A6)：Li3-3δY1+δ- aMeaCl6-x-yBrxIy表示的材料。其中，元素Me是选自Al、Sc、Ga和Bi中的至少一种。
在此，组成式(A6)满足-1＜δ＜1、0＜a＜2、0＜(1+δ-a)、0≤x≤6、0≤y≤6、和(x+y)≤6。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A7)：Li3-3δ-aY1+δ- aMeaCl6-x-yBrxIy表示的材料。其中，元素Me是选自Zr、Hf和Ti中的至少一种。
在此，组成式(A7)满足-1＜δ＜1、0＜a＜1.5、0＜(3-3δ-a)、0＜(1+δ-a)、0≤x≤6、0≤y≤6、和(x+y)≤6。
第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，可以是由组成式(A8)：Li3-3δ- 2aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy表示的材料。其中，元素Me是选自Ta和Nb中的至少一种。
在此，组成式(A8)满足-1＜δ＜1、0＜a＜1.2、0＜(3-3δ-2a)、0＜(1+δ-a)、0≤x≤6、0≤y≤6、和(x+y)≤6。
作为第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，更具体而言，例如可以使用Li3YX6、Li2MgX4、Li2FeX4、Li(Al,Ga,In)X4、Li3(Al,Ga,In)X6等。其中，元素X是选自Cl、Br和I中的至少一种。再者，在本公开中，将式中的元素以“(Al,Ga,In)”这样的方式表示时，表示选自括号内的元素群中的至少一种元素。即、“(Al,Ga,In)”与“选自Al、Ga和In中的至少一种”的含义相同。在其它元素的情况下也是同样的。
作为第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料，更具体而言，可以使用Li3YF6、Li3YCl6、Li3YBr6、Li3YI6、Li3YBrCl5、Li3YBr3Cl3、Li3YBr5Cl、Li3YBr5I、Li3YBr3I3、Li3YBrI5、Li3YClI5、Li3YCl3I3、Li3YCl5I、Li3YBr2Cl2I2、Li3YBrCl4I、Li2.7Y1.1Cl6、Li2.5Y0.5Zr0.5Cl6、Li2.5Y0.3Zr0.7Cl6等。根据以上技术构成，容易使电池的稳定性提高。另外，容易使第1、2固体电解质材料的离子传导率提高，容易使电池的充放电特性提高。
第1电解质层102例如可以包含上述第1固体电解质材料作为主成分。即、上述第1固体电解质材料在第1电解质层102整体中所占的质量比例例如可以为50质量％以上，也可以为70质量％以上。例如，第1电解质层102中，除了不可避免混入的杂质以外，可以占据第1电解质层102的100质量％。根据以上技术构成，能够使电池的稳定性和充放电特性进一步提高。即、第1电解质层102可以实质仅由上述第1固体电解质材料构成。再者，第1电解质层102也可以包含上述以外的固体电解质材料。
第1电解质层102可以包含第1固体电解质材料作为主成分，并且包含不可避免的杂质或在合成第1固体电解质材料时使用的起始原料、副产物或分解产物。
第2电解质层103例如可以包含上述第2固体电解质材料作为主成分。即、上述第2固体电解质材料在第2电解质层103整体中所占的质量比例例如可以为50质量％以上，也可以为70质量％以上。根据以上技术构成，能够使电池的充放电特性进一步提高。例如，第2电解质层103中，除了不可避免混入的杂质以外，可以占据第2电解质层103的100质量％。即、第2电解质层103可以实质仅由上述第2固体电解质材料构成。再者，第2电解质层103也可以包含上述以外的固体电解质材料。
第2电解质层103可以包含第2固体电解质材料作为主成分，并且包含不可避免的杂质或在合成第2固体电解质材料时使用的起始原料、副产物或分解产物。
正极101和负极104中的至少一者，可以包含电解质材料，例如可以包含固体电解质材料。作为电极和电解质层中所含的固体电解质材料，例如可以使用硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、卤化物固体电解质、高分子固体电解质、络合氢化物固体电解质等。固体电解质材料例如可以是第1固体电解质材料和/或第2固体电解质材料。
在本公开中，“氧化物固体电解质”是指含氧的固体电解质。在此，氧化物固体电解质中，作为氧以外的阴离子，可以还包含除了硫和卤素元素以外的阴离子。在本公开中，“卤化物固体电解质”是指包含卤素元素并且不含硫的固体电解质。在此，卤化物固体电解质可以是包含Li、M3、O(氧)和X3的化合物。元素M3例如包含选自Nb和Ta中的至少一种。另外，元素X3是选自Cl、Br和I中的至少一种。
包含Li、M3、X3和O(氧)的化合物，例如可以是由组成式(A9)：LixM3OyX35+x-2y表示的材料。其中，x可以满足0.1＜x＜7.0。y可以满足0.4＜y＜1.9。
作为硫化物固体电解质，可以使用作为第2固体电解质材料例示的上述硫化物固体电解质。
作为氧化物固体电解质，例如可以使用以LiTi2(PO4)3及其元素置换体为代表的NASICON型固体电解质、(LaLi)TiO3系的钙钛矿型固体电解质、以Li14ZnGe4O16、Li4SiO4、LiGeO4及其元素置换体为代表的LISICON型固体电解质、以Li7La3Zr2O12及其元素置换体为代表的石榴石型固体电解质、Li3PO4及其N置换体、以LiBO2、Li3BO3等Li-B-O化合物为基质并添加了Li2SO4、Li2CO3等而形成的玻璃、以及玻璃陶瓷等。
作为卤化物固体电解质，可以使用作为第1、2固体电解质材料例示的由上述组成式(1a)或(1b)表示的化合物。
作为高分子固体电解质，例如可以使用高分子化合物与锂盐的化合物。高分子化合物可以具有环氧乙烷结构。具有环氧乙烷结构的高分子化合物能够包含较多锂盐。因此，能够进一步提高离子传导率。作为锂盐，可以使用LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF3)3等。锂盐可以单独使用1种，也可以并用2种以上。
作为络合氢化物固体电解质，例如可使用LiBH4-LiI、LiBH4-P2S5等。
对于第1、2固体电解质材料的形状没有限定。固体电解质材料的形状例如可以为针状、球状、椭圆球状等。第1、2固体电解质材料的形状例如可以为粒子状。
第1电解质层102和第2电解质层103的厚度都可以为1μm以上且300μm以下。在各层的厚度为1μm以上的情况下，正极101与负极104难以短路。在各层的厚度为300μm以下的情况下，电池的高输出下的工作变得更容易。
正极101包含正极活性物质和电解质材料。正极活性物质包含具有吸藏和释放金属离子(例如锂离子)的特性的材料。作为正极活性物质，例如可以使用含锂的过渡金属氧化物、过渡金属氟化物、聚阴离子材料、氟化聚阴离子材料、过渡金属硫化物、过渡金属氧硫化物、过渡金属氧氮化物等。作为含锂的过渡金属氧化物的例子，可举出Li(Ni,Co,Al)O2、LiCoO2等。作为正极活性物质，例如在使用含锂的过渡金属氧化物的情况下，能够降低制造成本，能够提高平均放电电压。另外，为了提高电池的能量密度，可以使用镍钴锰酸锂作为正极活性物质。例如，正极活性物质可以是Li(Ni,Co,Mn)O2。
在正极101中所含的固体电解质材料的形状为粒子状(例如球状)的情况下，该固体电解质材料的中值粒径可以为100μm以下。在固体电解质材料的中值粒径为100μm以下的情况下，正极活性物质和固体电解质材料能够在正极101中良好地分散。由此，使电池的充放电特性提高。
正极101中所含的固体电解质材料的中值粒径可以比正极活性物质的中值粒径小。由此，固体电解质材料和正极活性物质能够良好地分散。
正极活性物质的中值粒径可以为0.1μm以上且100μm以下。在正极活性物质的中值粒径为0.1μm以上的情况下，在正极101中，正极活性物质和固体电解质材料能够良好地分散。其结果，电池的充放电特性提高。在正极活性物质的中值粒径为100μm以下的情况下，正极活性物质内的锂扩散速度提高。因此，电池能够以高输出进行工作。
中值粒径是指体积基准的粒度分布中的累计体积成为50％的粒径。体积基准的粒度分布例如可以利用激光衍射式测定装置、图像分析装置等来测定。对于以下其它材料也是同样的。
在将正极101中所含的正极活性物质与固体电解质材料的体积分率设为“v1:100-v1”时，可以满足30≤v1≤95。其中，v1表示将正极101中所含的正极活性物质和固体电解质材料的合计体积设为100时的正极活性物质的体积分率。在满足30≤v1的情况下，容易确保充分的电池的能量密度。在满足v1≤95的情况下，电池的高输出下的工作变得更容易。
正极101的厚度可以为10μm以上且500μm以下。在正极的厚度为10μm以上的情况下，容易确保充分的电池的能量密度。在正极的厚度为500μm以下的情况下，电池的高输出下的工作变得更容易。
负极104中，例如作为负极活性物质，包含具有吸藏和释放金属离子(例如锂离子)的特性的材料。作为负极活性物质，可以使用金属材料、碳材料、氧化物、氮化物、锡化合物、硅化合物等。金属材料可以是单体的金属，也可以是合金。作为金属材料，可举出锂金属、锂合金等。作为碳材料，可举出天然石墨、焦炭、石墨化途中碳、碳纤维、球状碳、人造石墨、非晶质碳等。通过使用硅(Si)、锡(Sn)、硅化合物、锡化合物等，能够使容量密度提高。
负极活性物质的中值粒径可以为0.1μm以上且100μm以下。负极活性物质的中值粒径为0.1μm以上的情况下，在负极104中，负极活性物质和固体电解质材料能够良好地分散。由此，电池的充放电特性提高。负极活性物质的中值粒径为100μm以下的情况下，负极活性物质内的锂扩散速度提高。因此，电池能够以高输出进行工作。
负极活性物质的中值粒径可以比固体电解质材料的中值粒径大。由此，固体电解质材料和负极活性物质能够良好地分散。
在将负极104中所含的负极活性物质与固体电解质材料的体积分率设为“v2:100-v2”时，可以满足30≤v2≤95。其中，v2表示将负极104中所含的负极活性物质和固体电解质材料的合计体积设为100时的负极活性物质的体积分率。在满足30≤v2的情况下，容易确保充分的电池的能量密度。在满足v2≤95的情况下，电池的高输出下的工作变得更容易。
负极104的厚度可以为10μm以上且500μm以下。在负极的厚度为10μm以上的情况下，容易确保充分的电池的能量密度。在负极的厚度为500μm以下的情况下，电池的高输出下的工作变得更容易。
正极活性物质和负极活性物质，为了降低各活性物质与固体电解质材料的界面电阻，可以由被覆材料被覆。作为被覆材料，可以使用电子传导性低的材料。作为被覆材料，可以使用氧化物材料和氧化物固体电解质等。
作为氧化物材料，例如可使用SiO2、Al2O3、TiO2、B2O3、Nb2O5、WO3、ZrO2等。
作为氧化物固体电解质，例如可以使用LiNbO3等的Li-Nb-O化合物、LiBO2、Li3BO3等的Li-B-O化合物、LiAlO2等的Li-Al-O化合物、Li4SiO4等的Li-Si-O化合物、Li2SO4、Li4Ti5O12等的Li-Ti-O化合物、Li2ZrO3等的Li-Zr-O化合物、Li2MoO3等的Li-Mo-O化合物、LiV2O5等的Li-V-O化合物、Li2WO4等的Li-W-O化合物等。氧化物固体电解质的离子导电率高，高电位稳定性高。因此，通过使用氧化物固体电解质，能够进一步提高电池的充放电效率。
选自正极101、第1电解质层102、第2电解质层103和负极104中的至少一者，出于容易进行锂离子的授受，提高电池的输出特性的目的，可以含有非水电解液、凝胶电解质或离子液体。
非水电解液包含非水溶剂和溶解于非水溶剂中的锂盐。作为非水溶剂，可以使用环状碳酸酯溶剂、链状碳酸酯溶剂、环状醚溶剂、链状醚溶剂、环状酯溶剂、链状酯溶剂、氟溶剂等。作为环状碳酸酯溶剂，可举出碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯等。作为链状碳酸酯溶剂，可举出碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯等。作为环状醚溶剂，可举出四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,3-二氧戊环等。作为链状醚溶剂，可举出1,2-二甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷等。作为环状酯溶剂，可举出γ-丁内酯等。作为链状酯溶剂，可举出乙酸甲酯等。作为氟溶剂，可举出氟代碳酸亚乙酯、氟代丙酸甲酯、氟代苯、氟代乙基甲基碳酸酯、氟代碳酸二甲酯等。这些可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
非水电解液可以包含选自氟代碳酸亚乙酯、氟代丙酸甲酯、氟代苯、氟代乙基甲基碳酸酯和氟代碳酸二甲酯中的至少一种氟溶剂。
作为锂盐，可举出LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2F)2、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF3)3等。这些可以单独使用一种，也可以组合两种以上使用。锂盐的浓度例如可以为0.5mol/升以上且2mol/升以下。
作为凝胶电解质，可使用在聚合物材料中包含非水电解液的材料。作为聚合物材料，可举出聚氧乙烯、聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、具有亚乙氧基的聚合物等。
构成离子液体的阳离子，可以是四烷基胺、四烷基鏻等脂肪族链状季阳离子，吡咯烷鎓类、吗啉鎓类、咪唑啉鎓类、四氢嘧啶鎓类、哌嗪鎓类、哌啶鎓类等脂肪族环状铵阳离子，吡啶鎓类、咪唑鎓类等含氮杂环芳香族阳离子等。构成离子液体的阳离子，可以是PF6 -、BF4 -、SbF6 -、AsF6 -、SO3CF3 -、N(SO2F)2 -、N(SO2CF3)2 -、N(SO2C2F5)2 -、N(SO2CF3)(SO2C4F9)-、C(SO2CF3)3 -等。离子液体可以含有锂盐。
选自正极101、第1电解质层102、第2电解质层103和负极104中的至少一者，可以出于提高粒子彼此的密合性的目的而含有粘结剂。粘结剂用于提高构成电极的材料的粘结性。作为粘结剂，可举出聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳纶树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸己酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚、聚醚砜、六氟聚丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素等。作为粘结剂，可以使用选自四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚、偏二氟乙烯、三氟氯乙烯、乙烯、丙烯、五氟丙烯、氟甲基乙烯基醚、丙烯酸和己二烯中的两种以上材料的共聚物。这些可以单独使用一种，也可以组合使用两种以上。
选自正极101和负极104中的至少一者，可以出于提高电子导电性的目的而含有导电助剂。作为导电助剂，例如可以使用天然石墨、人造石墨等石墨类，乙炔黑、科琴黑等炭黑类，碳纤维、金属纤维等导电性纤维类，氟化碳，铝等导电性粉末类，氧化锌、钛酸钾等导电性晶须类，氧化钛等导电性金属氧化物，聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子等。如果使用碳材料作为导电助剂，则能够谋求低成本化。
电池的形状例如可举出硬币型、圆筒型、方型、片型、纽扣型、扁平型、层叠型等。
＜固体电解质材料的制造方法＞
以下，对由组成式(1a)表示的第1固体电解质材料的制造方法进行例示。
首先，根据目标组成准备多种二元系卤化物的原料粉末。二元系卤化物是指由包含卤素元素在内的两种元素构成的化合物。例如，在制作Li3YCl6的情况下，将原料粉末LiCl和原料粉末YCl3以3:1的摩尔比准备。此时，通过选择原料粉末的种类，能够确定组成式(1a)中的“M1”和“X1”的元素种类。另外，通过调整原料粉末的种类、原料粉末的配合比以及合成工艺，能够调整组成式(1a)中的“α1”、“β1”和“γ1”的值。
将原料粉末混合、粉碎后，采用机械化学研磨方法使原料粉末彼此反应。或者，也可以在将原料粉末混合、粉碎后，在真空中或惰性气氛中进行烧结。关于烧成条件，例如在100℃～400℃的范围内进行1小时以上的烧成即可。通过这些方法得到固体电解质材料。
再者，关于固体电解质材料的结晶相的构成(即、晶体结构)，可以通过原料粉末彼此的反应方法和反应条件来调整或确定。
(实施方式2)
以下，对本公开的实施方式2进行说明。适当省略与实施方式1重复的说明。图2是表示实施方式2涉及的电池2000的大致结构的剖视图。电池2000依次具备正极集电体100、正极101、第1电解质层102、第2电解质层103、负极104和负极集电体105。第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第1固体电解质材料的氧化电位可以比第2固体电解质材料的氧化电位高。
在此，第1电解质层102以与第2电解质层103接触并覆盖第2电解质层103的方式配置，并且与负极集电体105接触。
另外，第2电解质层103以与负极104接触并覆盖负极104的方式配置，并且与负极集电体105接触。
在这样的形态下，电化学稳定的第1电解质层102介于第2电解质层103与正极101之间，由此正极101或正极集电体100难以与第2电解质层103接触，第2固体电解质材料的氧化分解被高度抑制。从而，即使在使用耐氧化性低的材料作为第2固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。另外，根据上述技术构成，也容易抑制电池的短路。
再者，作为实施方式2中的各材料(例如、固体电解质材料)，可以从实施方式1举出的材料中适当选择来使用。
(实施方式3)
以下，对本公开的实施方式3进行说明。适当省略与实施方式1重复的说明。图3是表示实施方式3涉及的电池3000的大致结构的剖视图。电池3000依次具备正极集电体100、正极101、第1电解质层102、第2电解质层103、负极104和负极集电体105。第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第1固体电解质材料的氧化电位可以比第2固体电解质材料的氧化电位高。
在此，第1电解质层102以与正极101接触并覆盖正极101的方式配置，并且与正极集电体100接触。
另外，第2电解质层103以与负极104接触并覆盖负极104的方式配置，并且与负极集电体105接触。
在这样的形态下，电化学稳定的第1电解质层102介于第2电解质层103与正极101之间，由此正极101或正极集电体100难以与第2电解质层103接触，第2固体电解质材料的氧化分解被高度抑制。从而，即使在使用耐氧化性低的材料作为第2固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。另外，根据上述技术构成，也容易抑制电池的短路。
另外，根据上述技术构成，负极104与第1电解质层102难以接触，例如也能抑制第1固体电解质材料的还原分解。由此，在使用耐还原性低的材料作为第1固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。
再者，作为实施方式3中的各材料(例如、固体电解质材料)，可以从实施方式1举出的材料中适当选择来使用。
(实施方式4)
以下，对本公开的实施方式4进行说明。适当省略与实施方式1重复的说明。图4是表示实施方式4涉及的电池4000的大致结构的剖视图。电池4000依次具备正极集电体100、正极101、第1电解质层102、第2电解质层103、负极104和负极集电体105。第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第1固体电解质材料的氧化电位可以比第2固体电解质材料的氧化电位高。
在此，第1电解质层102以与正极101接触并覆盖正极101的方式配置，并且与正极集电体100接触。
另外，第1电解质层102以与第2电解质层103接触并覆盖第2电解质层103的方式配置，并且与负极集电体105接触。
另外，第2电解质层103以与负极104接触并覆盖负极104的方式配置，并且与负极集电体105接触。
在这样的形态下，电化学稳定的第1电解质层102介于第2电解质层103与正极101之间，由此正极101或正极集电体100难以与第2电解质层103接触，第2固体电解质材料的氧化分解被高度抑制。从而，即使在使用耐氧化性低的材料作为第2固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。另外，根据上述技术构成，也容易抑制电池的短路。
再者，作为实施方式4中的各材料(例如、固体电解质材料)，可以从实施方式1举出的材料中适当选择来使用。
(实施方式5)
以下，对本公开的实施方式5进行说明。适当省略与实施方式1重复的说明。图5是表示实施方式5涉及的电池5000的大致结构的剖视图。电池5000依次具备正极集电体100、正极101、第1电解质层102、第2电解质层103、负极104和负极集电体105。第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第1固体电解质材料的氧化电位可以比第2固体电解质材料的氧化电位高。
在此，第1电解质层102以与正极101接触并覆盖正极101的方式配置，并且与正极集电体100接触。
另外，第2电解质层103以与第1电解质层102接触并覆盖第1电解质层102的方式配置，并且与正极集电体100接触。
在这样的形态下，电化学稳定的第1电解质层102介于第2电解质层103与正极101之间，由此正极101难以与第2电解质层103接触，第2固体电解质材料的氧化分解被高度抑制。从而，即使在使用耐氧化性低的材料作为第2固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。另外，根据上述技术构成，也容易抑制电池的短路。
另外，根据上述技术构成，负极104与第1电解质层102难以接触，例如能抑制第1固体电解质材料的还原分解。由此，在使用耐还原性低的材料作为第1固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。
再者，作为实施方式5中的各材料(例如、固体电解质材料)，可以从实施方式1举出的材料中适当选择来使用。
(实施方式6)
以下，对本公开的实施方式6进行说明。适当省略与实施方式1重复的说明。图6是表示实施方式6涉及的电池6000的大致结构的剖视图。电池6000依次具备正极集电体100、正极101、第1电解质层102、第2电解质层103、负极104和负极集电体105。第1电解质层102包含第1固体电解质材料，第2电解质层103包含第2固体电解质材料。第1固体电解质材料的氧化电位可以比第2固体电解质材料的氧化电位高。
在此，第1电解质层102以与正极101接触并覆盖正极101的方式配置，并且与正极集电体100接触。
另外，第2电解质层103以与负极104接触并覆盖负极104的方式配置，并且与负极集电体105接触。
另外，第2电解质层103以与第1电解质层102接触并覆盖第1电解质层102的方式配置，并且与正极集电体100接触。
在这样的形态下，电化学稳定的第1电解质层102介于第2电解质层103与正极101之间，由此正极101难以与第2电解质层103接触，第2固体电解质材料的氧化分解被高度抑制。从而，即使在使用耐氧化性低的材料作为第2固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。另外，根据上述技术构成，也容易抑制电池的短路。
另外，根据上述技术构成，负极104与第1电解质层102难以接触，例如能抑制第1固体电解质材料的还原分解。由此，在使用耐还原性低的材料作为第1固体电解质材料的情况下，也能够稳定地使用电池。
再者，作为实施方式6中的各材料(例如、固体电解质材料)，可以从实施方式1举出的材料中适当选择来使用。
产业利用可能性
本公开涉及的电池，例如可用作全固体电池等。
附图标记说明
1000 电池
2000 电池
3000 电池
4000 电池
5000 电池
6000 电池
100 正极集电体
101 正极
102 第1电解质层
103 第2电解质层
104 负极
105 负极集电体
Claims (9)
1.一种电池，依次具备正极集电体、正极、第1电解质层、第2电解质层、负极和负极集电体，
所述第1电解质层包含第1固体电解质材料，
所述第2电解质层包含与所述第1固体电解质材料不同的第2固体电解质材料，
所述第1固体电解质材料的氧化电位比所述第2固体电解质材料的氧化电位高，
所述第1电解质层以覆盖所述正极的方式配置并与所述正极集电体接触，并且/或者，以覆盖所述第2电解质层的方式配置并与所述负极集电体接触。
2.根据权利要求1所述的电池，
所述第1电解质层与所述正极接触。
3.根据权利要求1或2所述的电池，
所述第2电解质层与所述负极接触，并且覆盖所述负极。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的电池，
所述第1电解质层与所述第2电解质层接触，并且覆盖所述第2电解质层。
5.根据权利要求1～3中任一项所述的电池，
所述第2电解质层与所述第1电解质层接触，并且覆盖所述第1电解质层。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的电池，
所述第1固体电解质材料包含Li、M和X，
所述M是选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种，
所述X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
7.根据权利要求6所述的电池，
所述第1固体电解质材料由组成式LiαMβXγ表示，
其中，α、β和γ都是大于0的值。
8.根据权利要求6或7所述的电池，
所述M包含钇。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的电池，
所述第2固体电解质材料是硫化物固体电解质。
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