JP2011187370A - All solid battery - Google Patents

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Yasushi Tsuchida
靖 土田
Shigeki Hama
重規 濱
Takatada Otomo
崇督 大友
Kazunori Takada
和典 高田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an all solid battery in which an increase of resistance in the interface of an active material and a solid electrolyte material is effectively controlled. <P>SOLUTION: The all solid battery is provided with an electrode active material layer having an active material, a first solid electrolyte material which contacts the active material, has an anion component different from the anion component of the active material, and is a single-phase electronic-ion mixed conductor, and a second solid electrolyte material which contacts the first solid electrolyte material, has an anion component same as the first solid electrolyte material, and is an ion conductor having no electron conductivity. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制した全固体電池に関する。   The present invention relates to an all solid state battery in which an increase in resistance at an interface between an active material and a solid electrolyte material is effectively suppressed.

近年におけるパソコン、ビデオカメラおよび携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として優れた電池(例えばリチウム電池)の開発が重要視されている。また、情報関連機器や通信関連機器以外の分野では、例えば自動車産業界において、電気自動車やハイブリッド自動車に用いられるリチウム電池等の開発が進められている。   With the rapid spread of information-related equipment and communication equipment such as personal computers, video cameras, and mobile phones in recent years, the development of batteries (eg, lithium batteries) that are excellent as power sources has been regarded as important. In fields other than information-related equipment and communication-related equipment, for example, in the automobile industry, development of lithium batteries and the like used for electric cars and hybrid cars is being promoted.

ここで、従来市販されているリチウム電池には、可燃性の有機溶媒を用いた有機電解液が使用されているため、短絡時の温度上昇を抑える安全装置の取り付けや短絡防止のための構造・材料面での改善が必要となる。これに対して、液体電解質を固体電解質に変更した全固体電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。   Here, since a commercially available lithium battery uses an organic electrolyte solution that uses a flammable organic solvent, it has a structure to prevent the installation of a safety device and to prevent a short circuit. Improvements in materials are necessary. In contrast, an all-solid-state battery in which the liquid electrolyte is changed to a solid electrolyte does not use a flammable organic solvent in the battery, so the safety device can be simplified, and the manufacturing cost and productivity are considered excellent. Yes.

このような全固体電池の分野において、従来から、活物質および固体電解質材料の界面に着目し、全固体電池の性能向上を図る試みがある。例えば、特許文献1においては、電極層中の固体電解質材料として、電子−リチウムイオン混合伝導体を用いた全固体リチウム二次電池が開示されている。この技術は、電極層に、イオン伝導性だけではなく、電子伝導性を有する混合伝導体を添加することにより、活物質および固体電解質材料の界面部での電極反応を進行させやすくし、低抵抗化を図ったものである。   In the field of all solid state batteries, there have been attempts to improve the performance of all solid state batteries by focusing attention on the interface between the active material and the solid electrolyte material. For example, Patent Document 1 discloses an all-solid lithium secondary battery using an electron-lithium ion mixed conductor as a solid electrolyte material in an electrode layer. This technology makes it easy to advance the electrode reaction at the interface between the active material and the solid electrolyte material by adding a mixed conductor having not only ionic conductivity but also electron conductivity to the electrode layer. It is a plan to make it.

また、特許文献2においては、硫化物を主体とするリチウムイオン伝導性固体電解質を用いた全固体リチウム電池であって、正極活物質の表面を、リチウムイオン伝導性酸化物で被覆した全固体リチウム電池が開示されている。この技術は、硫化物固体電解質と正極活物質との接触界面にて生じる高抵抗層の形成を抑制するものである。   Moreover, in patent document 2, it is the all-solid-state lithium battery using the lithium ion conductive solid electrolyte which mainly has sulfide, Comprising: The all-solid-state lithium which coat | covered the surface of the positive electrode active material with the lithium ion conductive oxide A battery is disclosed. This technique suppresses the formation of a high resistance layer that occurs at the contact interface between the sulfide solid electrolyte and the positive electrode active material.

特開2001−006674号公報JP 2001-006674 A WO2007/004590WO2007 / 004590

上記のように、活物質および固体電解質材料の界面に着目する試みはなされているものの、高抵抗層の発生による界面抵抗の増加を抑制することは不十分であった。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制した全固体電池を提供することを主目的とする。   Although attempts have been made to focus on the interface between the active material and the solid electrolyte material as described above, it has been insufficient to suppress the increase in interface resistance due to the generation of the high resistance layer. The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide an all-solid battery that effectively suppresses an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material.

上記課題を解決するために、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、電位差および化学ポテンシャル差の双方を考慮することにより、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制できることを見出し、本発明を完成させるに至った。   In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have conducted extensive research and as a result, by considering both the potential difference and the chemical potential difference, it is possible to effectively suppress an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material. As a result, the present invention has been completed.

すなわち、本発明においては、活物質と、上記活物質に接触し、上記活物質のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第一固体電解質材料と、上記第一固体電解質材料に接触し、上記第一固体電解質材料と同じアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である第二固体電解質材料と、を有する電極活物質層を備えることを特徴とする全固体電池を提供する。   That is, in the present invention, an active material, a first solid electrolyte material that is in contact with the active material, has an anion component different from the anion component of the active material, and is a single-phase electron-ion mixed conductor; An electrode active material layer having a second solid electrolyte material that is in contact with the first solid electrolyte material, has the same anion component as the first solid electrolyte material, and is an ionic conductor having no electronic conductivity An all-solid battery is provided.

本発明によれば、活物質のアニオン成分と、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部とを異なるものとし、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部を同じものとし、かつ、第一固体電解質材料に電子−イオン混合伝導体を用いることにより、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制することができる。   According to the present invention, the anion component of the active material is different from the anion parts of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material, and the anion parts of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material are the same. In addition, by using an electron-ion mixed conductor for the first solid electrolyte material, it is possible to effectively suppress an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material.

また、本発明においては、正極活物質層と、負極活物質層と、上記正極活物質層および上記負極活物質層の間に形成された固体電解質層とを有する全固体電池であって、上記正極活物質層および上記負極活物質層の少なくとも一方が、活物質と、上記活物質に接触し、上記活物質のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第一固体電解質材料とを含有し、上記固体電解質層は、上記第一固体電解質材料に接触し、上記第一固体電解質材料と同じアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である第二固体電解質材料を含有することを特徴とする全固体電池を提供する。   Further, in the present invention, an all-solid battery having a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, At least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer has an anion component that is in contact with the active material and is different from the anion component of the active material, and is a single-phase electron-ion mixed conductor The solid electrolyte layer is in contact with the first solid electrolyte material, has the same anion component as the first solid electrolyte material, and has no ion conductivity. An all-solid battery comprising a second solid electrolyte material as a body is provided.

本発明によれば、活物質のアニオン成分と、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部とを異なるものとし、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部を同じものとし、かつ、第一固体電解質材料に電子−イオン混合伝導体を用いることにより、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制することができる。   According to the present invention, the anion component of the active material is different from the anion parts of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material, and the anion parts of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material are the same. In addition, by using an electron-ion mixed conductor for the first solid electrolyte material, it is possible to effectively suppress an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material.

上記発明において、上記第一固体電解質材料は、上記活物質を被覆していることが好ましい。活物質と第二固体電解質材料との接触を効果的に防止できるからである。   In the above invention, the first solid electrolyte material preferably covers the active material. This is because the contact between the active material and the second solid electrolyte material can be effectively prevented.

上記発明において、上記第一固体電解質材料は、上記固体電解質層との接触面で、層状構造を形成していることが好ましい。活物質と第二固体電解質材料との接触を効果的に防止できるからである。   In the above invention, the first solid electrolyte material preferably forms a layered structure at the contact surface with the solid electrolyte layer. This is because the contact between the active material and the second solid electrolyte material can be effectively prevented.

上記発明においては、上記活物質のアニオン成分、上記第一固体電解質材料のアニオン成分、および上記第二固体電解質材料のアニオン成分が、全て、カルコゲンであることが好ましい。材料選択の幅が広いからである。   In the above invention, it is preferable that the anion component of the active material, the anion component of the first solid electrolyte material, and the anion component of the second solid electrolyte material are all chalcogens. This is because the range of material selection is wide.

上記発明において、上記活物質は、上記アニオン成分が酸素である酸化物活物質であり、上記第一固体電解質材料および上記第二固体電解質材料は、上記アニオン成分が硫黄である硫化物固体電解質材料であることが好ましい。高容量・高出力の全固体電池を得ることができるからである。   In the above invention, the active material is an oxide active material in which the anion component is oxygen, and the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material are sulfide solid electrolyte materials in which the anion component is sulfur. It is preferable that This is because a high-capacity and high-power all-solid battery can be obtained.

上記発明において、上記第一固体電解質材料は、結晶質であることが好ましい。非晶質の固体電解質材料と比べて、組成のブレが小さく、イオン伝導および電子伝導を同一のパスで行うことが容易だからである。   In the above invention, the first solid electrolyte material is preferably crystalline. This is because the composition fluctuation is smaller than that of an amorphous solid electrolyte material, and it is easy to perform ionic conduction and electronic conduction through the same path.

上記発明において、上記第一固体電解質材料は、LiZrSであることが好ましい。 In the above invention, the first solid electrolyte material is preferably Li 2 ZrS 3 .

上記発明においては、上記活物質の表面が、上記活物質のアニオン成分と同じアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第三固体電解質材料で被覆され、上記活物質および上記第一固体電解質材料が、上記第三固体電解質材料を介して接触していることが好ましい。活物質と固体電解質材料とが反応し高抵抗層が生成することを抑制できるからである。   In the above invention, the surface of the active material is coated with a third solid electrolyte material that has the same anion component as the anion component of the active material and is a single phase electron-ion mixed conductor, and the active material and It is preferable that the first solid electrolyte material is in contact with the third solid electrolyte material. It is because it can suppress that an active material and a solid electrolyte material react, and a high resistance layer is produced | generated.

本発明の全固体電池は、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制することができるという効果を奏する。   The all solid state battery of the present invention has an effect of effectively suppressing an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material.

本発明の全固体電池の発電要素の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the electric power generation element of the all-solid-state battery of this invention. 活物質および固体電解質材料の界面状態を説明する模式図である。It is a schematic diagram explaining the interface state of an active material and a solid electrolyte material. 活物質、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料の関係を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the relationship between an active material, a 1st solid electrolyte material, and a 2nd solid electrolyte material. 本発明の全固体電池の発電要素の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the electric power generation element of the all-solid-state battery of this invention. 本発明の全固体電池の発電要素の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the electric power generation element of the all-solid-state battery of this invention. 合成例で得られたLiZrSに対するXRD測定の結果である。It is the result of XRD measurement on the Li 2 ZrS 3 obtained in Synthesis Example. Liイオン伝導度の測定方法を説明する概略断面図である。It is a schematic sectional drawing explaining the measuring method of Li ion conductivity. 参考例で得られた硫化物固体電解質材料に対するXRD測定の結果である。It is a result of the XRD measurement with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained by the reference example. 参考例で得られた評価用電池のLiイオン伝導度および電子イオン伝導度の結果である。It is a result of Li ion conductivity and electronic ion conductivity of the battery for evaluation obtained in the reference example.

以下、本発明の全固体電池について詳細に説明する。   Hereinafter, the all solid state battery of the present invention will be described in detail.

本発明の全固体電池は、2つの実施態様に大別することができる。以下、本発明の全固体電池について、電極活物質層が、活物質、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料を含有する態様(第一実施態様)と、電極活物質層が活物質および第一固体電解質材料を含有し、固体電解質層が第二固体電解質層を含有する態様(第二実施態様)とに分けて説明する。   The all solid state battery of the present invention can be roughly divided into two embodiments. Hereinafter, in the all solid state battery of the present invention, the electrode active material layer includes an active material, a first solid electrolyte material and a second solid electrolyte material (first embodiment), and the electrode active material layer includes an active material and The description will be divided into an embodiment (second embodiment) containing the first solid electrolyte material and the solid electrolyte layer containing the second solid electrolyte layer.

1.第一実施態様
本発明の全固体電池の第一実施態様は、活物質と、上記活物質に接触し、上記活物質のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第一固体電解質材料と、上記第一固体電解質材料に接触し、上記第一固体電解質材料と同じアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である第二固体電解質材料と、を有する電極活物質層を備えることを特徴とするものである。
1. 1st embodiment 1st embodiment of the all-solid-state battery of this invention has an anion component different from the anion component of the active material and the said active material, and the said active material, and a single phase electron-ion mixing A first solid electrolyte material that is a conductor, and a second solid electrolyte that is in contact with the first solid electrolyte material, has the same anion component as the first solid electrolyte material, and has no electronic conductivity And an electrode active material layer having a material.

図1は、第一実施態様の全固体電池の発電要素の一例を示す説明図である。図1に示される全固体電池の発電要素10は、正極活物質層1と、負極活物質層2と、正極活物質層1および負極活物質層2の間に形成された固体電解質層3とを有する。さらに、正極活物質層1は、活物質4と、活物質4に接触する第一固体電解質材料5と、第一固体電解質材料5に接触する第二固体電解質材料6とを含有する。また、第一固体電解質材料5は、活物質4のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有する。例えば、活物質4が酸化物活物質(アニオン成分はO)であり、第一固体電解質材料5が硫化物固体電解質材料(アニオン成分はS)である場合が該当する。さらに、第一固体電解質材料5は、電子伝導性およびイオン伝導性を備えた単相の電子−イオン混合伝導体である。一方、第二固体電解質材料6は、第一固体電解質材料5と同じアニオン成分を有する。例えば、第一固体電解質材料5および第二固体電解質材料6が、ともに硫化物固体電解質材料(アニオン成分はS)である場合が該当する。   FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a power generation element of the all solid state battery according to the first embodiment. 1 includes a positive electrode active material layer 1, a negative electrode active material layer 2, a solid electrolyte layer 3 formed between the positive electrode active material layer 1 and the negative electrode active material layer 2, and Have Furthermore, the positive electrode active material layer 1 contains an active material 4, a first solid electrolyte material 5 in contact with the active material 4, and a second solid electrolyte material 6 in contact with the first solid electrolyte material 5. The first solid electrolyte material 5 has an anion component different from the anion component of the active material 4. For example, the active material 4 is an oxide active material (an anion component is O), and the first solid electrolyte material 5 is a sulfide solid electrolyte material (an anion component is S). Furthermore, the first solid electrolyte material 5 is a single-phase electron-ion mixed conductor having electron conductivity and ion conductivity. On the other hand, the second solid electrolyte material 6 has the same anion component as the first solid electrolyte material 5. For example, the case where both the first solid electrolyte material 5 and the second solid electrolyte material 6 are sulfide solid electrolyte materials (the anion component is S) is applicable.

次に、本実施態様の効果について、図2を用いて説明する。図2は、活物質および固体電解質材料の界面状態を説明する模式図である。また、図2においては、4V級の酸化物活物質を考えるものとする。なお、図2では、活物質の電位が固体電解質材料の電位よりも高い場合を示しているが、電位の高低が逆であっても同様である。   Next, the effect of this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic diagram illustrating an interface state between the active material and the solid electrolyte material. In FIG. 2, a 4V class oxide active material is considered. Note that FIG. 2 shows the case where the potential of the active material is higher than the potential of the solid electrolyte material, but the same is true even if the potential is reversed.

図2(a)は、従来想定される、活物質および固体電解質材料の界面状態を説明するものであり、酸化物活物質と、硫化物固体電解質材料との組み合わせである。この硫化物固体電解質材料は、従来、固体電解質層に用いられる絶縁性材料と同様の材料を用いるため、通常、電子伝導性を有しないイオン伝導体である。そのため、酸化物活物質と硫化物固体電解質材料との界面では、電位差(電気化学ストレス)が生じ、この電位差により両者の反応が促進され、高抵抗層が発生する大きな要因となっている。   FIG. 2A illustrates a conventionally assumed interface state between an active material and a solid electrolyte material, and is a combination of an oxide active material and a sulfide solid electrolyte material. This sulfide solid electrolyte material is an ionic conductor that does not have electronic conductivity, because it is conventionally made of the same material as the insulating material used for the solid electrolyte layer. Therefore, a potential difference (electrochemical stress) occurs at the interface between the oxide active material and the sulfide solid electrolyte material, and the reaction between the two is promoted by this potential difference, which is a major factor in generating a high resistance layer.

図2(b)は、上述した特許文献2において想定される、活物質および固体電解質材料の界面状態を説明するものであり、酸化物活物質と、酸化物固体電解質材料と、硫化物固体電解質材料との組み合わせである。また、酸化物固体電解質材料および硫化物固体電解質材料は、電子伝導性を有しないイオン伝導体である。この場合、図2(a)と同様に、酸化物活物質と酸化物固体電解質材料との界面では、電位差が生じる。しかしながら、両者は、ともに酸化物で共通していることから、化学ポテンシャル差が緩和され、電位差があっても両者の反応は生じにくいという利点を有する。また、酸化物固体電解質材料と硫化物固体電解質材料との界面では、電位差が少ないため、両者の反応は生じにくいという利点もある。ただし、図2(b)では、酸化物活物質の表面が、電子伝導性を有しない酸化物固体電解質材料で覆われているため、活物質同士の電子伝導パスが切断されやすいという欠点がある。   FIG. 2B illustrates an interface state between the active material and the solid electrolyte material assumed in Patent Document 2 described above. The oxide active material, the oxide solid electrolyte material, and the sulfide solid electrolyte are illustrated in FIG. Combination with material. Further, the oxide solid electrolyte material and the sulfide solid electrolyte material are ion conductors having no electronic conductivity. In this case, as in FIG. 2A, a potential difference occurs at the interface between the oxide active material and the oxide solid electrolyte material. However, since both are common to oxides, the chemical potential difference is relaxed, and there is an advantage that the reaction between the two hardly occurs even if there is a potential difference. Moreover, since there is little potential difference at the interface between the oxide solid electrolyte material and the sulfide solid electrolyte material, there is also an advantage that the reaction between the two hardly occurs. However, in FIG. 2B, since the surface of the oxide active material is covered with an oxide solid electrolyte material having no electron conductivity, there is a drawback that the electron conduction path between the active materials is easily cut. .

図2(c)は、本発明者等が比較用として想定した、活物質および固体電解質材料の界面状態を説明するものであり、酸化物活物質と、酸化物固体電解質材料と、硫化物固体電解質材料との組み合わせである。図2(b)との違いは、酸化物固体電解質材料として、電子伝導性およびイオン伝導性を有する電子−イオン混合伝導体を用いた点である。この場合、酸化物固体電解質材料が電子伝導性を有するため、酸化物活物質と、酸化物固体電解質材料との界面で電位差は生じない。また、酸化物活物質の表面が、電子伝導性を有する酸化物固体電解質材料で覆われているため、活物質同士の電子伝導パスが保持されやすく、図2(b)の欠点を補うことができる。しかしながら、酸化物固体電解質材料と硫化物固体電解質材料との界面では、電位差が生じ、この電位差により両者の反応が促進され、劣化が生じやすいという欠点がある。   FIG. 2 (c) illustrates the interface state between the active material and the solid electrolyte material assumed by the present inventors for comparison. The oxide active material, the oxide solid electrolyte material, and the sulfide solid It is a combination with an electrolyte material. The difference from FIG. 2B is that an electron-ion mixed conductor having electron conductivity and ion conductivity is used as the oxide solid electrolyte material. In this case, since the oxide solid electrolyte material has electronic conductivity, no potential difference occurs at the interface between the oxide active material and the oxide solid electrolyte material. In addition, since the surface of the oxide active material is covered with an oxide solid electrolyte material having electron conductivity, the electron conduction path between the active materials is easily maintained, and the defect of FIG. it can. However, there is a drawback in that a potential difference is generated at the interface between the oxide solid electrolyte material and the sulfide solid electrolyte material, and the reaction between both is promoted by the potential difference, and deterioration is likely to occur.

図2(a)〜(c)に対して、図2(d)は、本実施態様において想定される、活物質および固体電解質材料の界面状態を説明するものであり、酸化物活物質と、硫化物固体電解質材料と、硫化物固体電解質材料との組み合わせである。図2(d)の中央に位置する硫化物固体電解質材料は、電子伝導性およびイオン伝導性を有する電子−イオン混合伝導体であり、本実施態様における第一固体電解質材料に該当する。また、図2(d)の右に位置する硫化物固体電解質材料は、電子伝導性を有しないイオン伝導体であり、本実施態様における第二固体電解質材料に該当する。この場合、硫化物固体電解質材料が電子伝導性を有するため、酸化物活物質と、硫化物固体電解質材料との界面で電位差は生じない。さらに、酸化物活物質の表面が、電子伝導性を有する硫化物固体電解質材料で覆われているため、活物質同士の電子伝導パスが保持されやすい。一方、2つの酸化物固体電解質材料の界面では、電位差が生じる。しかしながら、両者は、ともに硫化物で共通していることから、化学ポテンシャル差が緩和され、電位差があっても両者の反応は生じにくい。従って、本実施態様における組み合わせは、図2(a)〜(c)の場合の欠点を全て解消できるという利点を有する。   In contrast to FIGS. 2 (a) to 2 (c), FIG. 2 (d) explains the interface state between the active material and the solid electrolyte material assumed in this embodiment, and an oxide active material, This is a combination of a sulfide solid electrolyte material and a sulfide solid electrolyte material. The sulfide solid electrolyte material located in the center of FIG. 2D is an electron-ion mixed conductor having electron conductivity and ion conductivity, and corresponds to the first solid electrolyte material in this embodiment. Moreover, the sulfide solid electrolyte material located on the right side of FIG. 2D is an ionic conductor having no electronic conductivity, and corresponds to the second solid electrolyte material in the present embodiment. In this case, since the sulfide solid electrolyte material has electronic conductivity, a potential difference does not occur at the interface between the oxide active material and the sulfide solid electrolyte material. Furthermore, since the surface of the oxide active material is covered with the sulfide solid electrolyte material having electron conductivity, the electron conduction path between the active materials is easily maintained. On the other hand, a potential difference occurs at the interface between the two oxide solid electrolyte materials. However, since both are common to sulfides, the chemical potential difference is relaxed, and even if there is a potential difference, the reaction between the two hardly occurs. Therefore, the combination in this embodiment has an advantage that all the defects in the cases of FIGS. 2A to 2C can be eliminated.

このように、本実施態様によれば、活物質のアニオン成分と、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部とを異なるものとし、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部を同じものとし、かつ、第一固体電解質材料に電子−イオン混合伝導体を用いることにより、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制することができる。さらに、例えば、第一固体電解質材料のLiイオン伝導度が第二固体電解質材料のLiイオン伝導度よりも低い場合であっても、Liイオン伝導度の高い第二固体電解質材料がLiイオン伝導を担うことで、容易に高出力化を図ることができる。   Thus, according to this embodiment, the anion component of the active material is different from the anion portion of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material, and the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material By using the same anion part and using an electron-ion mixed conductor for the first solid electrolyte material, an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material can be effectively suppressed. In addition, for example, even if the Li ion conductivity of the first solid electrolyte material is lower than the Li ion conductivity of the second solid electrolyte material, the second solid electrolyte material having a high Li ion conductivity exhibits Li ion conductivity. By carrying it, it is possible to easily achieve high output.

また、本実施態様における第一固体電解質材料は、イオン伝導パスおよび電子伝導パスが、同じである必要があると考えられる。これは、両者が別である場合、イオン伝導パスでの電気化学ストレスを緩和することができないため、界面に高抵抗層が形成され、出力が低下することが考えられるからである。そのため、本実施態様においては、イオン伝導パスおよび電子伝導パスが同じである必要があると考えられる。さらに、第一固体電解質材料が単相であれば、イオン伝導パスおよび電子伝導パスは同じになる。ここでいう「単相」とは、イオン伝導または電子伝導に寄与する相が2以上ないことをいう。そのため、第一固体電解質材料が、不純物相(例えば、後述する合成例のZrO相)を含む場合であっても、その不純物相がイオン伝導および電子伝導に寄与しないものであれば、第一固体電解質材料を単相と判断することができる。 Further, it is considered that the first solid electrolyte material in the present embodiment needs to have the same ion conduction path and electron conduction path. This is because, if the two are different, it is possible that the electrochemical stress in the ion conduction path cannot be relieved, so that a high resistance layer is formed at the interface and the output is reduced. Therefore, in this embodiment, it is considered that the ion conduction path and the electron conduction path need to be the same. Furthermore, if the first solid electrolyte material is a single phase, the ion conduction path and the electron conduction path are the same. Here, “single phase” means that there are no two or more phases contributing to ionic conduction or electronic conduction. Therefore, even if the first solid electrolyte material includes an impurity phase (for example, a ZrO 2 phase of a synthesis example described later), if the impurity phase does not contribute to ionic conduction and electronic conduction, the first The solid electrolyte material can be determined as a single phase.

第一固体電解質材料が単相か否かは、以下のように判断することができる。すなわち、第一固体電解質材料が単相の結晶質である場合、X線回折により結晶構造を特定し、その結晶構造の中で、イオン伝導または電子伝導に寄与する相が2以上なければ、単相の結晶質であると判断することができる。一方、第一固体電解質材料が単相の非晶質である場合、XAFS、TEM、ラマン分光、NMR等で構造解析を行うことにより、単相の非晶質であることを確認することができる。   Whether or not the first solid electrolyte material is a single phase can be determined as follows. That is, when the first solid electrolyte material is a single-phase crystalline material, the crystal structure is specified by X-ray diffraction, and if there are no more than two phases contributing to ionic conduction or electronic conduction in the crystalline structure, It can be determined that the phase is crystalline. On the other hand, when the first solid electrolyte material is a single-phase amorphous material, it can be confirmed that the first solid electrolyte material is a single-phase amorphous material by performing structural analysis using XAFS, TEM, Raman spectroscopy, NMR, or the like. .

また、上述した特許文献1では、硫化物系の電子−リチウムイオン混合伝導体が開示されているが、これは、後述する参考例の結果から判断するに、イオン伝導パスおよび電子伝導パスが異なるものであると考えられる。そのため、特許文献1における電子−リチウムイオン混合伝導体は単相の化合物ではなく、本実施態様における電子−イオン混合伝導体(第一固体電解質材料)とは異なるものである。
以下、本実施態様の全固体電池について、構成ごとに説明する。
Further, in Patent Document 1 described above, a sulfide-based electron-lithium ion mixed conductor is disclosed, but this is different in ion conduction path and electron conduction path as judged from the result of a reference example described later. It is thought to be a thing. Therefore, the electron-lithium ion mixed conductor in Patent Document 1 is not a single-phase compound, and is different from the electron-ion mixed conductor (first solid electrolyte material) in this embodiment.
Hereinafter, the all solid state battery of this embodiment will be described for each configuration.

(1)電極活物質層
本実施態様における電極活物質層は、後述する、活物質、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料を含有するものである。また、本実施態様における電極活物質層は、正極活物質を含有する正極活物質であっても良く、負極活物質を含有する負極活物質層であっても良く、正極活物質層および負極活物質層の両方であっても良い。中でも、本実施態様においては、電極活物質層が正極活物質層であることが好ましい。正極活物質として有用な酸化物活物質等の種類が多く、本実施態様の効果を発揮しやすいからである。
(1) Electrode active material layer The electrode active material layer in this embodiment contains the active material, 1st solid electrolyte material, and 2nd solid electrolyte material which are mentioned later. Further, the electrode active material layer in this embodiment may be a positive electrode active material containing a positive electrode active material or a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material, and may be a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer. Both of the material layers may be used. Especially, in this embodiment, it is preferable that an electrode active material layer is a positive electrode active material layer. This is because there are many types of oxide active materials and the like useful as the positive electrode active material, and the effects of this embodiment are easily exhibited.

(i)活物質
本実施態様における活物質は、正極活物質であっても良く、負極活物質であっても良い。また、本実施態様における活物質は、カチオン成分およびアニオン成分を有するものである。ここで、活物質のカチオン成分とは、活物質を構成する元素の中で、正の価数を取り得るものをいう。一方、活物質のアニオン成分とは、活物質を構成する元素の中で、負の価数を取り得るものをいう。例えば、LiCoOでは、LiおよびCoがカチオン成分になり、Oがアニオン成分になる。本実施態様における活物質のアニオン成分は、カルコゲンを主体とすることが好ましい。カルコゲンとしては、酸素、硫黄、セレン等を挙げることができ、中でも酸素および硫黄が好ましく、特に酸素が好ましい。すなわち、本実施態様における活物質のアニオン成分は、酸素を主体とすることが好ましい。
(I) Active material The active material in this embodiment may be a positive electrode active material or a negative electrode active material. Moreover, the active material in this embodiment has a cation component and an anion component. Here, the cation component of the active material means an element that can take a positive valence among the elements constituting the active material. On the other hand, the anion component of the active material refers to an element that can take a negative valence among the elements constituting the active material. For example, in LiCoO 2 , Li and Co are cation components and O is an anion component. The anionic component of the active material in this embodiment is preferably mainly composed of chalcogen. Examples of the chalcogen include oxygen, sulfur, selenium, etc. Among them, oxygen and sulfur are preferable, and oxygen is particularly preferable. That is, it is preferable that the anion component of the active material in this embodiment is mainly oxygen.

酸素を主体とするアニオン成分を有する活物質としては、例えば、酸化物活物質を挙げることができる。酸化物活物質の種類は、全固体電池の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、全固体電池が全固体リチウム電池である場合、用いられる酸化物活物質として、一般式Li(Mは遷移金属元素であり、x=0.02〜2.2、y=1〜2、z=1.4〜4)で表されるものを例示することができる。上記一般式において、Mは、Co、Mn、Ni、V、FeおよびSiからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましく、Co、NiおよびMnからなる群から選択される少なくとも一種であることがより好ましい。このような酸化物活物質としては、具体的には、LiCoO、LiMnO、LiNiO、LiVO、LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiMn、Li(Ni0.5Mn1.5)O、LiFeSiO、LiMnSiO等を挙げることができる。上記酸化物活物質は、スピネル型活物質であっても良く、岩塩型活物質であっても良い。 Examples of the active material having an anion component mainly composed of oxygen include an oxide active material. The kind of oxide active material can be suitably selected according to the kind of all-solid-state battery. For example, when the all solid state battery is an all solid state lithium battery, as the oxide active material used, the general formula Li x M y O z (M is a transition metal element, x = 0.02 to 2.2, y = 1-2, z = 1.4-4) can be exemplified. In the above general formula, M is preferably at least one selected from the group consisting of Co, Mn, Ni, V, Fe and Si, and is at least one selected from the group consisting of Co, Ni and Mn. It is more preferable. Specific examples of such an oxide active material include LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiVO 2 , LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiMn 2 O 4 , Li (Ni it can be mentioned 0.5 Mn 1.5) O 4, Li 2 FeSiO 4, Li 2 MnSiO 4 , and the like. The oxide active material may be a spinel type active material or a rock salt type active material.

酸素を主体とするアニオン成分を有する活物質の他の例としては、リン酸系活物質を挙げることができる。リン酸系活物質の種類は、全固体電池の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、全固体電池が全固体リチウム電池である場合、用いられるリン酸系活物質として、LiFePO、LiMnPO等のオリビン型活物質を例示することができる。 As another example of an active material having an anionic component mainly composed of oxygen, a phosphoric acid-based active material can be given. The type of the phosphoric acid active material can be appropriately selected according to the type of the all solid state battery. For example, when the all solid state battery is an all solid state lithium battery, olivine type active materials such as LiFePO 4 and LiMnPO 4 can be exemplified as the phosphoric acid active material used.

本実施態様における活物質は、硫黄を主体とするアニオン成分を有する活物質であっても良い。このような活物質としては、例えば硫化物活物質等を挙げることができる。硫化物活物質としては、例えば、S、TiS、CuMo等を挙げることができる。 The active material in this embodiment may be an active material having an anionic component mainly composed of sulfur. Examples of such an active material include a sulfide active material. Examples of the sulfide active material include S, TiS 2 , Cu 2 Mo 6 S 8 and the like.

活物質の形状としては、例えば粒子形状を挙げることができ、中でも真球状または楕円球状であることが好ましい。また、活物質が粒子形状である場合、その平均粒径は、例えば0.1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。電極活物質層における活物質の含有量は、例えば1重量%〜90重量%の範囲内であることが好ましく、10重量%〜80重量%の範囲内であることがより好ましい。   Examples of the shape of the active material include a particle shape, and among them, a spherical shape or an elliptical shape is preferable. Moreover, when an active material is a particle shape, it is preferable that the average particle diameter exists in the range of 0.1 micrometer-50 micrometers, for example. The content of the active material in the electrode active material layer is, for example, preferably in the range of 1% by weight to 90% by weight, and more preferably in the range of 10% by weight to 80% by weight.

(ii)第一固体電解質材料
本実施態様における第一固体電解質材料は、カチオン成分およびアニオン成分を有する単相の電子−イオン混合伝導体である。第一固体電解質材料のアニオン部は、活物質のアニオン部とは異なるものである。ここで、固体電解質材料のカチオン成分とは、固体電解質材料を構成する元素の中で、正の価数を取り得るものをいう。一方、固体電解質材料のアニオン成分は、固体電解質材料を構成する元素の中で、負の価数を取り得るものをいう。例えば、LiZrSでは、LiおよびZrがカチオン成分になり、Sがアニオン成分になる。本実施態様における第一固体電解質材料のアニオン成分は、カルコゲンを主体とすることが好ましい。カルコゲンとしては、酸素、硫黄、セレン等を挙げることができ、中でも酸素および硫黄が好ましく、特に硫黄が好ましい。すなわち、本実施態様における第一固体電解質材料のアニオン成分は、硫黄を主体とすることが好ましい。
(Ii) First Solid Electrolyte Material The first solid electrolyte material in the present embodiment is a single phase electron-ion mixed conductor having a cation component and an anion component. The anion portion of the first solid electrolyte material is different from the anion portion of the active material. Here, the cation component of the solid electrolyte material refers to an element that can take a positive valence among the elements constituting the solid electrolyte material. On the other hand, the anion component of the solid electrolyte material refers to an element that can take a negative valence among the elements constituting the solid electrolyte material. For example, in Li 2 ZrS 3 , Li and Zr are cation components, and S is an anion component. The anion component of the first solid electrolyte material in this embodiment is preferably mainly composed of chalcogen. Examples of the chalcogen include oxygen, sulfur, selenium, etc. Among them, oxygen and sulfur are preferable, and sulfur is particularly preferable. That is, it is preferable that the anion component of the first solid electrolyte material in this embodiment is mainly composed of sulfur.

硫黄を主体とするアニオン成分を有する第一固体電解質材料としては、例えば、硫化物固体電解質材料を挙げることができる。硫化物固体電解質材料の種類は、全固体電池の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、全固体電池が全固体リチウム電池である場合、硫化物固体電解質材料(電子−Liイオン混合伝導体)は、Li元素と、第四周期または第五周期の金属元素と、S元素とを有することが好ましい。第四周期または第五周期の金属元素としては、電子−イオン混合伝導体を得ることができる元素であれば特に限定されるものではないが、例えばZr、Mo、Sn、Sb、W、Bi等を挙げることができ、中でもZr、Mo、Sb、Biが好ましい。このような硫化物固体電解質材料としては、具体的には、LiZrS、LiMo、LiSbS、LiBiS等を挙げることができる。 Examples of the first solid electrolyte material having an anion component mainly composed of sulfur include a sulfide solid electrolyte material. The type of the sulfide solid electrolyte material can be appropriately selected according to the type of the all-solid battery. For example, when the all-solid battery is an all-solid lithium battery, the sulfide solid electrolyte material (electron-Li ion mixed conductor) includes a Li element, a fourth-period or fifth-period metal element, and an S element. It is preferable to have. The metal element of the fourth period or the fifth period is not particularly limited as long as it is an element capable of obtaining an electron-ion mixed conductor, but for example, Zr, Mo, Sn, Sb, W, Bi, etc. Among them, Zr, Mo, Sb, and Bi are preferable. Specific examples of such a sulfide solid electrolyte material include Li 2 ZrS 3 , Li 2 Mo 6 S 8 , LiSbS 2 , and LiBiS 2 .

また、本実施態様における第一固体電解質材料は、酸素を主体とするアニオン成分を有するものであっても良い。このような第一固体電解質材料としては、例えば酸化物固体電解質材料等を挙げることができる。例えば、上述した硫化物活物質を用いた系では、第一固体電解質材料として酸化物固体電解質材料を用いることが有効である。酸化物固体電解質材料(電子−イオン混合伝導体)としては、例えば、xLiPO・(100−x)LiVO(10≦x≦70)等を挙げることができる。 In addition, the first solid electrolyte material in the present embodiment may have an anion component mainly composed of oxygen. Examples of the first solid electrolyte material include an oxide solid electrolyte material. For example, in the system using the sulfide active material described above, it is effective to use an oxide solid electrolyte material as the first solid electrolyte material. Oxide solid electrolyte material - The (electron ion mixed conductor), for example, a xLi 3 PO 4 · (100- x) Li 3 VO 4 (10 ≦ x ≦ 70) or the like.

第一固体電解質材料は、結晶質であっても良く、非晶質であっても良い。結晶質および非晶質の違いは、X線回折(XRD)により判断することができる。第一固体電解質材料が結晶質である場合、非晶質の固体電解質材料と比べて、組成のブレが小さく、イオン伝導および電子伝導を同一のパスで行うことが容易だからである。さらに、非晶質の固体電解質材料と比べて、イオン伝導性および電子伝導性が高い傾向にあるという利点を有する。逆に、第一固体電解質材料が非晶質である場合、結晶質の固体電解質材料と比べて軟らかいため、活物質の膨張・収縮を図ることができ、サイクル特性の向上を図ることができるという利点を有する。   The first solid electrolyte material may be crystalline or amorphous. The difference between crystalline and amorphous can be judged by X-ray diffraction (XRD). This is because, when the first solid electrolyte material is crystalline, the composition fluctuation is small compared to the amorphous solid electrolyte material, and ionic conduction and electronic conduction can be easily performed in the same path. Furthermore, it has an advantage that ion conductivity and electronic conductivity tend to be higher than those of an amorphous solid electrolyte material. Conversely, when the first solid electrolyte material is amorphous, it is softer than the crystalline solid electrolyte material, so that the active material can be expanded and contracted, and the cycle characteristics can be improved. Have advantages.

また、第一固体電解質材料のイオン伝導性は高いことが好ましい。室温における第一固体電解質材料のイオン伝導性は、例えば1×10−10S/cm以上であることが好ましく、5×10−10S/cm以上であることがより好ましい同様に、第一固体電解質材料の電子伝導性も高いことが好ましい。室温における第一固体電解質材料のイオン伝導性は、例えば1×10−5S/cm以上であることが好ましく、1×10−3S/cm以上であることがより好ましい。 The first solid electrolyte material preferably has high ionic conductivity. The ionic conductivity of the first solid electrolyte material at room temperature is, for example, preferably 1 × 10 −10 S / cm or more, more preferably 5 × 10 −10 S / cm or more. It is preferable that the electron conductivity of the electrolyte material is also high. The ionic conductivity of the first solid electrolyte material at room temperature is, for example, preferably 1 × 10 −5 S / cm or more, and more preferably 1 × 10 −3 S / cm or more.

第一固体電解質材料の形状としては、例えば粒子形状を挙げることができ、中でも真球状または楕円球状であることが好ましい。また、第一固体電解質材料が粒子形状である場合、その平均粒径は、例えば0.1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。電極活物質層における第一固体電解質材料の含有量は、例えば0.1重量%〜50重量%の範囲内であることが好ましく、0.5重量%〜10重量%の範囲内であることがより好ましい。   Examples of the shape of the first solid electrolyte material include a particle shape, and among them, a true spherical shape or an elliptical spherical shape is preferable. Moreover, when the first solid electrolyte material has a particle shape, the average particle diameter is preferably in the range of 0.1 μm to 50 μm, for example. The content of the first solid electrolyte material in the electrode active material layer is preferably, for example, in the range of 0.1 wt% to 50 wt%, and in the range of 0.5 wt% to 10 wt%. More preferred.

(iii)第二固体電解質材料
本実施態様における第二固体電解質材料は、カチオン成分およびアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である。第二固体電解質材料のアニオン成分は、第一固体電解質材料のアニオン部と同じものである。第二固体電解質材料におけるカチオン部およびアニオン部の定義は、上述した内容と同様である。例えば、Li11では、LiおよびPがカチオン成分になり、Sがアニオン成分になる。また、第二固体電解質材料は、通常、電子伝導性を有しないが、「電子伝導性を有しない」とは、固体電解質層に使用可能な程度に絶縁性を有することをいう。室温における第二固体電解質材料の電子伝導度は、例えば1×10−12S/cm以下であり、測定限界以下であることが好ましい。
(Iii) Second Solid Electrolyte Material The second solid electrolyte material in the present embodiment is an ionic conductor having a cation component and an anion component and not having electronic conductivity. The anion component of the second solid electrolyte material is the same as the anion portion of the first solid electrolyte material. The definitions of the cation part and the anion part in the second solid electrolyte material are the same as described above. For example, in Li 7 P 3 S 11 , Li and P are cation components, and S is an anion component. In addition, the second solid electrolyte material usually does not have electronic conductivity, but “does not have electronic conductivity” means that the second solid electrolyte material has an insulating property that can be used for the solid electrolyte layer. The electronic conductivity of the second solid electrolyte material at room temperature is, for example, 1 × 10 −12 S / cm or less, and preferably less than the measurement limit.

本実施態様における第二固体電解質材料のアニオン成分は、カルコゲンを主体とすることが好ましい。カルコゲンとしては、酸素、硫黄、セレン等を挙げることができ、中でも酸素および硫黄が好ましく、特に硫黄が好ましい。すなわち、本実施態様における第二固体電解質材料のアニオン成分は、硫黄を主体とすることが好ましい。   The anion component of the second solid electrolyte material in this embodiment is preferably mainly composed of chalcogen. Examples of the chalcogen include oxygen, sulfur, selenium, etc. Among them, oxygen and sulfur are preferable, and sulfur is particularly preferable. That is, it is preferable that the anion component of the second solid electrolyte material in this embodiment is mainly composed of sulfur.

硫黄を主体とするアニオン成分を有する第二固体電解質材料としては、例えば、硫化物固体電解質材料を挙げることができる。硫化物固体電解質材料の種類は、全固体電池の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、全固体電池が全固体リチウム電池である場合、硫化物固体電解質材料(Liイオン伝導体)は、Li元素と、第13族〜第15族の元素(好ましくは第14族、第15族の元素)と、S元素とを有することが好ましい。第13族〜第15族の元素としては、例えばP、Si、Ge、As、Sb、Al等を挙げることができ、中でもP、Si、Geが好ましく、特にPが好ましい。   Examples of the second solid electrolyte material having an anion component mainly composed of sulfur include a sulfide solid electrolyte material. The type of the sulfide solid electrolyte material can be appropriately selected according to the type of the all-solid battery. For example, when the all-solid battery is an all-solid lithium battery, the sulfide solid electrolyte material (Li ion conductor) includes Li element and Group 13 to Group 15 elements (preferably Group 14 and Group 15). Element) and S element. Examples of the Group 13 to Group 15 element include P, Si, Ge, As, Sb, and Al. Among them, P, Si, and Ge are preferable, and P is particularly preferable.

硫化物固体電解質材料は、LiSと、第13族〜第15族の元素の硫化物とを含有する原料組成物を用いてなるものであることが好ましい。第13族〜第15族の元素の硫化物としては、例えば、P、P、SiS、GeS、As、Sb、Al等を挙げることができる。 The sulfide solid electrolyte material is preferably formed using a raw material composition containing Li 2 S and a sulfide of an element belonging to Group 13 to Group 15. Examples of Group 13 to Group 15 element sulfides include P 2 S 3 , P 2 S 5 , SiS 2 , GeS 2 , As 2 S 3 , Sb 2 S 3 , and Al 2 S 3. be able to.

また、上記原料組成物に非晶質化処理を行うことにより、非晶質の硫化物固体電解質材料を得ることができる。非晶質化処理としては、例えばメカニカルミリング法および溶融急冷法を挙げることができ、中でもメカニカルミリング法が好ましい。常温での処理が可能になり、製造工程の簡略化を図ることができるからである。メカニカルミリングは、原料組成物を、機械的エネルギーを付与しながら混合する方法であれば特に限定されるものではないが、例えばボールミル、ターボミル、メカノフュージョン、ディスクミル等を挙げることができ、中でもボールミルが好ましく、特に遊星型ボールミルが好ましい。所望の硫化物固体電解質材料を効率良く得ることができるからである。   Moreover, an amorphous sulfide solid electrolyte material can be obtained by subjecting the raw material composition to an amorphization treatment. Examples of the amorphization treatment include a mechanical milling method and a melt quenching method, and among them, the mechanical milling method is preferable. This is because processing at room temperature is possible, and the manufacturing process can be simplified. Mechanical milling is not particularly limited as long as the raw material composition is mixed while applying mechanical energy. And a planetary ball mill is particularly preferable. This is because a desired sulfide solid electrolyte material can be obtained efficiently.

また、メカニカルミリングの各種条件は、所望の硫化物固体電解質材料を得ることができるように設定する。例えば、遊星型ボールミルにより硫化物固体電解質材料を作製する場合、ポット内に、原料組成物および粉砕用ボールを加え、所定の回転数および時間で処理を行う。一般的に、回転数が大きいほど、硫化物固体電解質材料の生成速度は速くなり、処理時間が長いほど、原料組成物から硫化物固体電解質材料への転化率は高くなる。遊星型ボールミルを行う際の回転数としては、例えば200rpm〜500rpmの範囲内、中でも250rpm〜400rpmの範囲内であることが好ましい。また、遊星型ボールミルを行う際の処理時間は、例えば1時間〜100時間の範囲内、中でも1時間〜50時間の範囲内であることが好ましい。   Various conditions of mechanical milling are set so that a desired sulfide solid electrolyte material can be obtained. For example, when a sulfide solid electrolyte material is produced by a planetary ball mill, the raw material composition and grinding balls are added to the pot, and the treatment is performed at a predetermined rotational speed and time. In general, the higher the number of rotations, the faster the production rate of the sulfide solid electrolyte material, and the longer the treatment time, the higher the conversion rate from the raw material composition to the sulfide solid electrolyte material. The number of rotations when performing the planetary ball mill is, for example, preferably in the range of 200 rpm to 500 rpm, and more preferably in the range of 250 rpm to 400 rpm. Further, the treatment time when performing the planetary ball mill is preferably in the range of 1 hour to 100 hours, and more preferably in the range of 1 hour to 50 hours.

また、非晶質の硫化物固体電解質材料に熱処理を行うことにより、結晶質の硫化物固体電解質材料を得ることができる。なお、上述したLi11は、例えば、LiSおよびPをLiS:P=70:30のモル比で含有する原料組成物を非晶質化し、さらに、熱処理を加えることで合成することができる。熱処理の温度は、例えば270℃以上が好ましく、280℃以上であることがより好ましく、285℃以上であることがさらに好ましい。一方、熱処理の温度は、例えば310℃以下が好ましく、300℃以下であることがより好ましく、295℃以下であることがさらに好ましい。また、熱処理の時間は、例えば、1分間〜2時間の範囲内であり、30分間〜1時間の範囲内であることがより好ましい。 Moreover, a crystalline sulfide solid electrolyte material can be obtained by heat-treating the amorphous sulfide solid electrolyte material. The Li 7 P 3 S 11 described above, for example, amorphizes a raw material composition containing Li 2 S and P 2 S 5 at a molar ratio of Li 2 S: P 2 S 5 = 70: 30, Furthermore, it can synthesize | combine by adding heat processing. The temperature of the heat treatment is, for example, preferably 270 ° C. or higher, more preferably 280 ° C. or higher, and further preferably 285 ° C. or higher. On the other hand, the temperature of the heat treatment is preferably, for example, 310 ° C. or less, more preferably 300 ° C. or less, and further preferably 295 ° C. or less. The heat treatment time is, for example, in the range of 1 minute to 2 hours, and more preferably in the range of 30 minutes to 1 hour.

また、本実施態様における第二固体電解質材料は、酸素を主体とするアニオン成分を有するものであっても良い。このような第二固体電解質材料としては、例えば酸化物固体電解質材料等を挙げることができる。例えば、上述した硫化物活物質を用いた系では、第二固体電解質材料として酸化物固体電解質材料を用いることが有効である。酸化物固体電解質材料(イオン伝導体)としては、例えば、La0.5Li0.5TiO、Li1.3Al0.3Ti1.7(PO、LiLaZr12等を挙げることができる。 In addition, the second solid electrolyte material in the present embodiment may have an anion component mainly composed of oxygen. Examples of such a second solid electrolyte material include an oxide solid electrolyte material. For example, in the system using the sulfide active material described above, it is effective to use an oxide solid electrolyte material as the second solid electrolyte material. Examples of the oxide solid electrolyte material (ion conductor) include La 0.5 Li 0.5 TiO 3 , Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 , and Li 7 La 3 Zr 2. O 12 etc. can be mentioned.

第二固体電解質材料は、結晶質であっても良く、非晶質であっても良い。結晶質および非晶質の違いは、X線回折(XRD)により判断することができる。第二固体電解質材料が結晶質である場合、非晶質の固体電解質材料と比べて、イオン伝導性が高い傾向にあるという利点を有する。逆に、第二固体電解質材料が非晶質である場合、結晶質の固体電解質材料と比べて軟らかいため、活物質の膨張・収縮を図ることができ、サイクル特性の向上を図ることができるという利点を有する。   The second solid electrolyte material may be crystalline or amorphous. The difference between crystalline and amorphous can be judged by X-ray diffraction (XRD). When the second solid electrolyte material is crystalline, there is an advantage that the ion conductivity tends to be higher than that of the amorphous solid electrolyte material. Conversely, when the second solid electrolyte material is amorphous, it is softer than the crystalline solid electrolyte material, so that the active material can be expanded and contracted, and the cycle characteristics can be improved. Have advantages.

また、第二固体電解質材料のイオン伝導性は高いことが好ましい。室温における第二固体電解質材料のイオン伝導性は、例えば10−5S/cm以上であることが好ましく、10−4S/cm以上であることがより好ましい。 Moreover, it is preferable that the ion conductivity of the second solid electrolyte material is high. The ionic conductivity of the second solid electrolyte material at room temperature is, for example, preferably 10 −5 S / cm or more, and more preferably 10 −4 S / cm or more.

第二固体電解質材料の形状としては、例えば粒子形状を挙げることができ、中でも真球状または楕円球状であることが好ましい。また、第二固体電解質材料が粒子形状である場合、その平均粒径は、例えば0.1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。電極活物質層における第二固体電解質材料の含有量は、例えば5重量%〜50重量%の範囲内であることが好ましく、10重量%〜40重量%の範囲内であることがより好ましい。さらに、電極活物質層において、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料の合計に対する第一固体電解質材料の割合は、例えば1重量%〜40重量%の範囲内であることが好ましく、5重量%〜20重量%の範囲内であることがより好ましい。   Examples of the shape of the second solid electrolyte material include a particle shape, and among them, a true spherical shape or an elliptical spherical shape is preferable. Moreover, when the second solid electrolyte material has a particle shape, the average particle diameter is preferably in the range of 0.1 μm to 50 μm, for example. The content of the second solid electrolyte material in the electrode active material layer is, for example, preferably in the range of 5 wt% to 50 wt%, and more preferably in the range of 10 wt% to 40 wt%. Furthermore, in the electrode active material layer, the ratio of the first solid electrolyte material to the total of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material is preferably in the range of, for example, 1% by weight to 40% by weight. More preferably, it is in the range of% to 20% by weight.

(iv)電極活物質層
本実施態様における電極活物質層は、活物質、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料を含有する。通常、第一固体電解質材料は活物質に接触し、第二固体電解質材料は第一固体電解質材料に接触する。本実施態様においては、図3(a)、(b)に示すように、第一固体電解質材料5が、活物質4または第二固体電解質層6を被覆していることが好ましい。活物質と第二固体電解質材料との接触を効果的に防止できるからである。なお、活物質と第二固体電解質材料とが接触すると、上述した図2(a)で示す界面状態が生まれ、高抵抗層が発生すると考えられる。そのため、活物質と第二固体電解質材料とは、接触しないことが好ましい。特に本実施態様においては、図3(a)に示すように、第一固体電解質材料5が、活物質4を被覆していることが好ましい。活物質は、通常、第二固体電解質材料よりも硬く、被覆状態を形成しやすいからである。
(Iv) Electrode active material layer The electrode active material layer in this embodiment contains an active material, a first solid electrolyte material, and a second solid electrolyte material. Usually, the first solid electrolyte material is in contact with the active material, and the second solid electrolyte material is in contact with the first solid electrolyte material. In this embodiment, as shown in FIGS. 3A and 3B, the first solid electrolyte material 5 preferably covers the active material 4 or the second solid electrolyte layer 6. This is because the contact between the active material and the second solid electrolyte material can be effectively prevented. In addition, when an active material and a 2nd solid electrolyte material contact, the interface state shown to Fig.2 (a) mentioned above will arise, and it will be thought that a high resistance layer generate | occur | produces. Therefore, it is preferable that the active material and the second solid electrolyte material do not contact each other. In particular, in this embodiment, it is preferable that the first solid electrolyte material 5 covers the active material 4 as shown in FIG. This is because the active material is usually harder than the second solid electrolyte material and easily forms a coating state.

第一固体電解質材料を被覆材として用いる場合、その被覆率は、例えば50%以上であることが好ましく、70%〜99%の範囲内であることがより好ましい。また、第一固体電解質材料により形成される被覆部の平均厚さは、例えば1nm〜1μmの範囲内であることが好ましく、5nm〜0.1μmの範囲内であることがより好ましい。   When the first solid electrolyte material is used as a coating material, the coverage is preferably, for example, 50% or more, and more preferably in the range of 70% to 99%. Moreover, the average thickness of the covering portion formed of the first solid electrolyte material is preferably in the range of 1 nm to 1 μm, for example, and more preferably in the range of 5 nm to 0.1 μm.

なお、本実施態様においては、図3(c)に示すように、単なる混合により、活物質4、第一固体電解質材料5および第二固体電解質層6が接触していても良い。この場合、活物質4と第二固体電解質材料6とが接触し、上述した図2(a)で示す界面状態が生まれる部分もあるが、少なくとも図3(c)に示す順番で材料が配置された部分では、抵抗増加を抑制できる。また、単なる混合は、製造工程が簡略になるという利点も有する。   In this embodiment, as shown in FIG. 3C, the active material 4, the first solid electrolyte material 5, and the second solid electrolyte layer 6 may be in contact with each other by simple mixing. In this case, there is a portion where the active material 4 and the second solid electrolyte material 6 are in contact with each other and the interface state shown in FIG. 2A is created, but at least the materials are arranged in the order shown in FIG. The increase in resistance can be suppressed in the part. Moreover, simple mixing also has the advantage that the manufacturing process is simplified.

また、本実施態様においては、活物質の表面が、活物質のアニオン成分と同じアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第三固体電解質材料で被覆され、活物質および第一固体電解質材料が、上記第三固体電解質材料を介して接触していることが好ましい。活物質と第一固体電解質材料とが反応し、高抵抗層が生成することを抑制できるからである。例えば、活物質が酸化物活物質であり、第一固体電解質材料が硫化物固体電解質材料である場合は、酸化物活物質の表面を、酸化物固体電解質材料(電子−イオン混合伝導体)で被覆することで、酸化物活物質と硫化物固体電解質材料との反応を抑制することができる。なお、第三固体電解質材料の被覆率によって、活物質および第一固体電解質材料が第三固体電解質材料を介して接触している場合、および、被覆した第三固体電解質材料から露出する活物質に第一固体電解質材料が接触している場合が考えられる。また、第三固体電解質材料の具体例については、上記「(ii)第一固体電解質材料」に記載した内容と同様である。   In this embodiment, the surface of the active material has the same anion component as the anion component of the active material, and is coated with a third solid electrolyte material that is a single-phase electron-ion mixed conductor, and the active material and The first solid electrolyte material is preferably in contact with the third solid electrolyte material. It is because it can suppress that an active material and a 1st solid electrolyte material react, and a high resistance layer produces | generates. For example, when the active material is an oxide active material and the first solid electrolyte material is a sulfide solid electrolyte material, the surface of the oxide active material is covered with an oxide solid electrolyte material (electron-ion mixed conductor). By covering, the reaction between the oxide active material and the sulfide solid electrolyte material can be suppressed. Depending on the coverage of the third solid electrolyte material, the active material and the first solid electrolyte material are in contact with each other via the third solid electrolyte material, and the active material exposed from the coated third solid electrolyte material It is conceivable that the first solid electrolyte material is in contact. Further, specific examples of the third solid electrolyte material are the same as the contents described in the above “(ii) First solid electrolyte material”.

また、本実施態様における電極活物質層は、導電化材および結着材の少なくとも一方をさらに含有していても良い。導電化材としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、活性炭、黒鉛、カーボンファイバー等を挙げることができる。また、結着材としては、例えばフッ素含有樹脂等を挙げることができる。電極活物質層の厚さは、例えば0.1μm〜1000μmの範囲内である。   Moreover, the electrode active material layer in this embodiment may further contain at least one of a conductive material and a binder. Examples of the conductive material include acetylene black, ketjen black, activated carbon, graphite, and carbon fiber. Moreover, as a binder, a fluorine-containing resin etc. can be mentioned, for example. The thickness of the electrode active material layer is, for example, in the range of 0.1 μm to 1000 μm.

また、本実施態様においては、上述したように、電極活物質層が正極活物質層であることが好ましい。この場合、負極活物質層の構成は特に限定されるものではなく、任意の構成を採用することができる。上記負極活物層に用いられる負極活物質としては、例えば金属活物質およびカーボン活物質を挙げることができる。金属活物質としては、例えばIn、Al、SiおよびSn等を挙げることができる。一方、カーボン活物質としては、例えばメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。   In the present embodiment, as described above, the electrode active material layer is preferably a positive electrode active material layer. In this case, the configuration of the negative electrode active material layer is not particularly limited, and any configuration can be adopted. As a negative electrode active material used for the said negative electrode active material layer, a metal active material and a carbon active material can be mentioned, for example. Examples of the metal active material include In, Al, Si, and Sn. On the other hand, examples of the carbon active material include mesocarbon microbeads (MCMB), highly oriented graphite (HOPG), hard carbon, and soft carbon.

(2)固体電解質層
本実施態様における固体電解質層は、正極活物質層および負極活物質層の間に形成される層である。また、固体電解質層は、固体電解質材料を含有する層である。固体電解質層に用いられる固体電解質材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、硫化物固体電解質材料および酸化物固体電解質材料を挙げることができ、中でも硫化物固体電解質材料が好ましい。イオン伝導性に優れた固体電解質層を得ることができるからである。また、固体電解質層に用いられる固体電解質材料としては、上述した第二固体電解質材料と同様の材料を用いることができる。特に、本実施態様においては、電極活物質層に含まれる第二固体電解質材料と、固体電解質層に含まれる固体電解質材料とが同じ材料であることが好ましい。化学ポテンシャルが同一の材料を用いることで、劣化をさらに生じにくくさせることができるからである。また、固体電解質層は、上述した結着材を含有していても良い。
(2) Solid electrolyte layer The solid electrolyte layer in this embodiment is a layer formed between a positive electrode active material layer and a negative electrode active material layer. The solid electrolyte layer is a layer containing a solid electrolyte material. Although it does not specifically limit as solid electrolyte material used for a solid electrolyte layer, For example, sulfide solid electrolyte material and oxide solid electrolyte material can be mentioned, Among these, sulfide solid electrolyte material is preferable. This is because a solid electrolyte layer excellent in ion conductivity can be obtained. Moreover, as a solid electrolyte material used for a solid electrolyte layer, the same material as the second solid electrolyte material described above can be used. In particular, in this embodiment, it is preferable that the second solid electrolyte material included in the electrode active material layer and the solid electrolyte material included in the solid electrolyte layer are the same material. This is because deterioration can be further prevented by using a material having the same chemical potential. Moreover, the solid electrolyte layer may contain the binder mentioned above.

固体電解質層の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば0.1μm〜1000μmの範囲内であることが好ましく、0.1μm〜300μmの範囲内であることがより好ましい。   Although the thickness of a solid electrolyte layer is not specifically limited, For example, it is preferable to exist in the range of 0.1 micrometer-1000 micrometers, and it is more preferable to exist in the range of 0.1 micrometer-300 micrometers.

(3)その他の部材
本実施態様の全固体電池は、上述した電極活物質層および固体電解質層を少なくとも有するものである。さらに通常は、正極活物質層の集電を行う正極集電体、および負極活物質の集電を行う負極集電体を有する。正極集電体の材料としては、例えばSUS、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタンおよびカーボン等を挙げることができ、中でもSUSが好ましい。一方、負極集電体の材料としては、例えばSUS、銅、ニッケルおよびカーボン等を挙げることができ、中でもSUSが好ましい。また、正極集電体および負極集電体の厚さや形状等については、全固体電池の用途等に応じて適宜選択することが好ましい。また、電池ケースには、一般的な全固体電池の電池ケースを用いることができる。電池ケースとしては、例えばSUS製電池ケース等を挙げることができる。また、本実施態様の全固体電池は、発電要素を絶縁リングの内部に形成したものであっても良い。
(3) Other members The all-solid-state battery of this embodiment has at least the electrode active material layer and the solid electrolyte layer described above. Furthermore, it usually has a positive electrode current collector for collecting current of the positive electrode active material layer and a negative electrode current collector for collecting current of the negative electrode active material. Examples of the material for the positive electrode current collector include SUS, aluminum, nickel, iron, titanium, and carbon. Among them, SUS is preferable. On the other hand, examples of the material for the negative electrode current collector include SUS, copper, nickel, and carbon. Of these, SUS is preferable. In addition, the thickness and shape of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are preferably appropriately selected according to the use of the all solid state battery. Moreover, the battery case of a general all-solid-state battery can be used for a battery case. Examples of the battery case include a SUS battery case. Moreover, the all-solid-state battery of this embodiment may have a power generating element formed inside an insulating ring.

(4)全固体電池
本実施態様の全固体電池の種類としては、全固体リチウム電池、全固体ナトリウム電池、全固体マグネシウム電池および全固体カルシウム電池等を挙げることができ、中でも、全固体リチウム電池および全固体ナトリウム電池が好ましく、特に、全固体リチウム電池が好ましい。また、本実施態様の全固体電池は、一次電池であっても良く、二次電池であっても良いが、中でも、二次電池であることが好ましい。繰り返し充放電でき、例えば車載用電池として有用だからである。本実施態様の全固体電池の形状としては、例えば、コイン型、ラミネート型、円筒型および角型等を挙げることができ、中でも角型およびラミネート型が好ましく、特にラミネート型が好ましい。
(4) All-solid battery Examples of the all-solid battery of the present embodiment include an all-solid lithium battery, an all-solid sodium battery, an all-solid magnesium battery, and an all-solid calcium battery. And an all-solid sodium battery is preferable, and an all-solid lithium battery is particularly preferable. Moreover, the all-solid-state battery of this embodiment may be a primary battery or a secondary battery, but among these, a secondary battery is preferable. This is because it can be repeatedly charged and discharged and is useful, for example, as an in-vehicle battery. Examples of the shape of the all solid state battery of this embodiment include a coin type, a laminate type, a cylindrical type, and a square type. Among these, a square type and a laminate type are preferable, and a laminate type is particularly preferable.

また、本実施態様の全固体電池の製造方法は、上述した全固体電池を得ることができる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的な全固体電池の製造方法と同様の方法を用いることができる。全固体電池の製造方法の一例としては、正極活物質層を構成する材料、固体電解質層を構成する材料、および負極活物質層を構成する材料を順次プレスすることにより、発電要素を作製し、この発電要素を電池ケースの内部に収納し、電池ケースをかしめる方法等を挙げることができる。   Moreover, the manufacturing method of the all-solid-state battery of this embodiment will not be specifically limited if it is a method which can obtain the all-solid-state battery mentioned above, The method similar to the manufacturing method of a general all-solid-state battery is used. Can be used. As an example of a method for producing an all-solid-state battery, a power generation element is manufactured by sequentially pressing a material constituting the positive electrode active material layer, a material constituting the solid electrolyte layer, and a material constituting the negative electrode active material layer, A method of storing the power generation element in the battery case and caulking the battery case can be exemplified.

2.第二実施態様
次に、本発明の全固体電池の第二実施態様について説明する。本発明の全固体電池の第二実施態様は、正極活物質層と、負極活物質層と、上記正極活物質層および上記負極活物質層の間に形成された固体電解質層とを有する全固体電池であって、上記正極活物質層および上記負極活物質層の少なくとも一方が、活物質と、上記活物質に接触し、上記活物質のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第一固体電解質材料とを含有し、上記固体電解質層は、上記第一固体電解質材料に接触し、上記第一固体電解質材料と同じアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である第二固体電解質材料を含有することを特徴とするものである。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment of the all solid state battery of the present invention will be described. A second embodiment of the all solid state battery of the present invention is an all solid having a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. In the battery, at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer has an anion component that is in contact with the active material and is different from the anion component of the active material, and has a single phase. A first solid electrolyte material that is an electron-ion mixed conductor, the solid electrolyte layer is in contact with the first solid electrolyte material, has the same anion component as the first solid electrolyte material, It contains the 2nd solid electrolyte material which is an ionic conductor which does not have property.

図4は、第二実施態様の全固体電池の発電要素の一例を示す説明図である。図4に示される全固体電池の発電要素10は、正極活物質層1と、負極活物質層2と、正極活物質層1および負極活物質層2の間に形成された固体電解質層3とを有する。さらに、正極活物質層1は、活物質4と、活物質4に接触する第一固体電解質材料5とを有し、固体電解質層3は、第一固体電解質材料5に接触する第二固体電解質材料6を有する。   FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of the power generation element of the all solid state battery of the second embodiment. The power generation element 10 of the all-solid battery shown in FIG. 4 includes a positive electrode active material layer 1, a negative electrode active material layer 2, a solid electrolyte layer 3 formed between the positive electrode active material layer 1 and the negative electrode active material layer 2, Have Further, the positive electrode active material layer 1 includes an active material 4 and a first solid electrolyte material 5 that contacts the active material 4, and the solid electrolyte layer 3 includes a second solid electrolyte that contacts the first solid electrolyte material 5. It has material 6.

このように、本実施態様によれば、活物質のアニオン成分と、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部とを異なるものとし、第一固体電解質材料および第二固体電解質材料のアニオン部を同じものとし、かつ、第一固体電解質材料に電子−イオン混合伝導体を用いることにより、活物質および固体電解質材料の界面における抵抗増加を効果的に抑制することができる。特に、第一固体電解質材料のLiイオン伝導度が、第二固体電解質材料のLiイオン伝導度に対して同等以上である場合、簡単な製造方法で、高出力な全固体電池とすることができる。   Thus, according to this embodiment, the anion component of the active material is different from the anion portion of the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material, and the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material By using the same anion part and using an electron-ion mixed conductor for the first solid electrolyte material, an increase in resistance at the interface between the active material and the solid electrolyte material can be effectively suppressed. In particular, when the Li ion conductivity of the first solid electrolyte material is equal to or higher than the Li ion conductivity of the second solid electrolyte material, a high-power all-solid battery can be obtained with a simple manufacturing method. .

本実施態様においては、正極活物質層および負極活物質層の少なくとも一方が、第一固体電解質材料を含有し、正極活物質層および負極活物質層の両方が、第一固体電解質材料を含有していても良い。中でも、本実施態様においては、正極活物質層が、第一固体電解質材料を含有することが好ましい。正極活物質として有用な酸化物活物質等の種類が多く、本実施態様の効果を発揮しやすいからである。   In this embodiment, at least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer contains the first solid electrolyte material, and both the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer contain the first solid electrolyte material. May be. Especially, in this embodiment, it is preferable that a positive electrode active material layer contains a 1st solid electrolyte material. This is because there are many types of oxide active materials and the like useful as the positive electrode active material, and the effects of this embodiment are easily exhibited.

また、正極活物質層および負極活物質層を総称して電極活物質層とした場合、本実施態様においては、2つの電極活物質層の少なくとも一方が、活物質と第一固体電解質材料とを含有する。本実施態様においては、活物質および第一固体電解質材料が接触していれば良く、上記「1.第一実施態様」と同様に、活物質を第一固体電解質材料が被覆することにより両者が接触していても良く、単なる混合により活物質および第一固体電解質材料が接触していても良い。   In addition, when the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer are collectively referred to as an electrode active material layer, in this embodiment, at least one of the two electrode active material layers includes an active material and a first solid electrolyte material. contains. In this embodiment, it is sufficient that the active material and the first solid electrolyte material are in contact with each other. Similarly to the above “1. First embodiment”, the active material is coated with the first solid electrolyte material, so The active material and the first solid electrolyte material may be in contact by simple mixing.

また、本実施態様においては、電極活物質層に含まれる第一固体電解質材料が、固体電解質層との接触面で、層状構造を形成していることが好ましい。活物質と第二固体電解質材料との接触を効果的に防止できるからである。これにより、両者が接触することによる劣化を防止することができる。具体的には、図5に示すように、正極活物質層1に含まれる第一固体電解質材料5が、固体電解質層3との接触面で、層状構造を形成しているものを挙げることができる。なお、層状の第一固体電解質材料5を、第一固体電解質層5aとみなし、固体電解質層3の一部とみなすこともできるが、本実施態様においては、図5のように、第一固体電解質層5aを、正極活物質層1を構成する一部とみなす。そのため、層状構造の第一固体電解質材料5を除く、正極活物質層1の領域には、第一固体電解質材料5が含有されていても良く、含有されていなくても良い。前者はイオン伝導性向上の観点から好ましく、後者は容量増加の観点から好ましい。また、第一固体電解質層5aの厚さは、例えば0.5μm〜100μmの範囲内であることが好ましく、1μm〜10μmの範囲内であることがより好ましい。   Moreover, in this embodiment, it is preferable that the 1st solid electrolyte material contained in an electrode active material layer forms the layered structure in the contact surface with a solid electrolyte layer. This is because the contact between the active material and the second solid electrolyte material can be effectively prevented. Thereby, deterioration by both contacting can be prevented. Specifically, as shown in FIG. 5, the first solid electrolyte material 5 included in the positive electrode active material layer 1 may have a layered structure at the contact surface with the solid electrolyte layer 3. it can. In addition, although the layered first solid electrolyte material 5 can be regarded as the first solid electrolyte layer 5a and can be regarded as a part of the solid electrolyte layer 3, in this embodiment, as shown in FIG. The electrolyte layer 5 a is regarded as a part constituting the positive electrode active material layer 1. Therefore, the first solid electrolyte material 5 may or may not be contained in the region of the positive electrode active material layer 1 excluding the first solid electrolyte material 5 having a layered structure. The former is preferable from the viewpoint of improving ion conductivity, and the latter is preferable from the viewpoint of increasing capacity. Moreover, the thickness of the first solid electrolyte layer 5a is preferably in the range of 0.5 μm to 100 μm, for example, and more preferably in the range of 1 μm to 10 μm.

また、本実施態様においては、固体電解質層が第二固体電解質材料を含有する。固体電解質層に含まれる第二固体電解質材料の少なくとも一部は、正極活物質層に含まれる第一固体電解質材料に接触する必要がある。本実施態様においては、固体電解質層が、第二固体電解質材料とは異なる固体電解質材料をさらに含有していても良く、第二固体電解質材料のみを含有していても良い。固体電解質層における第二固体電解質材料の含有量は、例えば50重量%以上であることが好ましく、70重量%以上であることがより好ましく、80重量%以上であることがさらに好ましい。固体電解質層の厚さは、特に限定されるものではないが、例えば0.1μm〜1000μmの範囲内であることが好ましく、0.1μm〜300μmの範囲内であることがより好ましい。   In the present embodiment, the solid electrolyte layer contains the second solid electrolyte material. At least a part of the second solid electrolyte material contained in the solid electrolyte layer needs to contact the first solid electrolyte material contained in the positive electrode active material layer. In this embodiment, the solid electrolyte layer may further contain a solid electrolyte material different from the second solid electrolyte material, or may contain only the second solid electrolyte material. The content of the second solid electrolyte material in the solid electrolyte layer is, for example, preferably 50% by weight or more, more preferably 70% by weight or more, and further preferably 80% by weight or more. Although the thickness of a solid electrolyte layer is not specifically limited, For example, it is preferable to exist in the range of 0.1 micrometer-1000 micrometers, and it is more preferable to exist in the range of 0.1 micrometer-300 micrometers.

本実施態様における、活物質、第一固体電解質材料、第二固体電解質材料およびその他の事項については、上記「1.第一実施態様」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。   Since the active material, the first solid electrolyte material, the second solid electrolyte material, and other matters in the present embodiment are the same as the contents described in “1. First embodiment” above, the description here Omitted.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

[合成例]
出発原料として、硫化リチウム(LiS)と硫化ジルコニウム(ZrS)とを用いた。これらの粉末をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で、LiS(0.46g)およびZrS(1.54g)を混合し、真空中で650℃で10時間熱処理を行うことにより、電子−イオン混合伝導体であるLiZrSの粉末を得た。
[Synthesis example]
As starting materials, lithium sulfide (Li 2 S) and zirconium sulfide (ZrS 2 ) were used. These powders were mixed with Li 2 S (0.46 g) and ZrS 2 (1.54 g) in a glove box under an argon atmosphere, and heat-treated at 650 ° C. for 10 hours in a vacuum, whereby electron-ion A mixed conductor Li 2 ZrS 3 powder was obtained.

得られたLiZrSの粉末を用いて、XRD測定を行った。その結果を図6に示す。図6に示されるように、ZrSのピークは確認されなかった。なお、不純物としてZrOのピークが確認されたが、ZrOは化学的安定性に優れ、電子伝導性およびLiイオン伝導性を有しないため、影響は小さいと判断できる。また、LiSの微小なピーク(2θ=27°付近)が確認されたが、LiSも電子伝導性およびLiイオン伝導性を有しないため、影響は小さいと判断できる。以上のことから、得られたLiZrSの粉末は、単相の結晶であるとみなした。 XRD measurement was performed using the obtained Li 2 ZrS 3 powder. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 6, no ZrS 2 peak was observed. Although the peak of ZrO 2 as an impurity is confirmed, ZrO 2 is excellent in chemical stability, since the electronic conductivity and Li have no ionic conductivity, impact can be determined that is small. Further, although a minute peak of Li 2 S (around 2θ = 27 °) was confirmed, it can be determined that Li 2 S does not have electron conductivity and Li ion conductivity, and therefore the influence is small. From the above, the obtained Li 2 ZrS 3 powder was considered to be a single-phase crystal.

次に、得られたLiZrSの電子伝導度を評価した。LiZrSの粉末をSKD鋼製のセルに入れ、4tでプレスすることによりペレットを作製した。直流抵抗から電子伝導度を測定したところ、その値は、2.5×10−3S/cmであった。 Next, the electronic conductivity of the obtained Li 2 ZrS 3 was evaluated. The Li 2 ZrS 3 powder was placed in a cell made of SKD steel and pressed at 4 t to produce a pellet. When the electron conductivity was measured from the direct current resistance, the value was 2.5 × 10 −3 S / cm.

次に、得られたLiZrSのLiイオン伝導度を評価した。まず、特開2005−228570号公報に記載された方法と同様の方法で、硫化物固体電解質材料であるLi11結晶を合成した。次に、図7に示すように、LiZrS層の両面にLi11層を配置したペレットを作製し、さらに、そのペレットの両面に、金属LiおよびSKD鋼を配置した。この状態で、電位をかけ、直流抵抗からLiZrSのLiイオン伝導度を測定した。なお、Li11のLiイオン伝導度は既知であり、かつ、Li11によってLiZrSの電子伝導は遮られるため、Liイオン伝導度を測定できる。その結果、LiZrSのLiイオン伝導度は、9.6×10−10S/cmであった。 Next, the Li ion conductivity of the obtained Li 2 ZrS 3 was evaluated. First, Li 7 P 3 S 11 crystal, which is a sulfide solid electrolyte material, was synthesized by a method similar to the method described in JP-A-2005-228570. Next, as shown in FIG. 7, pellets were prepared in which Li 7 P 3 S 11 layers were arranged on both sides of the Li 2 ZrS 3 layer, and metal Li and SKD steel were further arranged on both sides of the pellets. In this state, a potential was applied, and the Li ion conductivity of Li 2 ZrS 3 was measured from the DC resistance. Incidentally, Li ion conductivity of Li 7 P 3 S 11 is known, and, since the electronic conductivity of Li 2 ZrS 3 is blocked by Li 7 P 3 S 11, can measure Li ion conductivity. As a result, the Li ion conductivity of Li 2 ZrS 3 was 9.6 × 10 −10 S / cm.

[実施例1]
正極活物質としてLiCoOを用い、LiCoOの表面を、電子−イオン混合伝導体であるLi0.80.2(第三固体電解質材料)で被覆した。まず、ゾルゲル法により、LiVOおよびLiPOを作製した。次に、LiVOおよびLiPOを、LiVO:LiPO=8:2のモル比で混合しプレスすることにより、ペレット(Li0.80.2)を得た。このペレットをターゲットとして、PLD(Pulsed laser deposition)法により、LiCoOの表面をLi0.80.2で被覆し、第一被覆LiCoOを得た。なお、Li0.80.2の電子伝導性は、1.1×10−6(Ω−1・m−1)であった。
[Example 1]
LiCoO 2 was used as the positive electrode active material, and the surface of LiCoO 2 was coated with Li 3 V 0.8 P 0.2 O 4 (third solid electrolyte material) that is an electron-ion mixed conductor. First, Li 3 VO 4 and Li 3 PO 4 were prepared by a sol-gel method. Next, Li 3 VO 4 and Li 3 PO 4 were mixed and pressed at a molar ratio of Li 3 VO 4 : Li 3 PO 4 = 8: 2 to form pellets (Li 3 V 0.8 P 0.2 O 4) was obtained. Using this pellet as a target, the surface of LiCoO 2 was coated with Li 3 V 0.8 P 0.2 O 4 by PLD (Pulsed laser deposition) to obtain a first coated LiCoO 2 . In addition, the electronic conductivity of Li 3 V 0.8 P 0.2 O 4 was 1.1 × 10 −6−1 · m −1 ).

次に、第一固体電解質材料として合成例で合成したLiZrSを用意し、第一被覆LiCoOおよびLiZrSをアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で、第一被覆LiCoO:LiZrS=95:5の重量比で秤量し、乳鉢で混合することにより、第一被覆LiCoOの表面をLiZrSで被覆し、第二被覆LiCoOを得た。次に、得られた第二被覆LiCoOと、合成例の評価で使用したLi11(第二固体電解質材料)とを、第二被覆LiCoO:Li11=70:30の重量比で混合し、正極合材を得た。 Next, Li 2 ZrS 3 synthesized in the synthesis example is prepared as the first solid electrolyte material, and the first coated LiCoO 2 and Li 2 ZrS 3 are first coated LiCoO 2 : Li 2 in a glove box under an argon atmosphere. The surface of the first coated LiCoO 2 was coated with Li 2 ZrS 3 by weighing at a weight ratio of ZrS 3 = 95: 5 and mixing in a mortar to obtain a second coated LiCoO 2 . Next, the obtained second coated LiCoO 2 and Li 7 P 3 S 11 (second solid electrolyte material) used in the evaluation of the synthesis example were second coated LiCoO 2 : Li 7 P 3 S 11 = 70. : The positive electrode mixture was obtained by mixing at a weight ratio of 30.

次に、プレス機を用いて、上述した図1に示すような発電要素10を作製した。正極活物質層1を構成する材料として上記の正極合材を用い、負極活物質層2を構成する材料としてIn箔を用い、固体電解質層3を構成する材料としてLi11を用いた。この発電要素を用いて、評価用電池を得た。 Next, the electric power generation element 10 as shown in FIG. 1 mentioned above was produced using the press machine. The above positive electrode mixture is used as the material constituting the positive electrode active material layer 1, In foil is used as the material constituting the negative electrode active material layer 2, and Li 7 P 3 S 11 is used as the material constituting the solid electrolyte layer 3. It was. A battery for evaluation was obtained using this power generation element.

[比較例1]
Li0.80.2による被覆、および、LiZrSによる被覆を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。なお、LiCoO:Li11=70:30(重量比)とした。
[Comparative Example 1]
An evaluation battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating with Li 3 V 0.8 P 0.2 O 4 and the coating with Li 2 ZrS 3 were not performed. Note that LiCoO 2 : Li 7 P 3 S 11 = 70: 30 (weight ratio).

[比較例2]
比較例2では、第一固体電解質材料として、単相ではない硫化物固体電解質材料を用いた。まず、LiS−P−FeS系の単相ではない硫化物固体電解質材料を合成した。LiS、PおよびFeSの粉末をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で、LiS:P:FeS=49:21:30のモル比で混合し、原料組成物を得た。次に、得られた原料組成物1gを45mlのジルコニアポットに投入し、さらにジルコニアボール(Φ10mm、10個)を投入し、ポットを完全に密閉した。このポットを遊星型ボールミル機に取り付け、回転数370rpmで40時間メカニカルミリングを行い、硫化物固体電解質材料(49LiS−21P−30FeSガラス)を得た。後述する参考例の結果から、この硫化物固体電解質材料は、単相の化合物ではないと考えられる。
[Comparative Example 2]
In Comparative Example 2, a sulfide solid electrolyte material that is not a single phase was used as the first solid electrolyte material. First, a Li 2 S—P 2 S 5 —FeS based non-single-phase sulfide solid electrolyte material was synthesized. Li 2 S, P 2 S 5 and FeS powders were mixed in a glove box under an argon atmosphere at a molar ratio of Li 2 S: P 2 S 5 : FeS = 49: 21: 30 to obtain a raw material composition. It was. Next, 1 g of the obtained raw material composition was put into a 45 ml zirconia pot, and zirconia balls (Φ10 mm, 10 pieces) were put into it, and the pot was completely sealed. Attach the pot planetary ball mill, subjected to 40 hours mechanical milling at a rotation speed of 370 rpm, to obtain a sulfide solid electrolyte material (49Li 2 S-21P 2 S 5 -30FeS glass). From the results of Reference Examples described later, it is considered that this sulfide solid electrolyte material is not a single-phase compound.

得られた硫化物固体電解質材料を、LiZrSの代わりに用いたこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。 An evaluation battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the obtained sulfide solid electrolyte material was used instead of Li 2 ZrS 3 .

[比較例3]
LiZrSによる被覆を行わなかったこと以外は、実施例1と同様にして評価用電池を得た。なお、第一被覆LiCoO:Li11=70:30(重量比)とした。
[Comparative Example 3]
An evaluation battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating with Li 2 ZrS 3 was not performed. The first coating LiCoO 2 : Li 7 P 3 S 11 = 70: 30 (weight ratio).

[評価]
実施例1および比較例1〜3で得られた評価用電池を用いて、界面抵抗増加率を測定した。まず、評価用電池の充電を行った。充電条件は、0.1Cで3.34Vまで定電流充電し、その後、3.34Vでの定電圧充電を2時間行うものとした。充電後、インピーダンス測定により、正極活物質層および固体電解質層の界面抵抗を求めた。インピーダンス測定の条件は、電圧振幅10mV,測定周波数1MHz〜0.1Hz、25℃とした。その後、60℃で30日間保存し、保存後、上記と同様の条件で界面抵抗を求めた。保存前後の界面抵抗の値から、界面抵抗増加率を算出した。その結果を表1に示す。
[Evaluation]
Using the evaluation batteries obtained in Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, the interface resistance increase rate was measured. First, the evaluation battery was charged. The charging conditions were as follows: constant current charging at 0.1 C to 3.34 V, and then constant voltage charging at 3.34 V for 2 hours. After charging, the interface resistance between the positive electrode active material layer and the solid electrolyte layer was determined by impedance measurement. The impedance measurement conditions were a voltage amplitude of 10 mV, a measurement frequency of 1 MHz to 0.1 Hz, and 25 ° C. Thereafter, it was stored at 60 ° C. for 30 days, and after storage, the interface resistance was determined under the same conditions as described above. The interface resistance increase rate was calculated from the interface resistance values before and after storage. The results are shown in Table 1.

Figure 2011187370
Figure 2011187370

表1に示されるように、実施例1は、比較例1〜3に比べて、界面抵抗増加率が小さかった。これは、実施例1では、LiZrSが電子伝導性を有するため、LiCoOおよびLi0.80.2とLiZrSとの間に電位差が生じず、また、LiZrSおよびLi11の間では、電位差が生じるが、硫化物固体電解質材料同士の界面であるため、化学ポテンシャル差が緩和され、両者の反応が生じにくくなったためであると考えられる。 As shown in Table 1, Example 1 had a smaller interface resistance increase rate than Comparative Examples 1 to 3. This is because, in Example 1, Li 2 ZrS 3 has electronic conductivity, so that no potential difference occurs between LiCoO 2 and Li 3 V 0.8 P 0.2 O 4 and Li 2 ZrS 3, and This is because a potential difference occurs between Li 2 ZrS 3 and Li 7 P 3 S 11 , but because the interface is between sulfide solid electrolyte materials, the chemical potential difference is relaxed, and the reaction between the two is less likely to occur. it is conceivable that.

[参考例]
FeSの含有量を、0mol%、5mol%、10mol%、30mol%、50mol%、70mol%に変更したこと以外は比較例2と同様にして、LiS−P−FeS系の固体電解質材料を得た。
[Reference example]
A Li 2 S—P 2 S 5 —FeS-based solid was obtained in the same manner as in Comparative Example 2 except that the content of FeS was changed to 0 mol%, 5 mol%, 10 mol%, 30 mol%, 50 mol%, and 70 mol%. An electrolyte material was obtained.

得られた硫化物固体電解質材料に対してX線回折測定を行った。その結果を図8に示す。また、得られた固体電解質材料をプレスしてペレット化し、交流インピーダンス法によりLiイオン伝導度を測定した。また、直流電圧を印加したときの電流値から電子伝導度を測定した。その結果を図9に示す。図8、図9示すように、FeSの添加量が多くなると、FeSのピーク強度、および電子伝導度が増加することが確認された。これは、FeSは非晶質化せずにマトリクス中に分散したまま残留しているためであると考えられる。そのため、この硫化物固体電解質材料は、非晶質部分がLiイオン伝導を担い、残留したFeSが電子伝導を担っていると考えられる。従って、この硫化物固体電解質材料は単相ではないと考えられる。また、FeSは、上述した特許文献1のMeSxに該当すると考えられることから、特許文献1における電子−リチウムイオン混合伝導体は単相の化合物ではなく、本発明における電子−イオン混合伝導体(第一固体電解質材料)とは異なるものであると考えられる。   X-ray diffraction measurement was performed on the obtained sulfide solid electrolyte material. The result is shown in FIG. Moreover, the obtained solid electrolyte material was pressed and pelletized, and Li ion conductivity was measured by the alternating current impedance method. Further, the electron conductivity was measured from the current value when a DC voltage was applied. The result is shown in FIG. As shown in FIGS. 8 and 9, it was confirmed that the FeS peak intensity and the electron conductivity increase as the amount of FeS added increases. This is presumably because FeS remains in a dispersed state in the matrix without becoming amorphous. Therefore, in this sulfide solid electrolyte material, it is considered that the amorphous part is responsible for Li ion conduction and the remaining FeS is responsible for electron conduction. Therefore, it is considered that this sulfide solid electrolyte material is not a single phase. In addition, since FeS is considered to correspond to MeSx of Patent Document 1 described above, the electron-lithium ion mixed conductor in Patent Document 1 is not a single-phase compound, but an electron-ion mixed conductor (first) in the present invention. One solid electrolyte material).

1 … 正極活物質層
2 … 負極活物質層
3 … 固体電解質層
4 … 活物質
5 … 第一固体電解質材料
5a … 第一固体電解質層
6 … 第二固体電解質材料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode active material layer 2 ... Negative electrode active material layer 3 ... Solid electrolyte layer 4 ... Active material 5 ... 1st solid electrolyte material 5a ... 1st solid electrolyte layer 6 ... 2nd solid electrolyte material

Claims (9)

活物質と、
前記活物質に接触し、前記活物質のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第一固体電解質材料と、
前記第一固体電解質材料に接触し、前記第一固体電解質材料と同じアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である第二固体電解質材料と、
を有する電極活物質層を備えることを特徴とする全固体電池。
Active material,
A first solid electrolyte material that is in contact with the active material, has an anionic component different from the anionic component of the active material, and is a single phase electron-ion mixed conductor;
A second solid electrolyte material that is in contact with the first solid electrolyte material, has the same anion component as the first solid electrolyte material, and is an ionic conductor having no electronic conductivity;
An all-solid-state battery comprising an electrode active material layer comprising:
正極活物質層と、負極活物質層と、前記正極活物質層および前記負極活物質層の間に形成された固体電解質層とを有する全固体電池であって、
前記正極活物質層および前記負極活物質層の少なくとも一方が、活物質と、前記活物質に接触し、前記活物質のアニオン成分とは異なるアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第一固体電解質材料とを含有し、
前記固体電解質層は、前記第一固体電解質材料に接触し、前記第一固体電解質材料と同じアニオン成分を有し、電子伝導性を有しないイオン伝導体である第二固体電解質材料を含有することを特徴とする全固体電池。
An all-solid battery having a positive electrode active material layer, a negative electrode active material layer, and a solid electrolyte layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer,
At least one of the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer has an anion component that is in contact with the active material and is different from the anion component of the active material, and has a single-phase electron-ion mixed conduction A first solid electrolyte material that is a body,
The solid electrolyte layer contains a second solid electrolyte material that is in contact with the first solid electrolyte material, has the same anion component as the first solid electrolyte material, and is an ionic conductor having no electronic conductivity. All-solid battery characterized by.
前記第一固体電解質材料は、前記活物質を被覆していることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の全固体電池。   The all solid state battery according to claim 1, wherein the first solid electrolyte material covers the active material. 前記第一固体電解質材料は、前記固体電解質層との接触面で、層状構造を形成していることを特徴とする請求項2に記載の全固体電池。   The all-solid-state battery according to claim 2, wherein the first solid electrolyte material forms a layered structure at a contact surface with the solid electrolyte layer. 前記活物質のアニオン成分、前記第一固体電解質材料のアニオン成分、および前記第二固体電解質材料のアニオン成分が、全て、カルコゲンであることを特徴とする請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。   The anionic component of the active material, the anionic component of the first solid electrolyte material, and the anionic component of the second solid electrolyte material are all chalcogens. The all-solid-state battery of Claim. 前記活物質は、前記アニオン成分が酸素である酸化物活物質であり、
前記第一固体電解質材料および前記第二固体電解質材料は、前記アニオン成分が硫黄である硫化物固体電解質材料であることを特徴とする請求項1から請求項5までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。
The active material is an oxide active material in which the anion component is oxygen,
The said 1st solid electrolyte material and said 2nd solid electrolyte material are sulfide solid electrolyte materials whose said anion component is sulfur, The claim in any one of Claim 1-5 characterized by the above-mentioned. All-solid battery.
前記第一固体電解質材料は、結晶質であることを特徴とする請求項1から請求項6までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。   The all-solid-state battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the first solid electrolyte material is crystalline. 前記第一固体電解質材料は、LiZrSであることを特徴とする請求項1から請求項7までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。 The all-solid-state battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the first solid electrolyte material is Li 2 ZrS 3 . 前記活物質の表面が、前記活物質のアニオン成分と同じアニオン成分を有し、単相の電子−イオン混合伝導体である第三固体電解質材料で被覆され、
前記活物質および前記第一固体電解質材料が、前記第三固体電解質材料を介して接触していることを特徴とする請求項1から請求項8までのいずれかの請求項に記載の全固体電池。
The surface of the active material has the same anion component as the anion component of the active material, and is coated with a third solid electrolyte material that is a single-phase electron-ion mixed conductor,
The all-solid-state battery according to any one of claims 1 to 8, wherein the active material and the first solid electrolyte material are in contact with each other through the third solid electrolyte material. .
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