JPWO2022138886A5 - - Google Patents

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本発明は、負荷特性に優れた全固体電池と、前記全固体電池を構成可能な電極に関するものである。 The present invention relates to an all-solid-state battery with excellent load characteristics and an electrode that can constitute the all-solid-state battery.

近年、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータなどのポータブル電子機器の発達や、電気自動車の実用化などに伴い、小型・軽量で、かつ高容量・高エネルギー密度の電池が必要とされるようになってきている。 In recent years, with the development of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, and the practical use of electric vehicles, there has been a need for small, lightweight batteries with high capacity and high energy density. ing.

現在、この要求に応え得るリチウム電池、特にリチウムイオン電池では、非水電解質として有機溶媒とリチウム塩とを含む有機電解液が用いられている。 Currently, lithium batteries that can meet this demand, particularly lithium ion batteries, use an organic electrolyte containing an organic solvent and a lithium salt as a non-aqueous electrolyte.

そして、リチウムイオン電池の適用機器の更なる発達に伴って、リチウムイオン電池の更なる長寿命化・高容量化・高エネルギー密度化が求められていると共に、長寿命化・高容量化・高エネルギー密度化したリチウムイオン電池の信頼性も高く求められている。 With the further development of equipment to which lithium-ion batteries can be applied, there is a need for lithium-ion batteries to have a longer lifespan, higher capacity, and higher energy density. Lithium-ion batteries with increased energy density are also required to be highly reliable.

しかし、リチウムイオン電池に用いられている有機電解液は、可燃性物質である有機溶媒を含んでいるため、電池に短絡などの異常事態が発生した際に、有機電解液が異常発熱する可能性がある。また、近年のリチウムイオン電池の高エネルギー密度化および有機電解液中の有機溶媒量の増加傾向に伴い、より一層リチウムイオン電池の信頼性が求められている。 However, since the organic electrolyte used in lithium-ion batteries contains an organic solvent, which is a flammable substance, there is a possibility that the organic electrolyte will generate abnormal heat if an abnormal situation such as a short circuit occurs in the battery. There is. In addition, with the recent trend towards higher energy densities in lithium ion batteries and an increase in the amount of organic solvents in organic electrolytes, there is a demand for even greater reliability in lithium ion batteries.

以上のような状況において、有機溶媒を用いない全固体型のリチウム電池(全固体電池)が注目されている。全固体電池は、従来の有機溶媒系電解質に代えて、有機溶媒を用いない固体電解質の成形体を用いるものであり、固体電解質の異常発熱の虞がなく、高い安全性を備えている。 Under the above circumstances, all-solid-state lithium batteries (all-solid-state batteries) that do not use organic solvents are attracting attention. All-solid-state batteries use molded solid electrolytes that do not use organic solvents instead of conventional organic solvent-based electrolytes, and are highly safe because there is no risk of abnormal heat generation of the solid electrolytes.

また、全固体電池は、高い安全性だけではなく、高い信頼性および高い耐環境性を有し、かつ長寿命であるため、社会の発展に寄与すると同時に安心、安全にも貢献し続けることができるメンテナンスフリーの電池として期待されている。全固体電池の社会への提供により、国際連合が制定する持続可能な開発目標(SDGs)の17の目標のうち、目標12(持続可能な生産消費形態を確保する)、目標3(あらゆる年齢のすべての人々の健康的な生活を確保し、福祉を促進する)、目標7(すべての人々の、安価かつ信頼できる持続可能な近代的エネルギーへのアクセスを確保する)、および目標11〔包摂的で安全かつ強靭(レジリエント)で持続可能な都市および人間居住を実現する〕の達成に貢献することができる。 In addition, all-solid-state batteries are not only highly safe, but also highly reliable, highly environmentally resistant, and have a long lifespan, so they can continue to contribute to the development of society while also contributing to safety and security. It is expected to be a maintenance-free battery. By providing all-solid-state batteries to society, we aim to achieve Goal 12 (Ensure sustainable production and consumption patterns) and Goal 3 (Ensure sustainable production and consumption patterns) of the 17 Sustainable Development Goals (SDGs) established by the United Nations. Goal 7 (Ensure healthy lives and promote well-being for all), Goal 7 (Ensure access to affordable, reliable, sustainable and modern energy for all) and Goal 11 (Inclusive can contribute to the achievement of safe, resilient and sustainable cities and human settlements.

また、全固体電池においては、種々の改良が試みられている。例えば、特許文献1には、硫化物系無機固体電解質と電極活物質とを造粒した混合材からなる材料を用いることで、全固体電池の性能を高め得ることが記載されている。 Furthermore, various improvements have been attempted in all-solid-state batteries. For example, Patent Document 1 describes that the performance of an all-solid-state battery can be improved by using a material made of a granulated mixture of a sulfide-based inorganic solid electrolyte and an electrode active material.

なお、特許文献1では、硫化物系無機固体電解質の粉体と電極活物質の粉体とを混合して混合粉体とし、これを加圧成形して一旦成形体とする工程を経て前記全固体電池用材料を製造している。そして、この製法を経ることで、前記全固体電池用材料においては、複数の電極活物質粒子同士が互いに隣接することで電子伝導パスが形成され、さらに電極活物質の粒子の間に硫化物系無機固体電解質が配置され、かつ加圧成形によって硫化物系無機固体電解質の粒子が変形し相互に結着して、その粒子形状が消失して連続相となることで、イオン伝導パスが形成されるとしている。 In addition, in Patent Document 1, a powder of a sulfide-based inorganic solid electrolyte and a powder of an electrode active material are mixed to form a mixed powder, and this is pressure-molded to once form a compact, and then all the above-mentioned Manufactures materials for solid-state batteries. Through this manufacturing method, in the all-solid-state battery material, a plurality of electrode active material particles are adjacent to each other to form an electron conduction path, and furthermore, sulfide-based An inorganic solid electrolyte is placed, and the particles of the sulfide-based inorganic solid electrolyte are deformed and bonded to each other by pressure molding, and the particle shape disappears and becomes a continuous phase, forming an ion conduction path. It is said that

特開2014-192061号公報(特許請求の範囲、段落[0015]、[0016])JP 2014-192061 A (Claims, paragraphs [0015] and [0016])

ところで、現在、全固体電池においては、その適用分野が急速に拡大しており、例えば大きな電流値での放電が求められる用途への適用も考えられることから、これに応え得るように負荷特性を高めることが求められる。 By the way, the field of application of all-solid-state batteries is currently expanding rapidly, and for example, applications that require discharging at large current values are considered, so load characteristics must be adjusted to meet this demand. It is necessary to improve this.

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、負荷特性に優れた全固体電池と、前記全固体電池を構成可能な電極とを提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide an all-solid-state battery with excellent load characteristics and an electrode that can constitute the all-solid-state battery.

本発明の全固体電池用電極は、電極合剤の成形体を含み、前記電極合剤は、電極材料複合体を含み、前記電極材料複合体は、活物質と、固体電解質とを含む造粒体からなり、前記固体電解質は、粒状のアルジロダイト型硫化物系固体電解質を含むことを特徴とする。 The electrode for an all-solid-state battery of the present invention includes a molded body of an electrode mixture, the electrode mixture includes an electrode material composite, and the electrode material composite includes a granulated material containing an active material and a solid electrolyte. The solid electrolyte is characterized in that it includes a granular argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte.

また、本発明の全固体電池は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在する固体電解質層を含み、前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方が、前記本発明の全固体電池用電極であることを特徴とする。 Further, the all-solid-state battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the all-solid-state battery of the present invention. It is characterized by being an electrode for batteries.

なお、本発明の全固体電池には、一次電池(全固体一次電池)と二次電池(全固体二次電池)とが含まれる。 Note that the all-solid-state battery of the present invention includes a primary battery (all-solid-state primary battery) and a secondary battery (all-solid-state secondary battery).

本発明によれば、負荷特性に優れた全固体電池と、前記全固体電池を構成可能な電極とを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide an all-solid-state battery with excellent load characteristics and an electrode that can constitute the all-solid-state battery.

図1は、本発明の全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体の一部の一例を模式的に表す平面図である。FIG. 1 is a plan view schematically showing a part of a molded body of an electrode mixture included in an electrode for an all-solid-state battery of the present invention. 図2は、図1の点線で囲まれた領域の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of the area surrounded by the dotted line in FIG. 図3は、本発明の全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体の一部の他の例を模式的に表す平面図である。FIG. 3 is a plan view schematically showing another example of a molded body of an electrode mixture included in an electrode for an all-solid-state battery of the present invention. 図4は、本発明の全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体の一部の他の例を模式的に表す平面図である。FIG. 4 is a plan view schematically showing another example of a molded body of an electrode mixture included in an electrode for an all-solid-state battery of the present invention. 図5は、本発明の全固体電池の一例を模式的に表す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing an example of the all-solid-state battery of the present invention. 図6は、本発明の全固体電池の他の例を模式的に表す平面図である。FIG. 6 is a plan view schematically showing another example of the all-solid-state battery of the present invention. 図7は、図6のI-I線断面図である。FIG. 7 is a sectional view taken along line II in FIG. 6.

<全固体電池用電極>
本発明の全固体電池用電極は、全固体電池の正極または負極に使用されるものであり、電極材料複合体を含有する電極合剤の成形体を有する。そして、前記電極材料複合体は、活物質と固体電解質とを含む造粒体からなり、かつ前記固体電解質として、粒状のアルジロダイト型硫化物系固体電解質を含有する。
<Electrodes for all-solid-state batteries>
The electrode for an all-solid-state battery of the present invention is used as a positive electrode or a negative electrode of an all-solid-state battery, and has a molded body of an electrode mixture containing an electrode material composite. The electrode material composite is composed of granules containing an active material and a solid electrolyte, and contains a granular argyrodite-type sulfide solid electrolyte as the solid electrolyte.

全固体電池用電極を構成する電極合剤の成形体を、例えば、活物質と固体電解質とを単に混合して混合粉体とし、これを加圧成形などする工程を経て製造した場合、一般に活物質粒子の表面凹凸が比較的大きく、その凹凸形状に固体電解質粒子が良好に追随できないため、活物質粒子と固体電解質粒子との間に比較的大きな隙間が生じることから、電極合剤の成形体内におけるイオン伝導性(リチウムイオン伝導性)の向上に一定の制限がある。こうした点が、全固体電池の負荷特性向上を阻害する要因となっていた。 For example, when a molded body of an electrode mixture constituting an electrode for an all-solid-state battery is produced by simply mixing an active material and a solid electrolyte to form a mixed powder, and then press-molding this, it is generally not active. The surface unevenness of the material particles is relatively large, and the solid electrolyte particles cannot follow the uneven shape well, resulting in a relatively large gap between the active material particles and the solid electrolyte particles. There are certain limits to the improvement of ionic conductivity (lithium ion conductivity) in These points have been a factor hindering improvement in the load characteristics of all-solid-state batteries.

そこで、本発明の全固体電池用電極では、活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質とを予め造粒して形成した電極材料複合体を、電極合剤の成形体に含有させることとした。この場合、活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質とが造粒体を構成していることから、前記電極材料複合体中の活物質粒子とアルジロダイト型硫化物系固体電解質粒子との接触が、単に活物質粒子と固体電解質粒子とを混合した混合物の場合に比べて良好となる。そのため、前記電極材料複合体で用いた固体電解質とは別の固体電解質を、前記電極材料複合体と共に混合して電極合剤の成形体を形成した場合にも、前記電極材料複合体中の固体電解質の作用によって、電極合剤の成形体内のイオン伝導性が良好となることから、この成形体を有する本発明の全固体電池用電極を使用した全固体電池(本発明の全固体電池)においては、優れた負荷特性を確保することが可能となる。 Therefore, in the electrode for an all-solid-state battery of the present invention, an electrode material composite formed by pre-granulating an active material and an argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte is contained in a molded electrode mixture. In this case, since the active material and the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte constitute a granule, the contact between the active material particles in the electrode material composite and the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte particles This is better than a simple mixture of active material particles and solid electrolyte particles. Therefore, even when a solid electrolyte different from the solid electrolyte used in the electrode material composite is mixed with the electrode material composite to form a molded body of the electrode mixture, the solid electrolyte in the electrode material composite Due to the action of the electrolyte, the ionic conductivity within the molded body of the electrode mixture is improved, so in an all-solid-state battery (all-solid-state battery of the present invention) using the all-solid-state battery electrode of the present invention having this molded body, This makes it possible to ensure excellent load characteristics.

なお、本発明の全固体電池用電極に含まれる前記電極材料複合体が含有するアルジロダイト型硫化物系固体電解質は、粒状である。 The argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte contained in the electrode material composite included in the all-solid-state battery electrode of the present invention is granular.

特許文献1に記載の全固体電池用材料においては、前記の通り、電極活物質の粒子同士の間に介在する硫化物系無機固体電解質が、粒子形状を消失した連続相となっている。特許文献1では、前記の硫化物系無機固体電解質の連続相によって良好なイオン伝導パスが形成されるとしていることから、この記載に従えば、電極内部でのイオン伝導性を高めて全固体電池の負荷特性を向上させるに際しても、活物質同士の間に存在する固体電解質が、粒状(粒子形状)でなく連続相を形成していることが好ましいと予想される。 In the all-solid battery material described in Patent Document 1, as described above, the sulfide-based inorganic solid electrolyte interposed between the particles of the electrode active material becomes a continuous phase that has lost its particle shape. Patent Document 1 states that a good ion conduction path is formed by the continuous phase of the sulfide-based inorganic solid electrolyte, so if this description is followed, the ion conductivity inside the electrode will be increased to create an all-solid-state battery. In order to improve the load characteristics of the active materials, it is expected that it is preferable that the solid electrolyte present between the active materials forms a continuous phase rather than a granular (particle shape).

しかしながら、本発明者らの検討によると、こうした予想に反して、全固体電池用電極が含有する活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質とを含む造粒体からなる電極材料複合体においては、前記固体電解質が粒状で存在していることが、全固体電池の負荷特性向上を図るに際して有利であることが判明した。その理由は定かではないが、以下の通りではないかと推測している。 However, according to the studies of the present inventors, contrary to these expectations, in an electrode material composite consisting of a granule containing an active material and an argyrodite-type sulfide solid electrolyte contained in an electrode for an all-solid-state battery, It has been found that the presence of the solid electrolyte in granular form is advantageous in improving the load characteristics of an all-solid-state battery. The reason for this is not certain, but I suspect it to be as follows.

アルジロダイト型硫化物系固体電解質は、粒状(粒子状)で供されることが通常であるが、このような粒状のアルジロダイト型硫化物系固体電解質は結晶化しており、非晶質状態の場合よりも高いイオン伝導性を有している。全固体電池用電極内において、活物質同士の間に存在する硫化物系固体電解質が、粒子同士が結着して元の形状(粒状)を消失した連続相となった場合、非晶質となっているか、またはその結晶化度が非常に低くなっていると考えられ、前記固体電解質が本来有しているイオン伝導性を十分に発揮できなくなっていると推測される。 Argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes are usually provided in granular form (particles), but these granular argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes are crystallized and are more stable than amorphous states. It also has high ionic conductivity. In an electrode for an all-solid-state battery, when the sulfide-based solid electrolyte that exists between the active materials becomes a continuous phase in which particles bind together and lose their original shape (granularity), it becomes amorphous. It is considered that the crystallinity of the solid electrolyte is very low, and that the solid electrolyte is no longer able to fully exhibit its inherent ionic conductivity.

これに対して、全固体電池用電極に含まれる電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が、元の粒状を維持した状態で存在できている場合には、その結晶化度も比較的高い状態で維持されていると考えられ、これにより、造粒体である前記電極材料複合体のイオン伝導性が高くなることから、本発明の全固体電池用電極においては、高いイオン伝導性が確保でき、これを使用することで、負荷特性に優れた全固体電池を形成できると推測される。 On the other hand, if the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite contained in the electrode for all-solid-state batteries can exist while maintaining its original granularity, its crystallinity can also be compared. Therefore, the electrode material composite, which is a granule, has high ionic conductivity. It is assumed that by using this, it is possible to form an all-solid-state battery with excellent load characteristics.

本発明の全固体電池用電極において、電極合剤の成形体が、活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質とを含む造粒体からなる電極材料複合体を含有していることは、電極合剤の成形体の断面について、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いて10000倍で観察した画像において、活物質の一次粒子が10個以上集合しており、かつ活物質の一次粒子同士の間の間隙が5μm以下の箇所があり、さらに、30000倍で観察した画像において、活物質の一次粒子同士の間に粒状の固体電解質(アルジロダイト型硫化物系固体電解質、および電極材料複合体が含有してもよい、その他の固体電解質)が存在していることで確認する。活物質の一次粒子同士の間の間隙は、好ましくは4μm以下、より好ましくは3μm以下であり、また、固体電解質の粒子径にもよるが、通常は0.5μm以上である。 In the electrode for an all-solid-state battery of the present invention, the fact that the molded electrode mixture contains an electrode material composite consisting of granules containing an active material and an argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte is significant. In the image of the cross section of the molded body of the agent observed at 10,000 times using a scanning electron microscope (SEM), 10 or more primary particles of the active material are aggregated, and there are no gaps between the primary particles of the active material. There are places where the gap is 5 μm or less, and furthermore, in the image observed at 30,000x magnification, it is observed that granular solid electrolyte (argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, and electrode material composite) is contained between the primary particles of the active material. Confirm by the presence of other solid electrolytes). The gap between the primary particles of the active material is preferably 4 μm or less, more preferably 3 μm or less, and is usually 0.5 μm or more, although it depends on the particle size of the solid electrolyte.

なお、前記の観察の際に、活物質の一次粒子同士の間に存在する固体電解質(アルジロダイト型硫化物系固体電解質、および電極材料複合体が含有してもよい、その他の固体電解質)が粒状の輪郭を有していれば、その固体電解質は粒状であるとする。例えば、2個の固体電解質の粒子が密着していて各粒子の界面が曖昧になっていた場合、それらの粒子の形状を平面視で円と仮定したときに、その円周の6割以上を確認できる場合に、「粒状の輪郭を有している」とする。 It should be noted that during the above observation, the solid electrolyte (argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte and other solid electrolytes that may be contained in the electrode material composite) existing between the primary particles of the active material is granular. If the solid electrolyte has a contour of , the solid electrolyte is considered to be granular. For example, if two solid electrolyte particles are in close contact with each other and the interface between each particle is ambiguous, if the shape of the particles is assumed to be a circle in plan view, more than 60% of the circumference will be If it can be confirmed, it is considered to have a granular outline.

図1および図2に、本発明の全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体の一部の一例を模式的に表す図面を示す。図1は電極合剤の成形体の一部を表す平面図であり、図2は、図1中の点線で囲んだ領域を拡大した図面である。 FIG. 1 and FIG. 2 are drawings schematically showing an example of a part of a molded body of an electrode mixture included in an electrode for an all-solid-state battery of the present invention. FIG. 1 is a plan view showing a part of a molded body of an electrode mixture, and FIG. 2 is an enlarged view of the area surrounded by a dotted line in FIG.

図1の楕円で囲んだ箇所が、活物質と、アルジロダイト型硫化物系固体電解質(以下、単にアルジロダイト型固体電解質ともいう。)との造粒体からなる電極材料複合体1であり、電極材料複合体1は、電極材料複合体1を構成するアルジロダイト型固体電解質とは別に添加された固体電解質2と、電極材料複合体1を構成する活物質とは別に添加された活物質(活物質の一次粒子)3と共に、電極合剤の成形体を形成している。そして、電極材料複合体1においては、10個以上の活物質の一次粒子1aが集合している。ただし、図1に示す楕円中には、電極材料複合体1の周囲に存在する、電極材料複合体1を構成しない固体電解質2が一部含まれており、また、電極材料複合体1を構成する活物質の一次粒子1aの一部は、図1に示す楕円から一部がはみ出している(後述する図3および図4においても同様である)。また、図1においては、電極材料複合体1を構成するアルジロダイト型固体電解質は示していない(後述する図3および図4においても同様である)。 The area surrounded by an ellipse in FIG. 1 is an electrode material composite 1 consisting of granules of an active material and an argyrodite-type sulfide solid electrolyte (hereinafter also simply referred to as argyrodite-type solid electrolyte). The composite 1 includes a solid electrolyte 2 added separately from the argyrodite solid electrolyte constituting the electrode material composite 1, and an active material (active material) added separately from the active material constituting the electrode material composite 1. Together with the primary particles) 3, they form a molded body of the electrode mixture. In the electrode material composite 1, ten or more primary particles 1a of the active material are aggregated. However, the ellipse shown in FIG. 1 includes a part of the solid electrolyte 2 that exists around the electrode material composite 1 and does not constitute the electrode material composite 1. A part of the primary particles 1a of the active material protrudes from the ellipse shown in FIG. 1 (the same applies to FIGS. 3 and 4, which will be described later). Further, in FIG. 1, the argyrodite solid electrolyte that constitutes the electrode material composite 1 is not shown (the same applies to FIGS. 3 and 4, which will be described later).

そして、図2に示すように、電極材料複合体1中の活物質の一次粒子1a同士の間の隙間には、粒状のアルジロダイト型硫化物系固体電解質1bが存在している。 As shown in FIG. 2, granular argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte 1b exists in the gaps between the primary particles 1a of the active material in the electrode material composite 1.

図3および図4に、本発明の全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体の一部の他の例を模式的に表す図面を示す。図3に示す電極合剤の成形体は、電極材料複合体1と固体電解質2(電極材料複合体1を構成するアルジロダイト型固体電解質とは別のもの)とで形成されている。すなわち、図3に示す電極合剤の成形体が含有する活物質は、その全てが電極材料複合体1を構成している。一方、図4に示す電極合剤の成形体は、電極材料複合体1と、固体電解質2(電極材料複合体1を構成するアルジロダイト型固体電解質とは別に添加されたのもの)と、電極材料複合体1を構成するものとは別の活物質(活物質の一次粒子)3とで形成されている。 FIG. 3 and FIG. 4 are drawings schematically showing other examples of a molded body of the electrode mixture included in the electrode for an all-solid-state battery of the present invention. The molded electrode mixture shown in FIG. 3 is formed of an electrode material composite 1 and a solid electrolyte 2 (different from the argyrodite solid electrolyte that constitutes the electrode material composite 1). That is, all of the active materials contained in the molded electrode mixture shown in FIG. 3 constitute the electrode material composite 1. On the other hand, the molded electrode mixture shown in FIG. It is formed of an active material (primary particles of active material) 3 different from that which constitutes the body 1 .

全固体電池用電極としては、電極合剤を成形してなる成形体(ペレットなど)や、電極合剤の成形体からなる層(合剤層)を集電体上に形成してなる構造のものなどが挙げられる。 As electrodes for all-solid-state batteries, there are molded bodies (such as pellets) formed by molding an electrode mixture, and structures in which a layer (mixture layer) of a molded electrode mixture is formed on a current collector. Examples include things.

全固体電池用電極が正極であって、全固体一次電池に使用される場合、電極合剤の成形体に含有させる前記電極材料複合体の活物質には、従来から知られている非水電解質一次電池に用いられている正極活物質と同じものが使用できる。具体的には、例えば、二酸化マンガン;リチウム含有マンガン酸化物〔例えば、LiMn36や、二酸化マンガンと同じ結晶構造(β型、γ型、またはβ型とγ型が混在する構造など)を有し、Liの含有量が3.5質量%以下、好ましくは2質量%以下、より好ましくは1.5質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である複合酸化物など〕、LiaTi5/34(4/3≦a<7/3)などのリチウム含有複合酸化物;バナジウム酸化物;ニオブ酸化物;チタン酸化物;二硫化鉄などの硫化物;フッ化黒鉛;Ag2Sなどの銀硫化物;NiO2などのニッケル酸化物;などが挙げられる。 When the electrode for an all-solid-state battery is a positive electrode and is used in an all-solid-state primary battery, the active material of the electrode material composite contained in the molded electrode mixture may include a conventionally known non-aqueous electrolyte. The same positive electrode active material used in primary batteries can be used. Specifically, for example, manganese dioxide; lithium-containing manganese oxide [for example, LiMn 3 O 6 , or a crystal structure that has the same crystal structure as manganese dioxide (β type, γ type, or a structure in which β type and γ type are mixed, etc.) and a Li content of 3.5% by mass or less, preferably 2% by mass or less, more preferably 1.5% by mass or less, particularly preferably 1% by mass or less], Li a Ti Lithium-containing composite oxides such as 5/3 O 4 (4/3≦a<7/3); vanadium oxides; niobium oxides; titanium oxides; sulfides such as iron disulfide; graphite fluoride; Ag 2 Silver sulfides such as S; nickel oxides such as NiO 2 ; and the like.

また、全固体電池用電極が正極であって、全固体二次電池に使用される場合、電極合剤の成形体に含有させる前記電極材料複合体の活物質には、従来から知られている非水電解質二次電池に用いられている正極活物質、すなわち、Li(リチウム)イオンを吸蔵・放出可能な活物質と同じものが使用できる。具体的には、Li1-xrMn2-r4(ただし、Mは、Li、Na、K、B、Mg、Ca、Sr、Ba、Ti、V、Cr、Zr、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Sb、In、Nb、Ta、Mo、W、Y、RuおよびRhよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0≦x≦1、0≦r≦1)で表されるスピネル型リチウムマンガン複合酸化物、LirMn(1-s-t)Nist(2-u)v(ただし、Mは、Co、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Zr、Mo、Sn、Ca、SrおよびWよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0≦r≦1.2、0<s<0.5、0≦t≦0.5、u+v<1、-0.1≦u≦0.2、0≦v≦0.1)で表される層状化合物、Li1-xCo1-rr2(ただし、Mは、Al、Mg、Ti、V、Cr、Zr、Fe、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Nb、Mo、Sn、Sb、Ba、Mn、Bi、Ca、F、P、Sr、W、Si、Ta、K、S、ErおよびNaよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0≦x≦1、0≦r≦0.5)で表されるリチウムコバルト複合酸化物、Li1-xNi1-rr2(ただし、Mは、Al、Mg、Ti、Zr、Fe、Co、Cu、Zn、Ga、Ge、Nb、Mo、Sn、SbおよびBaよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0≦x≦1、0≦r≦0.5)で表されるリチウムニッケル複合酸化物、Li1+s-x1-rrPO4s(ただし、Mは、Fe、MnおよびCoよりなる群から選択される少なくとも1種の元素で、Nは、Al、Mg、Ti、Zr、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Nb、Mo、Sn、Sb、VおよびBaよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0≦x≦1、0≦r≦0.5、0≦s≦1)で表されるオリビン型複合酸化物、Li2-x1-rr27(ただし、Mは、Fe、MnおよびCoよりなる群から選択される少なくとも1種の元素で、Nは、Al、Mg、Ti、Zr、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Nb、Mo、Sn、Sb、VおよびBaよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0≦x≦2、0≦r≦0.5)で表されるピロリン酸化合物などが例示でき、これらのうちの1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 In addition, when the electrode for an all-solid-state battery is a positive electrode and is used for an all-solid-state secondary battery, the active material of the electrode material composite to be contained in the molded electrode mixture may include conventionally known active materials. The same positive electrode active material used in non-aqueous electrolyte secondary batteries, that is, an active material capable of inserting and releasing Li (lithium) ions, can be used. Specifically, Li 1-x M r Mn 2-r O 4 (where M is Li, Na, K, B, Mg, Ca, Sr, Ba, Ti, V, Cr, Zr, Fe, Co , Ni, Cu, Zn, Al, Sn, Sb, In, Nb, Ta, Mo, W, Y, Ru and Rh, and 0≦x≦1,0 ≦r≦1), a spinel-type lithium manganese composite oxide, Li r Mn (1-st) Ni s M t O (2-u) F v (where M is Co, Mg, Al, B , Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Zr, Mo, Sn, Ca, Sr and W, and 0≦r≦1.2, 0<s <0.5, 0≦t≦0.5, u+v<1, -0.1≦u≦0.2, 0≦v≦0.1), Li 1-x Co 1- r M r O 2 (M is Al, Mg, Ti, V, Cr, Zr, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Nb, Mo, Sn, Sb, Ba, Mn, Bi, Ca , F, P, Sr, W, Si, Ta, K, S, Er and Na, and 0≦x≦1, 0≦r≦0.5). The represented lithium cobalt composite oxide, Li 1-x Ni 1-r M r O 2 (where M is Al, Mg, Ti, Zr, Fe, Co, Cu, Zn, Ga, Ge, Nb, Mo , Sn, Sb, and Ba, and is at least one element selected from the group consisting of 0≦x≦1, 0≦r≦0.5) Lithium-nickel composite oxide, Li 1+sx M 1-r N r PO 4 F s (M is at least one element selected from the group consisting of Fe, Mn and Co, and N is Al, Mg, Ti, Zr, Ni, Cu, Zn , Ga, Ge, Nb, Mo, Sn, Sb, V and Ba, and 0≦x≦1, 0≦r≦0.5, 0≦s≦1 ), an olivine-type composite oxide represented by Li 2-x M 1-r N r P 2 O 7 (where M is at least one element selected from the group consisting of Fe, Mn and Co, N is at least one element selected from the group consisting of Al, Mg, Ti, Zr, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Nb, Mo, Sn, Sb, V and Ba, and 0≦x Examples include pyrophosphoric acid compounds represented by the following formulas: ≦2, 0≦r≦0.5), and only one type of these compounds may be used, or two or more types thereof may be used in combination.

全固体二次電池に使用する全固体電池用正極の場合、前記例示の正極活物質の中でも、下記一般式(1)で表されるリチウムコバルト複合酸化物(A)が、好ましく用いられる。 In the case of a positive electrode for an all-solid-state battery used in an all-solid-state secondary battery, a lithium-cobalt composite oxide (A) represented by the following general formula (1) is preferably used among the above-mentioned positive electrode active materials.

LiCo1-a-b-cAla1 b2 c2 (1) LiCo 1-abc Al a M 1 b M 2 c O 2 (1)

前記一般式(1)中、M1は、Mg、NiおよびNaよりなる群から選択される少なくとも1種の元素、M2は、Mn、Fe、Cu、Zr、Ti、Bi、Ca、F、P、Sr、W、Ba、Nb、Si、Zn、Mo、V、Sn、Sb、Ta、Ge、Cr、K、SおよびErよりなる群から選択される少なくとも1種の元素であり、0<a<0.1、0<b<0.1、a+b<0.1、0≦cである。 In the general formula (1), M 1 is at least one element selected from the group consisting of Mg, Ni and Na, M 2 is Mn, Fe, Cu, Zr, Ti, Bi, Ca, F, At least one element selected from the group consisting of P, Sr, W, Ba, Nb, Si, Zn, Mo, V, Sn, Sb, Ta, Ge, Cr, K, S and Er, and 0<a<0.1,0<b<0.1,a+b<0.1, 0≦c.

リチウムコバルト複合酸化物(A)は、有機電解液を使用する非水電解質二次電池用の正極活物質に用いた場合、含有するAlやM1元素などの添加元素の作用によって、電池の内部抵抗を増大させる材料である。しかし、有機電解液を有する非水電解質二次電池の場合、正極と負極との間でのイオンの受け渡しを行う電解質が液状(電解液)であるため、元々の内部抵抗が小さいことから、リチウムコバルト複合酸化物(A)による前記の内部抵抗増大は電池特性に殆ど影響しない。一方、正極-負極間でのイオンの受け渡しを固体電解質で行う全固体二次電池においては、正極活物質の作用による内部抵抗の増大によって負荷特性などの電池特性の低下が引き起されることも予想される。 When lithium cobalt composite oxide (A) is used as a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery that uses an organic electrolyte, it causes damage to the inside of the battery due to the action of additive elements such as Al and M1 elements. A material that increases resistance. However, in the case of non-aqueous electrolyte secondary batteries that have an organic electrolyte, the electrolyte that transfers ions between the positive and negative electrodes is liquid (electrolyte), so the internal resistance is low, so lithium The increase in internal resistance due to the cobalt composite oxide (A) has little effect on battery characteristics. On the other hand, in all-solid-state secondary batteries in which ions are transferred between the positive electrode and the negative electrode using a solid electrolyte, an increase in internal resistance due to the action of the positive electrode active material may cause a decrease in battery characteristics such as load characteristics. is expected.

しかしながら、リチウムコバルト複合酸化物(A)を全固体二次電池の正極活物質として使用した場合には、こうした予想に反して、例えばLiCoO2を正極活物質とする場合に比べて内部抵抗を下げることが可能であり、全固体二次電池の負荷特性をより高めることができる。 However, contrary to these expectations, when lithium cobalt composite oxide (A) is used as the positive electrode active material of an all-solid-state secondary battery, the internal resistance is lower than, for example, when LiCoO 2 is used as the positive electrode active material. This makes it possible to further improve the load characteristics of the all-solid-state secondary battery.

LiCoO2を正極活物質として用いた電池を充電すると、価数変化によってCoが膨張する。有機電解液を用いた電池では、これに起因する正極活物質の体積変化が生じても、イオンの受け渡しをする電解質が液状であるために、電解質と正極活物質との接触が損なわれることはない。一方、全固体二次電池では、正極内でイオンの受け渡しをする電解質が固体(固体電解質)であるため、電池の充放電によって正極活物質が体積変化することで、正極活物質と固体電解質との間に隙間が生じてしまい、正極の内部抵抗、延いては電池の内部抵抗が増大してしまう。 When a battery using LiCoO 2 as a positive electrode active material is charged, Co expands due to a change in valence. In batteries using organic electrolytes, even if the volume of the positive electrode active material changes due to this, the electrolyte that transfers ions is liquid, so the contact between the electrolyte and the positive electrode active material will not be impaired. do not have. On the other hand, in all-solid-state secondary batteries, the electrolyte that transfers ions in the positive electrode is solid (solid electrolyte), so the positive electrode active material and solid electrolyte change in volume as the battery is charged and discharged. A gap is created between the two, increasing the internal resistance of the positive electrode and, ultimately, the internal resistance of the battery.

ところが、前記一般式(1)で表されるリチウムコバルト複合酸化物(A)であれば、充電状態となっても、Alおよび元素M1の作用によってCoの膨張が抑えられるため、正極活物質全体の膨張量(体積変化量)が小さくなる。よって、リチウムコバルト複合酸化物(A)を正極活物質とする全固体電池用正極を使用することで、充放電しても正極内でのリチウムコバルト複合酸化物(A)と固体電解質との接触が良好に維持でき、内部抵抗を低く保ち得ることから、より負荷特性に優れた全固体二次電池とすることができる。 However, in the case of the lithium cobalt composite oxide (A) represented by the general formula (1), even in a charged state, the expansion of Co is suppressed by the action of Al and element M1 , so that the positive electrode active material The overall amount of expansion (volume change) becomes smaller. Therefore, by using a positive electrode for an all-solid battery that uses lithium cobalt composite oxide (A) as the positive electrode active material, contact between the lithium cobalt composite oxide (A) and the solid electrolyte within the positive electrode can be prevented even during charging and discharging. Since the internal resistance can be maintained well and the internal resistance can be kept low, an all-solid-state secondary battery with better load characteristics can be obtained.

リチウムコバルト複合酸化物(A)において、AlはCoサイトに置換される元素、M1はLiサイトに置換される元素であり、ともに充電時におけるCoの膨張量〔リチウムコバルト複合酸化物(A)の膨張量〕を小さくする作用を有している。 In the lithium cobalt composite oxide (A), Al is an element substituted into Co sites, and M1 is an element substituted with Li sites. It has the effect of reducing the amount of expansion].

リチウムコバルト複合酸化物(A)は、元素M1として、Mg、NiおよびNaのうちの少なくとも1種の元素を含有していればよいが、置換するLiとイオン半径が同等であり、さらに充放電時における価数変化を起こさないことからMgが好ましい。 The lithium cobalt composite oxide (A) only needs to contain at least one element selected from Mg, Ni, and Na as the element M1 , but the lithium cobalt composite oxide (A) may contain at least one element selected from Mg, Ni, and Na. Mg is preferred because it does not cause a change in valence during discharge.

リチウムコバルト複合酸化物(A)において、充電時における膨張量を小さく抑える観点から、Alの量aは0より大きく0.1未満であり、元素M1の量bは0より大きく0.1未満であり、また、a+bが0.1未満である。なお、Alの量aは0.005以上であることが好ましく、また、元素M1の量bは0.005以上であることが好ましい。さらに、Alの量aは0.08以下であることが好ましく、また、元素M1の量bは0.08以下であることが好ましい。 In the lithium cobalt composite oxide (A), from the viewpoint of suppressing the amount of expansion during charging, the amount a of Al is greater than 0 and less than 0.1, and the amount b of the element M1 is greater than 0 and less than 0.1. and a+b is less than 0.1. Note that the amount a of Al is preferably 0.005 or more, and the amount b of element M 1 is preferably 0.005 or more. Further, the amount a of Al is preferably 0.08 or less, and the amount b of element M 1 is preferably 0.08 or less.

リチウムコバルト複合酸化物(A)は、元素M2を含有していてもよく、含有していなくてもよい(その量cは0でもよい)が、元素M2の量が多すぎると、例えばCoの量が少なくなって、リチウムコバルト複合酸化物(A)の容量が小さくなる虞がある。よって、元素M2の量cは0.05以下であることが好ましい。 The lithium cobalt composite oxide (A) may or may not contain the element M 2 (the amount c may be 0), but if the amount of the element M 2 is too large, e.g. There is a possibility that the amount of Co will decrease and the capacity of the lithium cobalt composite oxide (A) will decrease. Therefore, the amount c of element M 2 is preferably 0.05 or less.

全固体電池用電極が負極であって、全固体一次電池に使用される場合、電極合剤の成形体に含有させる前記電極材料複合体の活物質としては、金属リチウム、リチウム合金(リチウム-アルミニウム合金、リチウム-インジウム合金など)などが挙げられる。 When the electrode for an all-solid-state battery is a negative electrode and is used for an all-solid-state primary battery, the active material of the electrode material composite to be contained in the molded electrode mixture is metallic lithium, lithium alloy (lithium-aluminum alloy), etc. alloy, lithium-indium alloy, etc.).

また、全固体電池用電極が負極であって、全固体二次電池に使用される場合、電極合剤の成形体に含有させる前記電極材料複合体の活物質としては、従来から知られているリチウム二次電池に用いられている、リチウムイオンを吸蔵・放出可能な活物質であれば特に制限はない。例えば、負極活物質として、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、炭素繊維などのリチウムを吸蔵・放出可能な炭素系材料の1種または2種以上の混合物が用いられる。負極活物質としては酸化物を用いてもよく、例えば、LixNbyTiM6 a[5y+4/2]+δ(ただし、M6は、V、Cr、Mo、Ta、Zr、Mn、Fe、Mg、B、Al、Cu、および、Siからなる群より選ばれる少なくとも1種であり、0≦x≦49、0.5≦y<24、-5≦δ≦5、0≦a≦0.3)で表される単斜晶系の結晶構造を有する複合酸化物、アナターゼ構造を有する二酸化チタン、Li2Ti37で表されるラムスデライト構造を有するチタン酸リチウム、Li4Ti512で表されるスピネル型のリチウムチタン複合酸化物、などが挙げられ、これらのうちの1種または2種以上を使用することができる。Si、Sn、Ge、Bi、Sb、Inなどの元素を含む単体、化合物およびその合金;Co、Ni、Mn、Fe、Cr、Ti、および、Wなどの遷移金属とリチウムとを含有した窒化物または酸化物などのリチウム金属に近い低電圧で充放電できる化合物;若しくは金属リチウムやリチウム合金(リチウム-アルミニウム合金、リチウム-インジウム合金など)も負極活物質として用いることができる。 In addition, when the electrode for an all-solid-state battery is a negative electrode and is used for an all-solid-state secondary battery, the active material of the electrode material composite to be contained in the molded electrode mixture is a conventionally known active material. There is no particular restriction as long as it is an active material that is used in lithium secondary batteries and is capable of intercalating and deintercalating lithium ions. For example, carbon that can absorb and release lithium such as graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, fired bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads (MCMB), and carbon fibers can be used as negative electrode active materials. One or a mixture of two or more of these materials may be used. An oxide may be used as the negative electrode active material, for example, Li x Nb y TiM 6 a O [5y+4/2]+ δ (where M 6 is V, Cr, Mo, Ta, Zr, Mn , Fe, Mg, B, Al, Cu, and Si, and 0≦x≦49, 0.5≦y<24, -5≦δ≦5, 0≦a ≦0.3), titanium dioxide having an anatase structure, lithium titanate having a ramsdellite structure represented by Li 2 Ti 3 O 7 , Li 4 Examples include a spinel-type lithium titanium composite oxide represented by Ti 5 O 12 , and one or more of these can be used. Elements, compounds, and alloys thereof containing elements such as Si, Sn, Ge, Bi, Sb, and In; Nitride containing transition metals such as Co, Ni, Mn, Fe, Cr, Ti, and W, and lithium Alternatively, compounds such as oxides that can be charged and discharged at low voltages similar to those of lithium metal; or metallic lithium or lithium alloys (lithium-aluminum alloy, lithium-indium alloy, etc.) can also be used as the negative electrode active material.

前記電極材料複合体の活物質は、その表面に、活物質と固体電解質との反応を抑制するための反応抑制層を有することができる。特に、全固体電池用電極が正極の場合には、活物質(正極活物質)の表面には反応抑制層が設けられていることが好ましい。 The active material of the electrode material composite may have a reaction suppression layer on its surface for suppressing the reaction between the active material and the solid electrolyte. In particular, when the electrode for an all-solid-state battery is a positive electrode, it is preferable that a reaction suppression layer is provided on the surface of the active material (positive electrode active material).

反応抑制層は、イオン伝導性を有し、活物質と固体電解質との反応を抑制できる材料で構成されていればよい。反応抑制層を構成し得る材料としては、例えば、Liと、Nb、P、B、Si、Ge、TiおよびZrよりなる群から選択される少なくとも1種の元素とを含む酸化物、より具体的には、LiNbO3などのNb含有酸化物、Li3PO4、Li3BO3、Li4SiO4、Li4GeO4、LiTiO3、LiZrO3、Li2WO4などが挙げられる。反応抑制層は、これらの酸化物のうちの1種のみを含有していてもよく、また、2種以上を含有していてもよく、さらに、これらの酸化物のうちの複数種が複合化合物を形成していてもよい。これらの酸化物の中でも、Nb含有酸化物を使用することが好ましく、LiNbO3を使用することがより好ましい。 The reaction suppression layer may be made of a material that has ionic conductivity and can suppress the reaction between the active material and the solid electrolyte. Examples of materials that can constitute the reaction suppression layer include, for example, oxides containing Li and at least one element selected from the group consisting of Nb, P, B, Si, Ge, Ti, and Zr; Examples include Nb-containing oxides such as LiNbO 3 , Li 3 PO 4 , Li 3 BO 3 , Li 4 SiO 4 , Li 4 GeO 4 , LiTiO 3 , LiZrO 3 , Li 2 WO 4 and the like. The reaction suppression layer may contain only one type of these oxides, or may contain two or more types of these oxides, and may further contain multiple types of these oxides in a composite compound. may be formed. Among these oxides, it is preferable to use Nb-containing oxides, and it is more preferable to use LiNbO 3 .

反応抑制層は、活物質(反応抑制層が形成される母材粒子):100質量部に対して0.1~1.0質量部で表面に存在することが好ましい。この範囲であれば活物質と固体電解質との反応を良好に抑制することができる。 The reaction suppression layer is preferably present on the surface in an amount of 0.1 to 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of the active material (base material particles on which the reaction suppression layer is formed). Within this range, the reaction between the active material and the solid electrolyte can be suppressed well.

活物質の表面に反応抑制層を形成する方法としては、ゾルゲル法、メカノフュージョン法、CVD法、PVD法、ALD法などが挙げられる。 Examples of methods for forming a reaction suppression layer on the surface of the active material include a sol-gel method, a mechanofusion method, a CVD method, a PVD method, and an ALD method.

全固体電池用電極の電極合剤の成形体に含有させる前記電極材料複合体の固体電解質には、アルジロダイト型硫化物系固体電解質を主として使用するが、使用する固体電解質を全てアルジロダイト型硫化物系固体電解質とすることもできる。 Argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes are mainly used as the solid electrolyte of the electrode material composite to be contained in the molded body of the electrode mixture of the electrode for all-solid-state batteries. It can also be a solid electrolyte.

アルジロダイト型硫化物系固体電解質としては、例えば、Li6PS5Clに代表される下記一般式(2)や、下記一般式(3)で表されるものが挙げられる。 Examples of the argyrodite type sulfide solid electrolyte include those represented by the following general formula (2) represented by Li 6 PS 5 Cl and the following general formula (3).

Li7-x+yPS6-xClx+y (2) Li 7-x+y PS 6-x Cl x+y (2)

前記一般式(2)中、0.05≦y≦0.9、-3.0x+1.8≦y≦-3.0x+5.7である。 In the general formula (2), 0.05≦y≦0.9, −3.0x+1.8≦y≦−3.0x+5.7.

Li7-pPS6-pClqBrr (3) Li 7-p PS 6-p Cl q Br r (3)

前記一般式(3)中、p=q+r、0<p≦1.8、0.1≦q/r≦10.0である。 In the general formula (3), p=q+r, 0<p≦1.8, and 0.1≦q/r≦10.0.

全固体電池用電極における前記電極材料複合体の固体電解質には、アルジロダイト型硫化物系固体電解質と共に他の固体電解質を使用することもできる。このような他の固体電解質としては、例えば、アルジロダイト型硫化物系固体電解質以外の硫化物系固体電解質、水素化物系固体電解質、ハロゲン化物系固体電解質、酸化物系固体電解質などが挙げられる。 In addition to the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, other solid electrolytes can also be used as the solid electrolyte of the electrode material composite in the electrode for an all-solid-state battery. Examples of such other solid electrolytes include sulfide-based solid electrolytes other than the argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes, hydride-based solid electrolytes, halide-based solid electrolytes, oxide-based solid electrolytes, and the like.

アルジロダイト型硫化物系固体電解質以外の硫化物系固体電解質としては、Li2S-P25、Li2S-SiS2、Li2S-P25-GeS2、Li2S-B23などのガラス系粒子;LGPS系のもの(Li10GeP212など);が挙げられる。 Examples of sulfide solid electrolytes other than the argyrodite type sulfide solid electrolyte include Li 2 S-P 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-P 2 S 5 -GeS 2 , Li 2 S-B Examples include glass-based particles such as 2S3 ; LGPS - based particles ( Li10GeP2S12 , etc. ).

水素化物系固体電解質としては、例えば、LiBH4、LiBH4と下記のアルカリ金属化合物との固溶体(例えば、LiBH4とアルカリ金属化合物とのモル比が1:1~20:1のもの)などが挙げられる。前記固溶体におけるアルカリ金属化合物としては、ハロゲン化リチウム(LiI、LiBr、LiF、LiClなど)、ハロゲン化ルビジウム(RbI、RbBr、RbF、RbClなど)、ハロゲン化セシウム(CsI、CsBr、CsF、CsClなど)、リチウムアミド、ルビジウムアミドおよびセシウムアミドよりなる群から選択される少なくとも1種が挙げられる。 Examples of the hydride solid electrolyte include LiBH 4 , a solid solution of LiBH 4 and the following alkali metal compound (for example, one in which the molar ratio of LiBH 4 to the alkali metal compound is 1:1 to 20:1), and the like. Can be mentioned. Examples of the alkali metal compounds in the solid solution include lithium halides (LiI, LiBr, LiF, LiCl, etc.), rubidium halides (RbI, RbBr, RbF, RbCl, etc.), and cesium halides (CsI, CsBr, CsF, CsCl, etc.). , lithium amide, rubidium amide, and cesium amide.

ハロゲン化物系固体電解質としては、例えば、単斜晶型のLiAlCl4、欠陥スピネル型または層状構造のLiInBr4、単斜晶型のLi6-3mm6(ただし、0<m<2かつX=ClまたはBr)などが挙げられ、その他にも例えば国際公開第2020/070958号や国際公開第2020/070955号に記載の公知のものを使用することができる。 Examples of the halide solid electrolyte include monoclinic LiAlCl 4 , defective spinel type or layered LiInBr 4 , and monoclinic Li 6-3m Y m X 6 (where 0<m<2 and X=Cl or Br), and in addition, known ones described in International Publication No. 2020/070958 and International Publication No. 2020/070955 can be used.

酸化物系固体電解質としては、例えば、ガーネット型のLi7La3Zr212、NASICON型のLi1+OAl1+OTi2-O(PO43、Li1+pAl1+pGe2-p(PO43、ペロブスカイト型のLi3qLa2/3-qTiO3などが挙げられる。 Examples of oxide-based solid electrolytes include garnet-type Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , NASICON-type Li 1+O Al 1+O Ti 2-O (PO 4 ) 3 , Li 1+p Al 1+ Examples include p Ge 2-p (PO 4 ) 3 and perovskite-type Li 3q La 2/3-q TiO 3 .

なお、アルジロダイト型硫化物系固体電解質と共に他の固体電解質を電極材料複合体に使用する場合は、前記電極材料複合体における固体電解質の全量中の、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の割合を、70質量%以上とすることが好ましい。また、電極材料複合体に使用する固体電解質の全てがアルジロダイト型硫化物系固体電解質であることが好ましいため、前記電極材料複合体における固体電解質の全量中の、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の割合の好適上限値は、100質量%である。 In addition, when using another solid electrolyte together with the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite, the proportion of the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the total amount of solid electrolyte in the electrode material composite is set to 70%. It is preferable to set it as mass % or more. Furthermore, since it is preferable that all of the solid electrolyte used in the electrode material composite be an argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, the proportion of the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the total amount of solid electrolyte in the electrode material composite is The preferred upper limit of is 100% by mass.

電極合剤の成形体が含有する前記電極材料複合体に含まれるアルジロダイト型硫化物系固体電解質は、粒状であれば、その形状については特に制限はなく、例えば下記方法によって測定される一次粒子径Rsが下記の値を満たすものであれば、球状、楕円体状、板状などのいずれの形状を有していてもよい。また、前記電極材料複合体がアルジロダイト型硫化物系固体電解質以外の他の固体電解質も含有する場合には、他の固体電解質の形状も粒状であることが好ましい。 The shape of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte contained in the electrode material composite contained in the electrode mixture molded body is not particularly limited as long as it is in the form of particles, for example, the primary particle size measured by the following method. As long as Rs satisfies the following values, it may have any shape such as spherical, ellipsoidal, or plate-like. Further, when the electrode material composite also contains a solid electrolyte other than the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, it is preferable that the shape of the other solid electrolyte is also granular.

前記電極材料複合体に含まれる活物質の一次粒子の平均粒子径をRaとし、前記電極材料複合体に含まれる固体電解質(電極材料複合体がアルジロダイト型固体電解質以外の他の固体電解質も含有する場合には、前記他の固体電解質も含む)の一次粒子の平均粒子径をRsとしたとき、これらの比Ra/Rsは、2以上であることが好ましく、4以上であることがより好ましく、6以上であることが最も好ましく、また、50以下であることが好ましく、35以下であることがより好ましく、18以下であることが最も好ましい。例えば、Ra/Rsは、2~50、2~35、2~18、4~50、4~35、4~18、6~50、6~35、6~18の範囲内に設定できる。Ra/Rsが前記の値を満たす場合には、前記電極材料複合体中での活物質と固体電解質との接触がより良好となって、全固体電池の負荷特性を高める効果がより良好となる。 The average particle diameter of the primary particles of the active material contained in the electrode material composite is Ra, and the solid electrolyte contained in the electrode material composite (the electrode material composite also contains other solid electrolytes other than the argyrodite solid electrolyte) When the average particle diameter of the primary particles (including the other solid electrolytes) is Rs, the ratio Ra/Rs is preferably 2 or more, more preferably 4 or more, It is most preferably 6 or more, more preferably 50 or less, more preferably 35 or less, and most preferably 18 or less. For example, Ra/Rs can be set within the ranges of 2-50, 2-35, 2-18, 4-50, 4-35, 4-18, 6-50, 6-35, and 6-18. When Ra/Rs satisfies the above value, the contact between the active material and the solid electrolyte in the electrode material composite becomes better, and the effect of increasing the load characteristics of the all-solid-state battery becomes better. .

なお、前記電極材料複合体における活物質の一次粒子の平均粒子径Raは、1μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、4μm以上が最も好ましく、25μm以下であることが好ましく、15μm以下であることがより好ましく、10μm以下であることが最も好ましい。例えば、Raは、1~25μm、1~15μm、1~10μm、3~25μm、3~15μm、3~10μm、4~25μm、4~15μm、4~10μmの範囲内に設定できる。 The average particle diameter Ra of the primary particles of the active material in the electrode material composite is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, most preferably 4 μm or more, and preferably 25 μm or less. , more preferably 15 μm or less, most preferably 10 μm or less. For example, Ra can be set within the range of 1 to 25 μm, 1 to 15 μm, 1 to 10 μm, 3 to 25 μm, 3 to 15 μm, 3 to 10 μm, 4 to 25 μm, 4 to 15 μm, and 4 to 10 μm.

また、前記電極材料複合体における固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは、0.2μm以上であることが好ましく、0.4μm以上であることがより好ましく、3μm以下であることが好ましく、1.8μm以下であることがより好ましい。例えば、Rsは、0.2~3μm、0.2~1.8μm、0.4~3μm、0.4~1.8μmの範囲内に設定できる。 Further, the average particle diameter Rs of the primary particles of the solid electrolyte in the electrode material composite is preferably 0.2 μm or more, more preferably 0.4 μm or more, preferably 3 μm or less, and 1 μm or more. More preferably, it is .8 μm or less. For example, Rs can be set within the ranges of 0.2 to 3 μm, 0.2 to 1.8 μm, 0.4 to 3 μm, and 0.4 to 1.8 μm.

前記電極材料複合体が含有する活物質の一次粒子の平均粒子径は、以下のようにして求められる値である。全固体電池用電極における電極合剤の成形体の断面について、SEMを用いて2000倍で観察した画像において、輪郭が確認できる活物質の粒子を10個選択し、選択した粒子について二点間法で最長径を測定する。そして、測定した全粒子の最長径の平均値(数平均)を、活物質の一次粒子の平均粒子径とする。 The average particle diameter of the primary particles of the active material contained in the electrode material composite is a value determined as follows. Regarding the cross section of the molded body of the electrode mixture in the electrode for all-solid-state batteries, select 10 particles of the active material whose outline can be confirmed in the image observed at 2000 times magnification using SEM, and perform the two-point method on the selected particles. Measure the longest diameter. Then, the average value (number average) of the longest diameters of all the measured particles is taken as the average particle diameter of the primary particles of the active material.

また、前記電極材料複合体が含有する固体電解質の一次粒子の平均粒子径は、SEMで観察する倍率を30000倍に変更する以外は、電極材料複合体が含有する活物質の一次粒子径の平均粒子径と同じ方法で求められる値である。 In addition, the average particle size of the primary particles of the solid electrolyte contained in the electrode material composite is the average particle size of the primary particles of the active material contained in the electrode material composite, except that the magnification for observation with SEM is changed to 30,000 times. This value is determined using the same method as the particle diameter.

前記電極材料複合体における活物質およびアルジロダイト型固体電解質の組成としては、活物質の含有量を100質量部としたときのアルジロダイト型固体電解質の含有量が、2.5質量部以上であることが好ましく、8質量部以上であることがより好ましく、60質量部以下であることが好ましく、40質量部以下であることがより好ましい。例えば、前記アルジロダイト型固体電解質の含有量は、2.5~60質量部、2.5~40質量部、8~60質量部、8~40質量部の範囲内に設定できる。このような成分組成の前記電極材料複合体であれば、容量とイオン伝導性とのバランスが良好な全固体電池用電極を形成できる。 As for the composition of the active material and the argyrodite solid electrolyte in the electrode material composite, the content of the argyrodite solid electrolyte is 2.5 parts by mass or more when the content of the active material is 100 parts by mass. It is preferably 8 parts by mass or more, more preferably 60 parts by mass or less, and more preferably 40 parts by mass or less. For example, the content of the argyrodite solid electrolyte can be set within the range of 2.5 to 60 parts by weight, 2.5 to 40 parts by weight, 8 to 60 parts by weight, and 8 to 40 parts by weight. If the electrode material composite has such a component composition, an electrode for an all-solid-state battery with a good balance between capacity and ionic conductivity can be formed.

前記電極材料複合体は、活物質の粒子とアルジロダイト型硫化物系固体電解質の粒子などとを造粒することで製造される。造粒方法については特に制限はなく公知の方法を適用できるが、造粒後のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状を維持できるように、造粒時に作用する応力を調整する必要がある。例えば、材料同士の衝突・剪断作用によるファンデルワールス力および静電気力を発現させるように、公知の混合機を調整することが、造粒時に作用する応力を調整する上で望ましい方法として挙げられる。 The electrode material composite is manufactured by granulating active material particles and argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte particles. There are no particular restrictions on the granulation method, and any known method can be applied, but it is necessary to adjust the stress that acts during granulation so that the argyrodite-type sulfide solid electrolyte can maintain its granular shape after granulation. For example, a desirable method for adjusting the stress that acts during granulation is to adjust a known mixer so as to generate Van der Waals force and electrostatic force due to collision and shearing action between materials.

前記電極材料複合体の形成に使用するアルジロダイト型硫化物系固体電解質の粒子は、粒度分布測定装置(マイクロトラックベル株式会社製の粒度分布測定装置「MT-3300EXII」など)を用いて測定される平均粒子径〔粒度の小さい粒子から積分体積を求める場合の体積基準の積算分率における50%径の値(D50)〕が、通常、0.2~3μm程度である。よって、このようなサイズのアルジロダイト型硫化物系固体電解質が、造粒を経て前記電極材料複合体とされ、さらにこの前記電極材料複合体を用いて形成される電極合剤の成形体内において、前記の一次粒子径Rsを満たし得るような条件を選択して、活物質の粒子とアルジロダイト型硫化物系固体電解質の粒子などとの造粒を行えばよい。 The particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte used to form the electrode material composite are measured using a particle size distribution measuring device (such as the particle size distribution measuring device "MT-3300EXII" manufactured by Micro Track Bell Co., Ltd.). The average particle diameter [50% diameter value (D 50 ) of the volume-based integrated fraction when calculating the integral volume from particles with small particle size] is usually about 0.2 to 3 μm. Therefore, the argyrodite-type sulfide solid electrolyte of such size is made into the electrode material composite through granulation, and further, in the molded body of the electrode mixture formed using the electrode material composite, the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is Particles of the active material and particles of the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte may be granulated by selecting conditions that can satisfy the primary particle diameter Rs.

全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体には、前記電極材料複合体とは別に活物質を含有させることもできる。このような活物質としては、前記電極材料複合体を構成するためのものとして先に例示した各種の活物質と同じものが使用できる。ただし、電極材料複合体とは別に活物質を含有させる場合、電極材料複合体中の活物質と電極材料複合体を構成していない活物質との合計100質量%中の、電極材料複合体中の活物質の割合は、60質量%以上とすることが好ましい。なお、電極合剤の成形体には、前記電極材料複合体とは別に活物質を使用しなくてもよく、電極材料複合体中の活物質と電極材料複合体を構成していない活物質との合計100質量%中の、電極材料複合体中の活物質の割合の好適上限値は、100質量%である。 The molded body of the electrode mixture included in the electrode for an all-solid-state battery can also contain an active material separately from the electrode material composite. As such an active material, the same active materials as those exemplified above for forming the electrode material composite can be used. However, when containing an active material separately from the electrode material composite, the amount of active material in the electrode material composite in the total 100% by mass of the active material in the electrode material composite and the active material that does not constitute the electrode material composite. The proportion of the active material is preferably 60% by mass or more. Note that it is not necessary to use an active material separately from the electrode material composite in the molded body of the electrode mixture, and the active material in the electrode material composite and the active material that does not constitute the electrode material composite may be used. A preferable upper limit value of the proportion of the active material in the electrode material composite in the total of 100% by mass is 100% by mass.

また、電極合剤における活物質(前記電極材料複合体中に含まれる活物質、および必要に応じて前記電極材料複合体とは別に使用される活物質)の含有量は、55~75質量%であることが好ましい。なお、ここでいう活物質の含有量には、活物質が反応抑制層を有している場合には、その反応抑制層の量も含める。 Further, the content of the active material in the electrode mixture (the active material contained in the electrode material composite and the active material used separately from the electrode material composite as necessary) is 55 to 75% by mass. It is preferable that Note that, when the active material has a reaction suppression layer, the content of the active material herein also includes the amount of the reaction suppression layer.

全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体には、前記電極材料複合体が含有する固体電解質とは別に固体電解質を含有させることもできる。このような固体電解質としては、例えば、前記電極材料複合体に使用可能なものとして先に例示した各種の硫化物系固体電解質(アルジロダイト型硫化物系固体電解質およびその他の硫化物系固体電解質)、水素化物系固体電解質、ハロゲン化物系固体電解質および酸化物系固体電解質と同じものが挙げられる。電極材料複合体とは別に使用する固体電解質は、電極材料複合体が含有するものと同じ種類のものを使用してもよく、他の種類のものを使用してもよいが、前記例示の固体電解質の中でも、リチウムイオン伝導性が高いことから、硫化物系固体電解質がより好ましく、リチウムイオン伝導性が特に高いことに加えて化学的に安定性が高いことから、アルジロダイト型硫化物系固体電解質がさらに好ましい。 The molded body of the electrode mixture included in the electrode for an all-solid-state battery can also contain a solid electrolyte in addition to the solid electrolyte contained in the electrode material composite. Such solid electrolytes include, for example, the various sulfide-based solid electrolytes (argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes and other sulfide-based solid electrolytes) listed above as those that can be used in the electrode material composite; Examples include the same as hydride solid electrolytes, halide solid electrolytes, and oxide solid electrolytes. The solid electrolyte used separately from the electrode material composite may be of the same type as that contained in the electrode material composite, or may be of a different type; Among electrolytes, sulfide-based solid electrolytes are more preferable because of their high lithium ion conductivity, and argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes are preferred because they have particularly high lithium ion conductivity and high chemical stability. is even more preferable.

電極合剤における固体電解質(前記電極材料複合体が含有する固体電解質、および必要に応じて前記電極材料複合体とは別に使用される固体電解質)の含有量は、25~50質量%であることが好ましい。 The content of the solid electrolyte in the electrode mixture (the solid electrolyte contained in the electrode material composite and the solid electrolyte used separately from the electrode material composite if necessary) is 25 to 50% by mass. is preferred.

全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体には、必要に応じて、カーボンブラック、グラフェンなどの導電助剤を含有させることもできる。電極合剤の成形体に導電助剤を含有させる場合、電極合剤中の含有量は、2~10質量%であることが好ましい。 The molded electrode mixture included in the electrode for an all-solid-state battery may contain a conductive additive such as carbon black or graphene, if necessary. When a conductive additive is contained in the molded electrode mixture, the content in the electrode mixture is preferably 2 to 10% by mass.

全固体電池用電極が有する電極合剤の成形体には、樹脂製のバインダは含有させなくてもよく、含有させてもよい。樹脂製のバインダとしては、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)などのフッ素樹脂などが挙げられる。ただし、樹脂製のバインダは電極合剤の成形体中においても抵抗成分として作用するため、その量はできるだけ少ないことが望ましい。よって、電極合剤の成形体においては、樹脂製のバインダを含有させないか、含有させる場合には、電極合剤中の含有量を0.5質量%以下とすることが好ましい。電極合剤における樹脂製のバインダの含有量は0.3質量%以下であることがより好ましく、0質量%である(すなわち、樹脂製のバインダを含有させない)ことがさらに好ましい。 The molded body of the electrode mixture included in the electrode for an all-solid-state battery does not need to contain a resin binder, or may contain it. Examples of the resin binder include fluororesins such as polyvinylidene fluoride (PVDF). However, since the resin binder also acts as a resistance component in the molded electrode mixture, it is desirable that its amount be as small as possible. Therefore, in the molded body of the electrode mixture, it is preferable that the resin binder is not included, or if it is included, the content in the electrode mixture is 0.5% by mass or less. The content of the resin binder in the electrode mixture is more preferably 0.3% by mass or less, and even more preferably 0% by mass (that is, no resin binder is contained).

全固体電池用電極に集電体を用いる場合、その集電体としては、金属製の箔、パンチングメタル、網、エキスパンドメタル、発泡メタル;カーボンシート;などを用いることができる。金属製の集電体を使用する場合、全固体電池用電極が正極のときには、アルミニウム製やステンレス鋼製のものが好ましく、全固体電池用電極が負極の場合には、銅製やニッケル製のものが好ましい。 When a current collector is used in the electrode for an all-solid-state battery, metal foil, punched metal, net, expanded metal, foamed metal, carbon sheet, etc. can be used as the current collector. When using a metal current collector, it is preferable to use one made of aluminum or stainless steel when the electrode for all-solid-state batteries is the positive electrode, and one made of copper or nickel when the electrode for all-solid-state batteries is the negative electrode. is preferred.

電極合剤の成形体は、例えば、前記電極材料複合体および固体電解質に、必要に応じて添加される導電助剤やバインダなどを混合して調製した電極合剤を、加圧成形などによって圧縮することで形成することができる。電極合剤の成形体のみからなる全固体電池用電極は、このような方法によって製造することができる。 The electrode mixture molded body is produced by, for example, compressing an electrode mixture prepared by mixing the electrode material composite and solid electrolyte with a conductive additive, a binder, etc., which are added as necessary, by pressure molding or the like. It can be formed by An all-solid-state battery electrode consisting only of a molded electrode mixture can be manufactured by such a method.

集電体を有する全固体電池用電極の場合には、前記のような方法で形成した電極合剤の成形体を集電体に圧着するなどして貼り合わせることで製造することができる。 In the case of an electrode for an all-solid-state battery having a current collector, it can be manufactured by bonding a molded electrode mixture formed by the method described above to the current collector by pressing or the like.

また、前記の電極合剤と溶媒とを混合して電極合剤含有組成物を調製し、これを集電体や電極と対向させる固体電解質層といった基材上に塗布し、乾燥した後にプレス処理を行うことで、電極合剤の成形体を形成してもよい。 Alternatively, an electrode mixture-containing composition is prepared by mixing the electrode mixture and a solvent, and this is applied onto a base material such as a current collector or a solid electrolyte layer facing the electrode, and after drying, press treatment is performed. By performing this step, a molded body of the electrode mixture may be formed.

電極合剤含有組成物の溶媒には、固体電解質を劣化させ難いものを選択することが好ましい。特に、硫化物系固体電解質や水素化物系固体電解質は、微少量の水分によって化学反応を起こすため、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、デカリン、トルエン、キシレンなどの炭化水素溶媒に代表される非極性非プロトン性溶媒を使用することが好ましい。特に、含有水分量を0.001質量%(10ppm)以下とした超脱水溶媒を使用することがより好ましい。また、三井・デュポンフロロケミカル社製の「バートレル(登録商標)」、日本ゼオン社製の「ゼオローラ(登録商標)」、住友3M社製の「ノベック(登録商標)」などのフッ素系溶媒、並びに、ジクロロメタン、ジエチルエーテルなどの非水系有機溶媒を使用することもできる。 It is preferable to select a solvent for the electrode mixture-containing composition that does not easily deteriorate the solid electrolyte. In particular, sulfide-based solid electrolytes and hydride-based solid electrolytes cause chemical reactions with minute amounts of water, so hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, octane, nonane, decane, decalin, toluene, and xylene are typical. Preference is given to using non-polar aprotic solvents. In particular, it is more preferable to use a super dehydrated solvent with a water content of 0.001% by mass (10 ppm) or less. In addition, fluorinated solvents such as "Vertrell (registered trademark)" manufactured by Mitsui-DuPont Fluorochemicals, "Zeorolla (registered trademark)" manufactured by Nippon Zeon, and "Novec (registered trademark)" manufactured by Sumitomo 3M, Non-aqueous organic solvents such as , dichloromethane and diethyl ether can also be used.

電極合剤の成形体の厚み(集電体を有する電極の場合は、集電体の片面あたりの電極合剤の成形体の厚み。以下、同じ。)は、通常は50μm以上であるが、電池の高容量化の観点から、200μm以上であることが好ましい。また、電極合剤の成形体の厚みは、通常、3000μm以下である。 The thickness of the electrode mixture molded body (in the case of an electrode having a current collector, the thickness of the electrode mixture molded body per one side of the current collector; the same applies hereinafter) is usually 50 μm or more, but From the viewpoint of increasing the capacity of the battery, the thickness is preferably 200 μm or more. Further, the thickness of the molded body of the electrode mixture is usually 3000 μm or less.

なお、溶媒を含有する電極合剤含有組成物を用いて集電体上に電極合剤の成形体からなる電極合剤層を形成することで製造される全固体電池用電極の場合には、電極合剤層の厚み(集電体の片面あたりの厚み)は、50~1000μmであることが好ましい。 In addition, in the case of an electrode for an all-solid-state battery manufactured by forming an electrode mixture layer consisting of a molded body of the electrode mixture on a current collector using an electrode mixture-containing composition containing a solvent, The thickness of the electrode mixture layer (thickness per one side of the current collector) is preferably 50 to 1000 μm.

<全固体電池>
本発明の全固体電池は、正極、負極、および正極と負極との間に介在する固体電解質層とを有し、正極および負極のうちの少なくとも一方が前述した本発明の全固体電池用電極である。
<All-solid battery>
The all-solid-state battery of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode, and at least one of the positive electrode and the negative electrode is the above-described all-solid-state battery electrode of the present invention. be.

本発明の全固体電池の一例を模式的に表す断面図を図5に示す。図5に示す全固体電池10は、外装缶50と、封口缶60と、これらの間に介在する樹脂製のガスケット70で形成された外装体内に、正極20、負極30、および正極20と負極30との間に介在する固体電解質層40が封入されている。 A cross-sectional view schematically showing an example of the all-solid-state battery of the present invention is shown in FIG. The all-solid-state battery 10 shown in FIG. A solid electrolyte layer 40 is enclosed between the solid electrolyte layer 30 and the solid electrolyte layer 40 .

封口缶60は、外装缶50の開口部にガスケット70を介して嵌合しており、外装缶50の開口端部が内方に締め付けられ、これによりガスケット70が封口缶60に当接することで、外装缶50の開口部が封口されて電池内部が密閉構造となっている。 The sealing can 60 is fitted into the opening of the outer can 50 via a gasket 70, and the open end of the outer can 50 is tightened inward, causing the gasket 70 to come into contact with the sealing can 60. The opening of the outer can 50 is sealed, so that the inside of the battery has a sealed structure.

外装缶および封口缶にはステンレス鋼製のものなどが使用できる。また、ガスケットの素材には、ポリプロピレン、ナイロンなどを使用できるほか、電池の用途との関係で耐熱性が要求される場合には、テトラフルオロエチレン-パーフルオロアルコキシエチレン共重合体(PFA)などのフッ素樹脂;ポリフェニレンエーテル(PPE);ポリスルフォン(PSF);ポリアリレート(PAR);ポリエーテルスルフォン(PES);ポリフェニレンスルフィド(PPS);ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などの融点が240℃を超える耐熱樹脂を使用することもできる。また、電池が耐熱性を要求される用途に適用される場合、その封口には、ガラスハーメチックシールを利用することもできる。 Stainless steel can be used for the outer can and sealed can. In addition, polypropylene, nylon, etc. can be used as the material for the gasket, and if heat resistance is required due to battery usage, materials such as tetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer (PFA) can be used. Fluororesin; polyphenylene ether ( PPE ); polysulfone (PSF); polyarylate (PAR); polyether sulfone (PES); polyphenylene sulfide (PPS); Resins can also be used. Furthermore, when the battery is used in applications requiring heat resistance, a glass hermetic seal can also be used to seal the battery.

また、図6および図7に、本発明の全固体電池の他の例を模式的に表す図面を示す。図6は全固体電池の平面図であり、図7は図6のI-I線断面図である。 Further, FIGS. 6 and 7 are diagrams schematically showing other examples of the all-solid-state battery of the present invention. FIG. 6 is a plan view of the all-solid-state battery, and FIG. 7 is a sectional view taken along line II in FIG. 6.

図6および図7に示す全固体電池100は、2枚の金属ラミネートフィルムで構成したラミネートフィルム外装体500内に、正極、固体電解質層および負極からなる電極体200を収容しており、ラミネートフィルム外装体500は、その外周部において、上下の金属ラミネートフィルムを熱融着することにより封止されている。なお、図7では、図面が煩雑になることを避けるために、ラミネートフィルム外装体500を構成している各層や、電極体を構成している正極、負極および固体電解質層を区別して示していない。 The all-solid-state battery 100 shown in FIGS. 6 and 7 houses an electrode body 200 consisting of a positive electrode, a solid electrolyte layer, and a negative electrode in a laminate film exterior body 500 configured with two metal laminate films. The outer periphery of the exterior body 500 is sealed by heat-sealing upper and lower metal laminate films. In addition, in FIG. 7, in order to avoid complicating the drawing, the layers that make up the laminate film exterior body 500 and the positive electrode, negative electrode, and solid electrolyte layer that make up the electrode body are not shown separately. .

電極体200の有する正極は、電池100内で正極外部端子300と接続しており、また、図示していないが、電極体200の有する負極も、電池100内で負極外部端子400と接続している。そして、正極外部端子300および負極外部端子400は、外部の機器などと接続可能なように、片端側をラミネートフィルム外装体500の外側に引き出されている。 The positive electrode of the electrode body 200 is connected to the positive external terminal 300 within the battery 100, and although not shown, the negative electrode of the electrode body 200 is also connected to the negative external terminal 400 within the battery 100. There is. The positive external terminal 300 and the negative external terminal 400 have one end pulled out to the outside of the laminate film exterior body 500 so that they can be connected to an external device or the like.

本発明の全固体電池用電極を正極とする全固体電池の場合、負極は本発明の全固体電池用電極でもよく、また、本発明の全固体電池用電極以外の負極でもよい。本発明の全固体電池用電極以外の負極としては、前記電極材料複合体に使用し得る負極活物質を、前記電極材料複合体に代えて使用した以外は本発明の全固体電池用電極と同じ構成の電極(負極);負極活物質として機能する各種合金(リチウム-アルミニウム合金、リチウム-インジウム合金などのリチウム合金など)や金属リチウムの箔のみからなる負極、若しくは前記箔を集電体上に活物質層として積層した負極;などが挙げられる。 In the case of an all-solid-state battery using the all-solid-state battery electrode of the present invention as a positive electrode, the negative electrode may be the all-solid-state battery electrode of the present invention, or may be a negative electrode other than the all-solid-state battery electrode of the present invention. The negative electrode other than the electrode for an all-solid-state battery of the present invention is the same as the electrode for an all-solid-state battery of the present invention, except that a negative electrode active material that can be used in the electrode material composite is used instead of the electrode material composite. Electrode (negative electrode): A negative electrode consisting only of foil of various alloys (lithium alloys such as lithium-aluminum alloy, lithium-indium alloy, etc.) or metallic lithium that function as a negative electrode active material, or a negative electrode made of foil of metallic lithium, or the foil is placed on a current collector. Examples include a negative electrode laminated as an active material layer.

また、本発明の全固体電池用電極を負極とする全固体電池の場合、正極は本発明の全固体電池用電極でもよく、また、本発明の全固体電池用電極以外の正極でもよい。本発明の全固体電池用電極以外の正極としては、前記電極材料複合体に使用し得る正極活物質を前記電極材料複合体に代えて使用した以外は、本発明の全固体電池用電極と同じ構成の電極(正極)などが挙げられる。 Further, in the case of an all-solid-state battery using the all-solid-state battery electrode of the present invention as a negative electrode, the positive electrode may be the all-solid-state battery electrode of the present invention, or may be a positive electrode other than the all-solid-state battery electrode of the present invention. The positive electrode other than the electrode for an all-solid-state battery of the present invention is the same as the electrode for an all-solid-state battery of the present invention, except that a positive electrode active material that can be used in the electrode material composite is used instead of the electrode material composite. Examples include the electrode (positive electrode) of the structure.

全固体電池の固体電解質層を構成する固体電解質には、正極に使用し得るものとして先に例示した各種の硫化物系固体電解質(アルジロダイト型硫化物系固体電解質およびその他の硫化物系固体電解質)、水素化物系固体電解質、ハロゲン化物系固体電解質および酸化物系固体電解質のうちの1種または2種以上を使用することができる。ただし、電池特性をより優れたものとするためには、硫化物系固体電解質を含有させることが好ましく、アルジロダイト型の硫化物系固体電解質を含有させることがより好ましい。 The solid electrolyte constituting the solid electrolyte layer of an all-solid-state battery includes the various sulfide-based solid electrolytes (argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte and other sulfide-based solid electrolytes) listed above as those that can be used for the positive electrode. , a hydride solid electrolyte, a halide solid electrolyte, and an oxide solid electrolyte. However, in order to improve battery characteristics, it is preferable to contain a sulfide-based solid electrolyte, and it is more preferable to contain an argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte.

固体電解質層は、樹脂製の不織布などの多孔質体を支持体として有していてもよい。 The solid electrolyte layer may have a porous material such as a resin nonwoven fabric as a support.

固体電解質層は、固体電解質を加圧成形などによって圧縮する方法;固体電解質を溶媒に分散させて調製した固体電解質層形成用組成物を基材や正極、負極の上に塗布して乾燥し、必要に応じてプレス処理などの加圧成形を行う方法;などで形成することができる。 A solid electrolyte layer is formed by compressing a solid electrolyte by pressure molding or the like; a solid electrolyte layer-forming composition prepared by dispersing a solid electrolyte in a solvent is applied onto a base material, a positive electrode, and a negative electrode, and dried. If necessary, it can be formed by a method of performing pressure molding such as press treatment.

固体電解質層形成用組成物に使用する溶媒は、固体電解質を劣化させ難いものを選択することが望ましく、固体電解質を含有する正極合剤含有組成物用の溶媒として先に例示した各種の溶媒と同じものを使用することが好ましい。 The solvent used in the composition for forming a solid electrolyte layer is preferably one that does not easily deteriorate the solid electrolyte, and it is preferable to select a solvent that does not easily deteriorate the solid electrolyte. It is preferable to use the same one.

固体電解質層の厚みは、100~300μmであることが好ましい。 The thickness of the solid electrolyte layer is preferably 100 to 300 μm.

正極と負極とは、固体電解質層を介して積層した積層電極体や、さらにこの積層電極体を巻回した巻回電極体の形態で、電池に用いることができる。 The positive electrode and the negative electrode can be used in a battery in the form of a laminated electrode body laminated with a solid electrolyte layer in between, or a wound electrode body in which this laminated electrode body is further wound.

なお、電極体を形成するに際しては、正極と負極と固体電解質層とを積層した状態で加圧成形することが、電極体の機械的強度を高める観点から好ましい。 Note that when forming the electrode body, it is preferable to press-mold the positive electrode, the negative electrode, and the solid electrolyte layer in a laminated state from the viewpoint of increasing the mechanical strength of the electrode body.

本発明の全固体電池は、従来から知られている全固体電池(全固体一次電池または全固体二次電池)と同じ用途に適用することができる。 The all-solid-state battery of the present invention can be applied to the same uses as conventionally known all-solid-state batteries (all-solid primary batteries or all-solid secondary batteries).

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on Examples. However, the following examples do not limit the present invention.

(実施例1)
<正極用電極材料複合体の作製>
平均粒子径が5μmで表面にLiNbO3からなる層を有するLiCo0.98Al0.01Mg0.012の一次粒子(正極活物質)と、平均粒子径が0.6μmのアルジロダイト型硫化物系固体電解質(Li6PS5Cl)とを造粒して、正極用電極材料複合体を作製した。前記正極用電極材料複合体における成分組成は、正極活物質:100質量部に対して、アルジロダイト型硫化物系固体電解質が20質量部であった。また、LiCo0.98Al0.01Mg0.012の表面のLiNbO3からなる層の量は、LiCo0.98Al0.01Mg0.012:100質量部に対して1質量部であった。さらに、正極活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質との造粒に際しては、材料同士の衝突・剪断作用によるファンデルワールス力および静電気力を発現させるように混合機での混合条件を調整した。
(Example 1)
<Preparation of electrode material composite for positive electrode>
LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 primary particles (positive electrode active material) with an average particle diameter of 5 μm and a layer made of LiNbO 3 on the surface, and an argyrodite-type sulfide solid electrolyte (Li 6 PS 5 Cl) was granulated to produce a positive electrode material composite. The component composition of the positive electrode material composite was 100 parts by mass of the positive electrode active material and 20 parts by mass of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte. Further, the amount of the layer made of LiNbO 3 on the surface of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 was 1 part by mass per 100 parts by mass of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 . Furthermore, when granulating the positive electrode active material and the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, the mixing conditions in the mixer were adjusted so that van der Waals force and electrostatic force were generated due to collision and shearing action between the materials.

<正極の作製>
前記正極用電極材料複合体と、前記正極用電極材料複合体に使用したものと同じアルジロダイト型硫化物系固体電解質と、アセチレンブラック(導電助剤)とを、20:5:1の質量比で混合し、よく混練して正極合剤を調製した。次に、前記正極合剤:75mgを直径:7.5mmの粉末成形金型に入れ、プレス機を用いて加圧成形を行い、円柱形状の正極合剤成形体よりなる正極を作製した。
<Preparation of positive electrode>
The positive electrode material composite, the same argyrodite-type sulfide solid electrolyte as that used in the positive electrode material composite, and acetylene black (conductivity aid) at a mass ratio of 20:5:1. They were mixed and kneaded well to prepare a positive electrode mixture. Next, 75 mg of the positive electrode mixture was placed in a powder molding mold with a diameter of 7.5 mm, and pressure molded using a press to produce a positive electrode consisting of a cylindrical positive electrode mixture molded body.

<固体電解質層の形成>
次に、前記粉末成形金型内の前記正極合剤成形体の上に、正極の作製に用いたものと同じ硫化物系固体電解質:9.6mgを投入し、プレス機を用いて加圧成形を行い、前記正極合剤成形体の上に固体電解質層を形成して、正極と固体電解質層との積層体を得た。
<Formation of solid electrolyte layer>
Next, 9.6 mg of the same sulfide-based solid electrolyte as that used for producing the positive electrode was placed on top of the positive electrode mixture molded body in the powder molding mold, and the molded body was press-molded using a press machine. A solid electrolyte layer was formed on the positive electrode mixture molded body to obtain a laminate of a positive electrode and a solid electrolyte layer.

<積層電極体の作製>
チタン酸リチウム(Li4Ti512、負極活物質、平均粒子径:1.3μm)と、正極の前記電極材料複合体に使用したものと同じアルジロダイト型硫化物系固体電解質と、グラフェン(導電助剤)とを、質量比で6:5:1の割合で混合し、よく混練して負極合剤を調製した。次に、前記負極合剤:100mgを前記粉末成形金型内の前記固体電解質層の上に投入し、プレス機を用いて加圧成形を行い、前記固体電解質層の上に負極合剤成形体よりなる負極を形成することにより、正極、固体電解質層および負極が積層された積層電極体を作製した。積層電極体における正極(正極合剤成形体)、固体電解質層および負極(負極合剤成形体)の厚みは、それぞれ、750μm、100μm、930μmであった。
<Preparation of laminated electrode body>
Lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 , negative electrode active material, average particle size: 1.3 μm), the same argyrodite-type sulfide solid electrolyte as used in the electrode material composite of the positive electrode, and graphene (conductive (auxiliary agent) in a mass ratio of 6:5:1 and kneaded thoroughly to prepare a negative electrode mixture. Next, 100 mg of the negative electrode mixture was put onto the solid electrolyte layer in the powder molding mold, and pressure molded using a press, so that the negative electrode mixture molded material was placed on the solid electrolyte layer. By forming a negative electrode consisting of the following, a laminated electrode body in which a positive electrode, a solid electrolyte layer, and a negative electrode were laminated was produced. The thicknesses of the positive electrode (positive electrode mixture molded body), solid electrolyte layer, and negative electrode (negative electrode mixture molded body) in the laminated electrode body were 750 μm, 100 μm, and 930 μm, respectively.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

<全固体電池の組み立て>
ポリプロピレン製の環状ガスケットをはめ込んだステンレス鋼製の封口缶の内側に、正極と固体電解質層と負極からなる積層電極体を、負極側が封口缶の内側に向くように重ねてからステンレス鋼製の外装缶をかぶせた後、外装缶の開口端部を内方にカシメて封止することにより、直径約9mmの全固体電池を作製した。
<Assembling all-solid-state battery>
A laminated electrode body consisting of a positive electrode, a solid electrolyte layer, and a negative electrode is stacked on the inside of a stainless steel sealed can fitted with a polypropylene annular gasket so that the negative electrode side faces the inside of the sealed can, and then the stainless steel exterior is sealed. After covering the can, the open end of the outer can was caulked inward to seal it, thereby producing an all-solid-state battery with a diameter of about 9 mm.

(実施例2)
平均粒子径が1.3μmのチタン酸リチウム(Li4Ti512)の一次粒子(負極活物質)と、平均粒子径が0.6μmのアルジロダイト型硫化物系固体電解質(Li6PS5Cl)とを造粒して、負極用電極材料複合体を作製した。前記負極用電極材料複合体における成分組成は、負極活物質:100質量部に対して、アルジロダイト型硫化物系固体電解質が40質量部であった。また、負極活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質との造粒に際しては、材料同士の衝突・剪断作用によるファンデルワールス力および静電気力を発現させるように混合機での混合条件を調整した。
(Example 2)
Primary particles (negative electrode active material) of lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ) with an average particle size of 1.3 μm and argyrodite-type sulfide solid electrolyte (Li 6 PS 5 Cl) with an average particle size of 0.6 μm. ) was granulated to produce a negative electrode material composite. The component composition of the negative electrode material composite was 100 parts by mass of the negative electrode active material and 40 parts by mass of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte. Furthermore, when granulating the negative electrode active material and the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, the mixing conditions in the mixer were adjusted so as to generate Van der Waals force and electrostatic force due to collision and shearing action between the materials.

前記負極用電極材料複合体と、前記負極用電極材料複合体に使用したものと同じアルジロダイト型硫化物系固体電解質と、グラフェン(導電助剤)とを、質量比で8:2:1の割合で混合し、よく混練して調製した負極合剤を使用した以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。 The negative electrode material composite, the same argyrodite-type sulfide solid electrolyte as that used in the negative electrode material composite, and graphene (conductive additive) in a mass ratio of 8:2:1. A laminated electrode body was prepared in the same manner as in Example 1, except that a negative electrode mixture prepared by mixing and thoroughly kneading was used. A solid-state battery was fabricated.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体および負極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中および負極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、並びに正極合剤成形体に係る電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質および負極合剤成形体に係る電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質がそれぞれ粒状であることを確認した。また、正極合剤成形体中の電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。さらに、負極合剤成形体中の電極材料複合体において、負極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは1.3μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は2.2であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross sections of the positive electrode mixture molded body and the negative electrode mixture molded body were observed using SEM for some of them, and the positive electrode mixture molded body and the negative electrode mixture molded body were observed by the above method. The presence of an electrode material composite consisting of granules in the molded body, an argyrodite-type sulfide solid electrolyte in the electrode material composite of the positive electrode mixture molded body, and an electrode related to the negative electrode mixture molded body. It was confirmed that each of the argyrodite-type sulfide-based solid electrolytes in the material composite was granular. In addition, in the electrode material composite in the positive electrode mixture molded body, the average particle size Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, and the average particle size Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm. The value of Ra/Rs was 8.3. Furthermore, in the electrode material composite in the negative electrode mixture molded body, the average particle size Ra of the primary particles of the negative electrode active material is 1.3 μm, and the average particle size Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.5 μm. 6 μm, and the value of Ra/Rs was 2.2.

(実施例3)
アルジロダイト型硫化物系固体電解質の量を、正極活物質:100質量部に対して48質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製した。そして、前記正極用電極材料複合体と、アセチレンブラック(導電助剤)とを、26:1の質量比で混合し、よく混練して調製した正極合剤を使用した以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 3)
A positive electrode material composite was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte was changed to 48 parts by mass relative to 100 parts by mass of the positive electrode active material. The same procedure as in Example 1 was used except that a positive electrode mixture prepared by mixing the positive electrode material composite and acetylene black (conductive support agent) at a mass ratio of 26:1 and kneading well was used. A laminated electrode body was produced in the same manner, and an all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this laminated electrode body was used.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(実施例4)
正極活物質を、平均粒子径が3μmで表面にLiNbO3からなる層を有するLiCo0.98Al0.01Mg0.012の一次粒子(LiCo0.98Al0.01Mg0.012の表面のLiNbO3からなる層の量が、LiCo0.98Al0.01Mg0.012:100質量部に対して1質量部)に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製し、この正極用電極材料複合体を用いた以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 4)
The positive electrode active material was made of primary particles of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 with an average particle size of 3 μm and a layer made of LiNbO 3 on the surface (the amount of the layer made of LiNbO 3 on the surface of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 An electrode material composite for a positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount was changed to 1 part by mass per 100 parts by mass of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 . A laminated electrode body was produced in the same manner as in Example 1, except that the electrode body was used, and an all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1, except that this laminated electrode body was used.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは3μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は5であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Furthermore, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 3 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 5.

(実施例5)
アルジロダイト型硫化物系固体電解質の量を、正極活物質:100質量部に対して37質量部に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製した。そして、前記正極用電極材料複合体に使用したものと同じアルジロダイト型硫化物系固体電解質と、アセチレンブラック(導電助剤)とを、24:5:1の質量比で混合し、よく混練して調製した正極合剤を使用した以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 5)
A positive electrode material composite was produced in the same manner as in Example 1, except that the amount of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte was changed to 37 parts by mass relative to 100 parts by mass of the positive electrode active material. Then, the same argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte as that used in the positive electrode material composite and acetylene black (conductive additive) were mixed in a mass ratio of 24:5:1 and kneaded well. A laminated electrode body was produced in the same manner as in Example 1, except that the prepared positive electrode mixture was used, and an all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1, except that this laminated electrode body was used.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(実施例6)
正極活物質を、平均粒子径が5μmで表面にLiNbO3からなる層を有するLiCo0.3Ni0.72の一次粒子(LiCo0.3Ni0.72の表面のLiNbO3からなる層の量が、LiCo0.3Ni0.72:100質量部に対して1質量部)に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製し、この正極用電極材料複合体を用いた以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 6)
The positive electrode active material is made of primary particles of LiCo 0.3 Ni 0.7 O 2 having an average particle diameter of 5 μm and a layer made of LiNbO 3 on the surface (the amount of the layer made of LiNbO 3 on the surface of LiCo 0.3 Ni 0.7 O 2 is LiCo 0.3 An electrode material composite for a positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that the amount of Ni 0.7 O 2 was changed to 1 part by mass per 100 parts by mass, and the electrode material composite for a positive electrode was used. A laminated electrode body was produced in the same manner as in Example 1, and an all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this laminated electrode body was used.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(実施例7)
正極活物質を、平均粒子径が5μmで表面にLiNbO3からなる層を有するLiNi1/3Co1/3Mn1/32の一次粒子(LiNi1/3Co1/3Mn1/32の表面のLiNbO3からなる層の量が、LiNi1/3Co1/3Mn1/32:100質量部に対して1質量部)に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製し、この正極用電極材料複合体を用いた以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 7)
The positive electrode active material was made of primary particles of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 Same as Example 1 except that the amount of the layer made of LiNbO 3 on the surface of O 2 was changed to 1 part by mass per 100 parts by mass of LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 A laminated electrode body was fabricated in the same manner as in Example 1, except that an electrode material composite for a positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1, and this laminated electrode body was used. An all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(実施例8)
アルジロダイト型硫化物系固体電解質を、平均粒子径が0.6μmのLi10GeP212に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製し、この正極用電極材料複合体を用い、かつ正極用電極材料複合体とは別に添加する固体電解質を、平均粒子径が0.6μmのLi10GeP212に変更した以外は、実施例1と同様にして正極合剤を調製した。そして、この正極合剤を使用し、固体電解質層および負極合剤に使用した固体電解質を、平均粒子径が0.6μmのLi10GeP212に変更した以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 8)
A positive electrode material composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that the argyrodite-type sulfide solid electrolyte was changed to Li 10 GeP 2 S 12 with an average particle size of 0.6 μm, and this positive electrode A positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that the material composite was used and the solid electrolyte added separately from the positive electrode material composite was changed to Li 10 GeP 2 S 12 with an average particle size of 0.6 μm. A mixture was prepared. Then, the same procedure as in Example 1 was carried out except that this positive electrode mixture was used and the solid electrolyte used for the solid electrolyte layer and the negative electrode mixture was changed to Li 10 GeP 2 S 12 with an average particle size of 0.6 μm. An all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1 except that a laminated electrode body was produced using this laminated electrode body.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(実施例9)
アルジロダイト型硫化物系固体電解質を、平均粒子径が0.6μmのLi4.9PS4.2Cl0.9Br0.9に変更した以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製し、この正極用電極材料複合体を用い、かつ正極用電極材料複合体とは別に添加する固体電解質を、平均粒子径が0.6μmのLi4.9PS4.2Cl0.9Br0.9に変更した以外は、実施例1と同様にして正極合剤を調製した。そして、この正極合剤を使用し、固体電解質層および負極合剤に使用した固体電解質を、平均粒子径が0.6μmのLi4.9PS4.2Cl0.9Br0.9に変更した以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 9)
An electrode material composite for a positive electrode was prepared in the same manner as in Example 1, except that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte was changed to Li 4.9 PS 4.2 Cl 0.9 Br 0.9 with an average particle size of 0.6 μm. Example 1 except that the electrode material composite for the positive electrode was used and the solid electrolyte added separately from the electrode material composite for the positive electrode was changed to Li 4.9 PS 4.2 Cl 0.9 Br 0.9 with an average particle size of 0.6 μm. A positive electrode mixture was prepared in the same manner. The same procedure as Example 1 was performed except that this positive electrode mixture was used and the solid electrolyte used for the solid electrolyte layer and the negative electrode mixture was changed to Li 4.9 PS 4.2 Cl 0.9 Br 0.9 with an average particle size of 0.6 μm. A laminated electrode body was produced in the same manner, and an all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this laminated electrode body was used.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(実施例10)
負極活物質を、平均粒子径が15μmの黒鉛に変更した以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Example 10)
A laminated electrode body was produced in the same manner as in Example 1, except that the negative electrode active material was changed to graphite with an average particle size of 15 μm; A battery was created.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、前記の方法によって、正極合剤成形体中に造粒体からなる電極材料複合体が存在していること、および電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状であることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmで、アルジロダイト型硫化物系固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsは0.6μmであり、Ra/Rsの値は8.3であった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were produced, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed with SEM for some of them, and an electrode material composite consisting of granules in the positive electrode mixture molded body was determined by the above method. It was confirmed that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite was granular. Further, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material is 5 μm, the average particle diameter Rs of the primary particles of the argyrodite-type sulfide solid electrolyte is 0.6 μm, and the ratio of Ra/Rs is The value was 8.3.

(比較例1)
実施例1で使用したものと同じ、表面にLiNbO3からなる層を有するLiCo0.98Al0.01Mg0.012の一次粒子(正極活物質)と、実施例1で使用したものと同じアルジロダイト型硫化物系固体電解質と、アセチレンブラック(導電助剤)とを17:8:1の質量比で混合した正極合剤を調製した。この正極合剤を用いた以外は、実施例1と同様にして全固体電池を作製した。なお、比較例1の正極合剤では、正極活物質と固体電解質とは造粒していない。
(Comparative example 1)
The same primary particles (positive electrode active material) of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 having a layer made of LiNbO 3 on the surface as used in Example 1, and the same argyrodite-type sulfide as used in Example 1. A positive electrode mixture was prepared by mixing a solid electrolyte and acetylene black (conductivity aid) at a mass ratio of 17:8:1. An all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1 except that this positive electrode mixture was used. In addition, in the positive electrode mixture of Comparative Example 1, the positive electrode active material and the solid electrolyte were not granulated.

(比較例2)
正極活物質を、平均粒子径が3μmで表面にLiNbO3からなる層を有するLiCo0.98Al0.01Mg0.012の一次粒子(LiCo0.98Al0.01Mg0.012の表面のLiNbO3からなる層の量が、LiCo0.98Al0.01Mg0.012:100質量部に対して1質量部)に変更した以外は、比較例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Comparative example 2)
The positive electrode active material was made of primary particles of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 with an average particle size of 3 μm and a layer made of LiNbO 3 on the surface (the amount of the layer made of LiNbO 3 on the surface of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 An all-solid-state battery was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amount of LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 was changed to 1 part by mass per 100 parts by mass).

(比較例3)
正極活物質を、平均粒子径が5μmで表面にLiNbO3からなる層を有するLiCo0.3Ni0.72の一次粒子(LiCo0.3Ni0.72の表面のLiNbO3からなる層の量が、LiCo0.3Ni0.72:100質量部に対して1質量部)に変更した以外は、比較例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Comparative example 3)
The positive electrode active material is made of primary particles of LiCo 0.3 Ni 0.7 O 2 having an average particle diameter of 5 μm and a layer made of LiNbO 3 on the surface (the amount of the layer made of LiNbO 3 on the surface of LiCo 0.3 Ni 0.7 O 2 is LiCo 0.3 An all-solid-state battery was produced in the same manner as Comparative Example 1, except that the amount of Ni 0.7 O 2 was changed to 1 part by mass per 100 parts by mass.

(比較例4)
負極活物質を、平均粒子径が15μmの黒鉛に変更した以外は、比較例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Comparative example 4)
An all-solid-state battery was produced in the same manner as Comparative Example 1, except that the negative electrode active material was changed to graphite having an average particle diameter of 15 μm.

(比較例5)
正極活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質との混合を、メカノケミカル反応が生じる程度に応力をかける条件で行った以外は、実施例1と同様にして正極用電極材料複合体を作製し、この正極用電極材料複合体を用いた以外は、実施例1と同様にして積層電極体を作製し、この積層電極体を用いた以外は実施例1と同様にして全固体電池を作製した。
(Comparative example 5)
A positive electrode material composite was prepared in the same manner as in Example 1, except that the positive electrode active material and the argyrodite-type sulfide solid electrolyte were mixed under conditions that applied stress to the extent that a mechanochemical reaction occurred. A laminated electrode body was produced in the same manner as in Example 1, except that this positive electrode material composite was used, and an all-solid-state battery was produced in the same manner as in Example 1, except that this laminated electrode body was used.

なお、積層電極体は複数個作製し、その一部について、正極合剤成形体の断面をSEM観察して、電極材料複合体中のアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状を維持できず固体電解質の連続相となっていることを確認した。また、前記電極材料複合体において、正極活物質の一次粒子の平均粒子径Raは5μmであった。 In addition, a plurality of laminated electrode bodies were manufactured, and the cross section of the positive electrode mixture molded body was observed using SEM for some of them, and it was found that the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte in the electrode material composite could not maintain its granularity and was found to be a solid electrolyte. It was confirmed that this is a continuous phase. Furthermore, in the electrode material composite, the average particle diameter Ra of the primary particles of the positive electrode active material was 5 μm.

実施例および比較例の全固体電池について、下記の方法によって負荷特性を評価した。 The load characteristics of the all-solid-state batteries of Examples and Comparative Examples were evaluated by the following method.

実施例および比較例の各全固体電池について、0.05Cの電流値で電圧が2.6Vになるまで定電流充電し、続いて電流値が0.01Cになるまで定電圧充電を行った後に0.05Cの電流値で電圧が1.5Vになるまで放電させて、初期容量を測定した。 For each all-solid-state battery of Examples and Comparative Examples, constant current charging was performed at a current value of 0.05C until the voltage reached 2.6V, and then constant voltage charging was performed until the current value reached 0.01C. The initial capacity was measured by discharging at a current value of 0.05C until the voltage reached 1.5V.

初期容量測定後の各電池について、放電時の電流値を1Cに変更した以外は、初期容量測定時と同じ条件で充電し放電させて1C放電容量を測定した。そして、各電池の1C放電容量を初期容量で除した値を百分率で表して容量維持率を求め、各電池の負荷特性を評価した。 After the initial capacity measurement, each battery was charged and discharged under the same conditions as the initial capacity measurement, except that the current value during discharge was changed to 1C, and the 1C discharge capacity was measured. Then, the value obtained by dividing the 1C discharge capacity of each battery by the initial capacity was expressed as a percentage to determine the capacity retention rate, and the load characteristics of each battery were evaluated.

前記の評価結果を、全固体電池に係る正極(正極合剤成形体)における電極材料複合体、および負極(負極合剤成形体)における電極材料複合体(実施例2のみ)の構成と併せて表1に示す。なお、表1では、負荷特性評価時の容量維持率については、比較例1の値を100としたときの相対値で示す。 The above evaluation results were combined with the configuration of the electrode material composite in the positive electrode (positive electrode mixture molded body) and the electrode material composite (Example 2 only) in the negative electrode (negative electrode mixture molded body) related to the all-solid-state battery. It is shown in Table 1. In addition, in Table 1, the capacity retention rate at the time of load characteristic evaluation is shown as a relative value when the value of Comparative Example 1 is set as 100.

Figure 2022138886000001
Figure 2022138886000001

表1に示す通り、活物質とアルジロダイト型硫化物系固体電解質との造粒体からなり、かつ前記アルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状である電極材料複合体を含有する電極合剤の成形体を有する電極を用いた実施例1~10の全固体電池は、前記電極材料複合体を含有しない電極合剤の成形体を有する電極を用いた比較例1~4の電池、およびアルジロダイト型硫化物系固体電解質が粒状を消失して連続相となっている電極材料複合体を含有する電極合剤の成形体を有する電極を用いた比較例5の電池に比べて、負荷特性評価時の容量維持率が高く、優れた負荷特性を有していた。 As shown in Table 1, a molded article of an electrode mixture containing an electrode material composite consisting of granules of an active material and an argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte, and in which the argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte is in the form of granules. The all-solid-state batteries of Examples 1 to 10 using electrodes having the above-mentioned electrode material composite, the batteries of Comparative Examples 1 to 4 using electrodes having molded electrode mixtures not containing the electrode material composite, and the batteries of Comparative Examples 1 to 4 using electrodes having an electrode material composite containing no argyrodite-type sulfide. Compared to the battery of Comparative Example 5, which uses an electrode having a molded electrode material composite containing an electrode material composite in which the solid electrolyte loses its granularity and becomes a continuous phase, capacity maintenance during load characteristic evaluation was improved. It had a high rate and excellent load characteristics.

特に、前記電極材料複合体を含有する電極合剤の成形体を有する電極を、正極および負極とした実施例2の全固体電池は、前記電極材料複合体を含有する電極合剤の成形体を有する電極を正極のみとした実施例1、3~10の電池に比べて、負荷特性がより優れていた。 In particular, the all-solid-state battery of Example 2, in which the positive electrode and the negative electrode have electrodes each having a molded body of an electrode mixture containing the electrode material composite, has a molded body of an electrode mixture containing the electrode material composite. The load characteristics were better than the batteries of Examples 1 and 3 to 10, which had only the positive electrode.

本願は、その趣旨を逸脱しない範囲で、上記以外の形態としても実施が可能である。本願に開示された実施形態は一例であって、これらに限定はされない。本願の範囲は、上述の明細書の記載よりも、添付されている請求の範囲の記載を優先して解釈され、請求の範囲と均等の範囲内での全ての変更は、請求の範囲に含まれるものである。 The present application can be implemented in forms other than those described above without departing from the spirit thereof. The embodiments disclosed in this application are merely examples, and the present invention is not limited thereto. The scope of this application shall be interpreted with priority given to the description of the attached claims rather than the description of the above-mentioned specification, and all changes within the scope of equivalency to the claims are included within the scope of the claims. It is something that can be done.

1 電極材料複合体
1a、3 活物質の一次粒子
1b アルジロダイト型硫化物系固体電解質
2 固体電解質
10、100 全固体電池
20 正極
30 負極
40 固体電解質層
50 外装缶
60 封口缶
70 ガスケット
200 電極体
300 正極外部端子
400 負極外部端子
500 ラミネートフィルム外装体
1 Electrode material composite 1a, 3 Primary particles of active material 1b Argyrodite-type sulfide solid electrolyte 2 Solid electrolyte 10, 100 All-solid-state battery 20 Positive electrode 30 Negative electrode 40 Solid electrolyte layer 50 Exterior can 60 Sealing can 70 Gasket 200 Electrode body 300 Positive external terminal 400 Negative external terminal 500 Laminated film exterior body

Claims (6)

電極合剤の成形体を含む全固体電池用電極であって、
前記電極合剤は、電極材料複合体を含み、
前記電極材料複合体は、活物質と、固体電解質とを含む造粒体からなり、
前記固体電解質は、粒状のアルジロダイト型硫化物系固体電解質を含むことを特徴とする全固体電池用電極。
An all-solid battery electrode comprising a molded electrode mixture,
The electrode mixture includes an electrode material composite,
The electrode material composite consists of a granule containing an active material and a solid electrolyte,
An electrode for an all-solid-state battery, wherein the solid electrolyte includes a granular argyrodite-type sulfide-based solid electrolyte.
前記電極材料複合体に含まれる前記活物質の一次粒子の平均粒子径Raと、前記電極材料複合体に含まれる前記固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsとの比Ra/Rsが、2~50である請求項1に記載の全固体電池用電極。 The ratio Ra/Rs of the average particle diameter Ra of the primary particles of the active material contained in the electrode material composite and the average particle diameter Rs of the primary particles of the solid electrolyte contained in the electrode material composite is 2 to 50. The all-solid battery electrode according to claim 1, wherein the electrode has a molecular weight of 50. 前記電極材料複合体に含まれる前記活物質の一次粒子の平均粒子径Raが、1~25μmである請求項1または2に記載の全固体電池用電極。 The electrode for an all-solid-state battery according to claim 1 or 2, wherein the primary particles of the active material contained in the electrode material composite have an average particle size Ra of 1 to 25 μm. 前記電極材料複合体に含まれる前記固体電解質の一次粒子の平均粒子径Rsが、0.2~3μmである請求項1~3のいずれかに記載の全固体電池用電極。 The electrode for an all-solid battery according to any one of claims 1 to 3, wherein the average particle diameter Rs of the primary particles of the solid electrolyte contained in the electrode material composite is 0.2 to 3 μm. 前記電極材料複合体に含まれる前記アルジロダイト型固体電解質の含有量が、前記電極材料複合体に含まれる前記活物質:100質量部に対して2.5~60質量部である請求項1~4のいずれかに記載の全固体電池用電極。 Claims 1 to 4, wherein the content of the argyrodite solid electrolyte contained in the electrode material composite is 2.5 to 60 parts by mass based on 100 parts by mass of the active material contained in the electrode material composite. The electrode for an all-solid-state battery according to any one of the above. 正極、負極、および前記正極と前記負極との間に介在する固体電解質層を含む全固体電池であって、
前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方が、請求項1~5のいずれかに記載の全固体電池用電極であることを特徴とする全固体電池。
An all-solid-state battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte layer interposed between the positive electrode and the negative electrode,
An all-solid-state battery, wherein at least one of the positive electrode and the negative electrode is the all-solid-state battery electrode according to any one of claims 1 to 5.
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