KR102634216B1 - 고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지 - Google Patents

고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지 Download PDF

Info

Publication number
KR102634216B1
KR102634216B1 KR1020210070219A KR20210070219A KR102634216B1 KR 102634216 B1 KR102634216 B1 KR 102634216B1 KR 1020210070219 A KR1020210070219 A KR 1020210070219A KR 20210070219 A KR20210070219 A KR 20210070219A KR 102634216 B1 KR102634216 B1 KR 102634216B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
solid electrolyte
layer
electrode layer
solid
positive electrode
Prior art date
Application number
KR1020210070219A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20220002092A (ko
Inventor
히로코 구와타
신 우시로다
게이타 니이타니
마사토 호즈미
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20220002092A publication Critical patent/KR20220002092A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102634216B1 publication Critical patent/KR102634216B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0565—Polymeric materials, e.g. gel-type or solid-type
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/058—Construction or manufacture
    • H01M10/0585—Construction or manufacture of accumulators having only flat construction elements, i.e. flat positive electrodes, flat negative electrodes and flat separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/139—Processes of manufacture
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/04—Construction or manufacture in general
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0082—Organic polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0088—Composites
    • H01M2300/0091—Composites in the form of mixtures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

고체 전지(10)에 이용되는 고체 전해질 함유층의 제조 방법으로서, 수소화 붕소 화합물과, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여, 상기 고체 전해질 함유층을 형성하는 공정을 가지는, 고체 전해질 함유층의 제조 방법.

Description

고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지{METHOD FOR MANUFACTURING SOLID ELECTROLYTE-CONTAINING LAYER, METHOD FOR MANUFACTURING SOLID-STATE BATTERY, AND SOLID-STATE BATTERY}
본 개시는, 고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지에 관한 것이다.
고체 전지는, 정극층 및 부극층의 사이에 고체 전해질층을 가지는 전지이며, 가연성의 유기 용매를 포함하는 전해액을 가지는 액계 전지에 비해, 안전 장치의 간소화가 도모하기 쉽다는 이점을 가진다.
고체 전지에 이용되는 고체 전해질로서, 수소화 붕소 화합물이 알려져 있다. 예를 들면 국제공개 제2019/078130에는, 수소화 붕소 화합물이 용매에 용해된 용액을, 정극층 및 부극층 중 적어도 일방에 도포 또는 함침시키고, 그 후, 용매를 제거하여 수소화 붕소 화합물을 석출시키는, 전고체 전지의 제조 방법이 개시되어 있다. 또한, Sangryun Kim et al., "A complex hydride lithium superionic conductor for high-energy-density all-solid-state lithium metal batteries", NATURE COMMUNICATIONS, (2019)10:1081에는, 수소화 붕소 화합물로서, 0.7Li(CB9H10)-0.3Li(CB11H12)가 개시되어 있다.
국제공개 제 2019/078130에서는, 수소화 붕소 화합물을 용매에 용해시키고, 그 후, 용매를 제거하여 석출시키고 있다. 수소화 붕소 화합물을 용매에 용해시키면, 석출 후의 이온 전도성이 저하하는 경우가 있다.
본 개시는, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제 가능한 고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지를 제공한다.
본 개시의 제 1 양태는, 고체 전지에 이용되는 고체 전해질 함유층의 제조 방법으로서, 수소화 붕소 화합물과, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여, 상기 고체 전해질 함유층을 형성하는 공정을 가지는, 고체 전해질 함유층의 제조 방법을 제공한다.
상기 본 개시의 제 1 양태에 의하면, 수소화 붕소 화합물에 대하여 알칸계 화합물을 조합함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전해질 함유층을 얻을 수 있다.
상기 개시의 제 1 양태에 있어서는, 상기 알칸계 화합물이, 쇄상 화합물이어도 된다.
상기 개시의 제 1 양태에 있어서는, 상기 알칸계 화합물이, 환상(環狀) 화합물이어도 된다.
상기 개시의 제 1 양태에 있어서는, 상기 알칸계 화합물이, 펜탄, 시클로펜탄 및 이소헥산 중 적어도 1종을 함유해도 된다.
상기 개시의 제 1 양태에 있어서는, 상기 고체 전해질 함유층이, 정극층이어도 된다.
상기 개시의 제 1 양태에 있어서는, 상기 고체 전해질 함유층이, 부극층이어도 된다.
상기 개시의 제 1 양태에 있어서는, 상기 고체 전해질 함유층이, 고체 전해질층이어도 된다.
또한, 본 개시의 제 2 양태에 있어서는, 정극층과, 부극층과, 상기 정극층 및 상기 부극층의 사이에 형성된 고체 전해질층을 가지는 고체 전지의 제조 방법으로서, 상기 정극층, 상기 부극층 및 상기 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 상기 고체 전해질 함유층을, 상술한 고체 전해질 함유층의 제조 방법에 의해 제조하는 공정을 가지는, 고체 전지의 제조 방법을 제공한다.
상기 본 개시의 제 2 양태에 의하면, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 추가로, 그 고체 전해질 함유층을, 상술한 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여 제조함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전지를 얻을 수 있다.
또한, 본 개시의 제 3 양태에 있어서는, 정극층과, 부극층과, 상기 정극층 및 상기 부극층의 사이에 형성된 고체 전해질층을 가지는 고체 전지로서, 상기 정극층, 상기 부극층 및 상기 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 상기 고체 전해질 함유층은, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물을 잔사(殘渣) 성분으로서 함유하는, 고체 전지를 제공한다.
상기 본 개시의 제 3 양태에 의하면, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 추가로, 그 고체 전해질 함유층이 상술한 알칸계 화합물을 잔사 성분으로서 함유함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전지로 할 수 있다.
상기 개시의 제 3 양태에 있어서는, 상기 알칸계 화합물이, 쇄상 화합물이어도 된다.
상기 개시의 제 3 양태에 있어서는, 상기 알칸계 화합물이, 환상 화합물이어도 된다.
상기 개시의 제 3 양태에 있어서는, 상기 알칸계 화합물이, 펜탄, 시클로펜탄 및 이소헥산 중 적어도 1종을 함유해도 된다.
상기 개시의 제 3 양태에 있어서는, 상기 고체 전해질 함유층이, 정극층이어도 된다.
상기 개시의 제 3 양태에 있어서는, 상기 고체 전해질 함유층이, 부극층이어도 된다.
상기 개시의 제 3 양태에 있어서는, 상기 고체 전해질 함유층이, 고체 전해질층이어도 된다.
본 개시에 있어서는, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전해질 함유층을 얻을 수 있다는 효과를 가진다.
본 발명의 실시형태의 특징, 장점, 기술적 및 산업적 특성은 아래 첨부된 도면을 참조하여 기술될 것이며, 도면 내에 동일 요소는 동일 참조 번호로 표시된다.
도 1a는, 본 개시에 있어서의 고체 전해질 함유층의 제조 방법을 예시하는 개략 단면도이다.
도 1b는, 본 개시에 있어서의 고체 전해질 함유층의 제조 방법을 예시하는 개략 단면도이다.
도 1c는, 본 개시에 있어서의 고체 전해질 함유층의 제조 방법을 예시하는 개략 단면도이다.
도 2는, 본 개시에 있어서의 고체 전지의 제조 방법을 예시하는 플로우 차트이다.
도 3은, 본 개시에 있어서의 고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다.
이하, 본 개시에 관하여, 상세하게 설명한다.
A. 고체 전해질 함유층의 제조 방법
본 개시에 있어서의 고체 전해질 함유층의 제조 방법은, 고체 전지에 이용되는 고체 전해질 함유층의 제조 방법으로서, 수소화 붕소 화합물과, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여, 상기 고체 전해질 함유층을 형성하는 공정을 가진다.
도 1a∼1c는, 본 개시에 있어서의 고체 전해질 함유층의 제조 방법을 예시하는 개략 단면도이며, 고체 전해질 함유층이 정극층인 경우를 나타내고 있다. 먼저, 정극 집전체(4)를 준비한다(도 1a). 다음에, 정극 집전체(4) 상에, 정극 활물질, 수소화 붕소 화합물 및 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 도공(塗工)하여, 도공층(11)을 형성한다(도 1b). 그 후, 도공층(11)을 건조하여, 알칸계 화합물을 제거하고, 정극층(1)을 형성한다(도 1c).
본 개시에 의하면, 수소화 붕소 화합물에 대하여 알칸계 화합물을 조합함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전해질 함유층을 얻을 수 있다. 상술한 바와 같이, 국제공개 제2019/078130에서는, 수소화 붕소 화합물이 용매에 용해된 용액을, 정극층 및 부극층 중 적어도 일방에 도포 또는 함침시키고, 그 후, 용매를 제거하여 수소화 붕소 화합물을 석출시키는 것이 개시되어 있다.
한편, 수소화 붕소 화합물을 용매에 용해시키면, 석출 후의 이온 전도성이 저하하는 경우가 있다. 그 이유는, 이하와 같이 추측된다. 즉, 수소화 붕소 화합물을 용매에 용해시키면, 수소화 붕소 화합물의 아니온 성분과, 용매와의 사이에 강한 상호 작용이 생긴다고 추측된다. 그 결과, 석출 후에 있어서도, 용매의 영향에 의해 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성이 저하한다고 추측된다.
이에 대하여, 본 개시에 있어서는, 수소화 붕소 화합물에 대하여 알칸계 화합물을 조합함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전해질 함유층을 얻을 수 있다. 그 이유는, 이하와 같이 추측된다. 즉, 본 개시에 있어서의 알칸계 화합물은, 수소화 붕소 화합물을 용해시키지 않거나, 용해시켜도 극히 조금이기 때문에, 수소화 붕소 화합물의 아니온 성분과, 용매와의 사이에 생기는 상호 작용을 약하게 할 수 있다고 추측된다. 또한, 알칸계 화합물의 벌키성도, 상기 상호 작용을 약하게 하는 요인이라고 추측된다. 그 때문에, 석출 후에 있어서, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성이 저하하는 것을 억제할 수 있다고 추측된다. 또한, 예를 들면 고체 전해질 함유층으로서 전극층(정극층 또는 부극층)을 제조하는 경우, 슬러리에 포함되는 알칸계 화합물은, 활물질을 양호하게 분산시킬 수 있기 때문에, 균일성이 양호한 전극층을 얻을 수 있다.
본 개시에 있어서의 고체 전해질 함유층은, 고체 전해질로서 수소화 붕소 화합물을 함유하는 층이면 특별히 한정되지 않지만, 전형례로서는, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층을 들 수 있다.
1. 고체 전해질 함유층이 정극층인 경우
이 경우, 정극층을 형성하는 슬러리는, 정극 활물질, 수소화 붕소 화합물 및 알칸계 화합물을 적어도 함유한다. 이 슬러리는, 필요에 따라, 도전재 및 바인더 중 적어도 일방을 더 함유하고 있어도 된다.
(1) 고체 전해질
슬러리는, 고체 전해질로서, 수소화 붕소 화합물을 함유한다. 수소화 붕소 화합물은, 통상, 슬러리에 있어서 분산 상태로 존재한다. 또한, 수소화 붕소 화합물이란, 카티온 성분과, B-H 결합을 가지는 아니온 성분을 가지는 화합물을 말한다. 카티온 성분으로서는, 예를 들면, Li, Na, K를 들 수 있다.
한편, 아니온 성분은, B 및 H를 적어도 함유한다. 또한, 아니온 성분은, 통상, 착이온이다. 아니온 성분은, B 및 H만을 함유하는 착이온이어도 되고, B 및 H에 더하여 C를 함유하는 착이온이어도 된다. B 및 H만을 함유하는 착이온으로서는, 예를 들면, BH4 -, B10H10 2-, B12H12 2-를 들 수 있다. 한편, B, H 및 C를 함유하는 착이온으로서는, 예를 들면, CB9H10 -, CB11H12 -를 들 수 있다. 수소화 붕소 화합물은, 아니온 성분을 1종만 가지고 있어도 되고, 2종 이상 가지고 있어도 된다.
수소화 붕소 화합물로서는, 예를 들면, LiCB11H12, LiCB9H10, Li2B12H12, Li2B10H10, LiBH4, 및, 상기 재료의 2종 이상을 조합한 복합 화합물을 들 수 있다. 상기 재료의 조합은, 임의로 선택할 수 있다. 특히, 수소화 붕소 화합물은, xLiCB9H10·(1-x)LiCB11H12(0<x<1)으로 나타내어지는 조성을 가지는 것이 바람직하다. 이온 전도성이 높기 때문이다. x는, 0.2 이상이어도 되고, 0.4 이상이어도 되며, 0.6 이상이어도 된다. 한편, x는, 0.9 이하여도 되고, 0.8 이하여도 된다.
수소화 붕소 화합물은, 요오드(I)를 함유하고 있어도 되고, 함유하고 있지 않아도 된다. 마찬가지로, 수소화 붕소 화합물은, 인(P)을 함유하고 있어도 되고, 함유하고 있지 않아도 된다. 마찬가지로, 수소화 붕소 화합물은, 유황(S)을 함유하고 있어도 되고, 함유하고 있지 않아도 된다.
I를 함유하는 수소화 붕소 화합물로서는, 예를 들면, xLiBH4·(1-x)LiI(0<x<1)로 나타내어지는 조성을 가지는 화합물을 들 수 있다. x는, 0.6 이상 0.9 이하여도 된다. P 및 S를 함유하는 수소화 붕소 화합물로서는, 예를 들면, xLiBH4·(1-x)P2S5(0<x<1)로 나타내어지는 조성을 가지는 화합물을 들 수 있다. x는, 0.7 이상 0.95 이하여도 된다. P 및 I를 함유하는 수소화 붕소 화합물로서는, 예를 들면, xLiBH4·(1-x)P2I4(0<x<1)로 나타내어지는 조성을 가지는 화합물을 들 수 있다. x는, 0.7 이상 0.95 이하여도 된다. 슬러리는, 수소화 붕소 화합물을 1종만 함유하고 있어도 되고, 2종 이상 함유하고 있어도 된다.
슬러리는, 고체 전해질로서, 수소화 붕소 화합물만을 가지고 있어도 되고, 다른 재료를 함유하고 있어도 된다. 고체 전해질 전체에 대한 수소화 붕소 화합물의 비율은, 예를 들면 50중량% 이상이고, 70중량% 이상이어도 되며, 90중량% 이상이어도 되고, 100중량% 이하여도 된다. 또한, 슬러리의 고형분 전체에 대한 고체 전해질의 비율은, 예를 들면 10중량% 이상이고, 20중량% 이상이어도 되며, 30중량% 이상이어도 된다. 한편, 고체 전해질의 상기 비율은, 예를 들면 70중량% 이하이고, 60중량% 이하여도 된다.
(2) 분산매
슬러리는, 분산매로서, 탄소수가 5 또는 6인 알칸을 함유한다. 「탄소수가 5 또는 6인 알칸」이란, 일반식 CnH2n+2(n은, 5 또는 6임)로 나타내어지는 쇄식 포화 탄화수소, 또는 일반식 CnH2n(n은, 5 또는 6임)으로 나타내어지는 환식 포화 탄화수소를 말한다.
알칸계 화합물은, 쇄상 화합물이어도 되고, 환상 화합물이어도 된다. 쇄상 화합물(쇄상의 알칸계 화합물)로서는, 예를 들면, 펜탄(n-펜탄), 이소펜탄(2-메틸부탄), 헥산(n-헥산), 이소헥산(2-메틸펜탄), 3-메틸펜탄, 디이소프로필(2,3-디메틸부탄), 네오헥산(2,2-디메틸부탄)을 들 수 있다. 한편, 환상 화합물(환상의 알칸계 화합물)로서는, 시클로펜탄, 시클로헥산, 메틸시클로펜탄을 들 수 있다. 또한, 알칸계 화합물에 있어서의 탄소쇄는, 분기 구조를 가지고 있어도 되고, 가지고 있지 않아도 된다.
특히, 알칸계 화합물은, 펜탄, 시클로펜탄 또는 이소헥산인 것이 바람직하다. 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제할 수 있기 때문이다. 슬러리는, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물을 1종만 함유하고 있어도 되고, 2종 이상 함유하고 있어도 된다. 또한, 쇄상의 알칸계 화합물과, 환상의 알칸계 화합물을 조합하여 이용해도 된다. 또한, 알칸계 화합물의 비유전율(25℃)은, 예를 들면 2 이하가 바람직하다. 또한, 알칸계 화합물의 증기압(25℃)은, 예를 들면 20kPa 이상인 것이 바람직하다.
슬러리는, 분산매로서, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물만을 함유하고 있어도 되고, 다른 재료를 함유하고 있어도 된다. 분산매 전체에 대한, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물의 비율은, 예를 들면 50중량% 이상이고, 70중량% 이상이어도 되며, 90중량% 이상이어도 된다. 슬러리의 고형분 농도는, 예를 들면 30중량% 이상이고, 40중량% 이상이어도 되며, 50중량% 이상이어도 된다. 한편, 슬러리의 고형분 농도는, 예를 들면 80중량% 이하이고, 70중량% 이하여도 된다.
(3) 정극 활물질
정극 활물질은, 특별히 한정되지 않지만, 전형적으로는 산화물 활물질, 단체(單體) 유황을 들 수 있다. 산화물 활물질로서는, 예를 들면, LiCoO2, LiMnO2, LiNiO2, LiVO2, LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 등의 암염 층상형 활물질, LiMn2O4, Li(Ni0.5Mn1.5)O4 등의 스피넬형 활물질, LiFePO4, LiMnPO4, LiNiPO4, LiCuPO4 등의 올리빈형 활물질을 들 수 있다.
정극 활물질의 형상으로서는, 예를 들면, 입자상(粒子狀)을 들 수 있다. 정극 활물질의 평균 입경(D50)은, 예를 들면, 0.1㎛ 이상, 50㎛ 이하이다. 또한, 평균 입경은, 예를 들면, 레이저 회절식 입도 분포계, 주사형 전자 현미경(SEM)에 의한 측정으로부터 산출할 수 있다. 슬러리의 고형분 전체에 대한 정극 활물질의 비율은, 예를 들면 50중량% 이상이고, 60중량% 이상이어도 된다. 한편, 정극 활물질의 상기 비율은, 예를 들면 80중량% 이하이다.
(4) 슬러리
슬러리는, 도전재를 함유하고 있어도 된다. 도전재를 첨가함으로써, 고체 전해질 함유층의 전자 전도성이 향상한다. 도전재로서는, 예를 들면, 아세틸렌블랙, 케첸블랙, 카본파이버를 들 수 있다. 또한, 슬러리는, 바인더를 함유하고 있어도 된다. 바인더를 첨가함으로써, 고체 전해질 함유층의 치밀성이 향상한다. 바인더로서는, 예를 들면, PVDF계 바인더 등의 불소계 바인더, 고무계 바인더, 아크릴계 바인더를 들 수 있다. 또한, 슬러리는, 필요에 따라, 증점재, 분산재 등의 첨가재를 함유하고 있어도 된다.
슬러리의 조제 방법으로서는, 예를 들면, 정극 활물질, 수소화 붕소 화합물 및 알칸계 화합물을 혼련하는 방법을 들 수 있다. 혼련 방법으로서는, 예를 들면, 초음파 호모지나이저, 진탕기, 박막 선회형 믹서, 디졸버, 호모 믹서, 니더, 롤 밀, 샌드 밀, 어트리터, 볼 밀, 바이브레이터 밀, 고속 인펠러 밀을 들 수 있다.
(5) 정극층의 형성 방법
정극층의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 슬러리를 기재(基材) 상에 도공하여, 도공층을 형성하는 도공 처리와, 도공층을 건조하여, 정극층을 형성하는 건조 처리를 가지는 방법을 들 수 있다. 슬러리의 도공 방법으로서는, 예를 들면, 독터 블레이드법, 다이 코트법, 그라비아 코트법, 스프레이 도공법, 정전 도공법, 바 도공법을 들 수 있다.
슬러리를 도공하는 기재는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 정극 집전체를 들 수 있다. 정극 집전체 상에 슬러리를 도공함으로써, 정극 집전체 및 정극층의 사이의 밀착성이 양호한 정극을 얻을 수 있다. 정극 집전체의 재료로서는, 예를 들면, SUS, 알루미늄, 니켈, 철, 티탄, 카본을 들 수 있다.
도공층의 건조 방법은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 온풍·열풍 건조, 적외선 건조, 감압 건조, 유전 가열 건조 등의 일반적인 방법을 들 수 있다. 또한, 건조 분위기로서는, 예를 들면, Ar 가스 분위기 및 질소 가스 분위기 등의 불활성 가스 분위기, 대기 분위기, 진공을 들 수 있다. 특히, 도공층의 건조 방법은, 가열 진공 건조인 것이 바람직하다. 건조 온도는, 특별히 한정되지 않고, 도공층에 포함되는 재료가 열화하지 않는 온도인 것이 바람직하다. 도공층의 건조 후, 필요에 따라, 프레스 처리를 행해도 된다. 프레스 처리로서는, 예를 들면, 정극층을 치밀화하기 위한 프레스 처리를 들 수 있다.
정극층의 두께는, 예를 들면 0.1㎛ 이상이다. 한편, 정극층의 두께는, 예를 들면 1000㎛ 이하이고, 300㎛ 이하여도 된다.
2. 고체 전해질 함유층이 부극층인 경우
이 경우, 부극층을 형성하는 슬러리는, 부극 활물질, 수소화 붕소 화합물 및 알칸계 화합물을 적어도 함유한다. 이 슬러리는, 필요에 따라, 도전재 및 바인더 중 적어도 일방을 더 함유하고 있어도 된다.
부극 활물질은, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 카본 활물질, 금속 활물질 및 산화물 활물질을 들 수 있다. 카본 활물질로서는, 예를 들면, 그라파이트, 하드 카본, 소프트 카본을 들 수 있다. 한편, 금속 활물질로서는, 예를 들면, Li, Si, In, Al 및 Sn 등의 단체, 및, 이러한 원소 중 적어도 1종을 포함하는 합금을 들 수 있다. 또한, 산화물 활물질로서는, 예를 들면, SiO, Li4Ti5O12를 들 수 있다. 부극 활물질의 형상으로서는, 예를 들면 입자상을 들 수 있다. 부극 활물질의 평균 입경(D50)은, 예를 들면, 0.1㎛ 이상, 50㎛ 이하이다. 슬러리의 고형분 전체에 대한 부극 활물질의 비율은, 예를 들면 30중량% 이상이고, 50중량% 이상이어도 된다. 한편, 부극 활물질의 상기 비율은, 예를 들면 80중량% 이하이다.
수소화 붕소 화합물, 알칸계 화합물, 도전재, 바인더, 및, 슬러리에 관한 다른 사항에 관해서는, 기본적으로, 상기 「1. 고체 전해질 함유층이 정극층인 경우」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다.
부극층의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 슬러리를 기재 상에 도공하여, 도공층을 형성하는 도공 처리와, 도공층을 건조하여, 부극층을 형성하는 건조 처리를 가지는 방법을 들 수 있다. 정극 활물질 대신에 부극 활물질을 이용하는 것 이외는, 기본적으로, 상기 「1. 고체 전해질 함유층이 정극층인 경우」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다. 또한, 슬러리를 도공하는 기재가 부극 집전체인 경우, 부극 집전체의 재료로서는, 예를 들면, SUS, 구리, 니켈, 카본을 들 수 있다.
부극층의 두께는, 예를 들면 0.1㎛ 이상이다. 한편, 부극층의 두께는, 예를 들면 1000㎛ 이하이고, 300㎛ 이하여도 된다.
3. 고체 전해질 함유층이 고체 전해질층인 경우
이 경우, 고체 전해질층(세퍼레이터층)을 형성하는 슬러리는, 수소화 붕소 화합물 및 알칸계 화합물을 적어도 함유한다. 이 슬러리는, 필요에 따라, 바인더를 더 함유하고 있어도 된다.
수소화 붕소 화합물, 알칸계 화합물, 바인더, 및, 슬러리에 관한 다른 사항에 관해서는, 기본적으로, 상기 「1. 고체 전해질 함유층이 정극층인 경우」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다. 슬러리의 고형분 전체에 대한 고체 전해질의 비율은, 예를 들면 80중량% 이상이고, 90중량% 이상이어도 되며, 95중량% 이상이어도 된다.
고체 전해질층의 형성 방법으로서는, 예를 들면, 슬러리를 기재 상에 도공하여 도공층을 형성하는 도공 처리와, 도공층을 건조하여, 고체 전해질층을 형성하는 건조 처리를 가지는 방법을 들 수 있다. 정극 활물질 및 도전재를 이용하지 않는 것 이외는, 기본적으로, 상기 「1. 고체 전해질 함유층이 정극층인 경우」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다. 슬러리를 도공하는 기재로서는, 예를 들면, 정극층 및 부극층 중 적어도 일방을 들 수 있다. 또한, 기재로서, 전사용 기재를 이용해도 된다. 이 경우, 전사용 기재 상에 고체 전해질층을 형성하고, 얻어진 고체 전해질층을 정극층 또는 부극층과 접촉시킨 후에, 전사용 기재를 박리하는 것이 바람직하다.
고체 전해질층의 두께는, 예를 들면 0.1㎛ 이상이다. 한편, 고체 전해질층의 두께는, 예를 들면 1000㎛ 이하이고, 300㎛ 이하여도 된다.
B. 고체 전지의 제조 방법
도 2는, 본 개시에 있어서의 고체 전지의 제조 방법을 예시하는 플로우 차트이다. 도 2에 나타내는 고체 전지의 제조 방법은, 정극층을 형성하는 정극층 형성 공정과, 부극층을 형성하는 부극층 형성 공정과, 고체 전해질층을 형성하는 고체 전해질층 형성 공정을 가진다. 본 개시에 있어서는, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 그 고체 전해질 함유층을, 상기 「A. 고체 전해질 함유층의 제조 방법」에 기재한 방법에 의해 제조한다.
본 개시에 의하면, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 추가로, 그 고체 전해질 함유층을, 상술한 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여 제조함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전지를 얻을 수 있다.
본 개시에 있어서는, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 어느 한 층이 고체 전해질 함유층이어도 되고, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층의 두 층이 고체 전해질 함유층이어도 되며(두 층은 임의의 조합을 선택할 수 있음), 정극층, 부극층 및 고체 전해질층의 모든 층이 고체 전해질 함유층이어도 된다. 고체 전해질 함유층의 제조 방법에 관해서는, 상기 「A. 고체 전해질 함유층의 제조 방법」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다.
본 개시에 있어서의 고체 전지의 제조 방법은, 상술한 각 공정(정극층 형성 공정, 부극층 형성 공정 및 고체 전해질층 형성 공정) 외에, 정극층, 고체 전해질층 및 부극층을 이 순서로 적층하고, 발전 요소를 형성하는 적층 공정을 가지고 있어도 된다. 적층 방법은 특별히 한정되지 않고, 임의의 방법을 채용할 수 있다. 또한, 필요에 따라, 발전 요소에 대하여 프레스 처리를 행해도 된다. 얻어지는 고체 전지의 특징에 관해서는, 후술하는 「C. 고체 전지」에서 설명한다.
C. 고체 전지
도 3은, 본 개시에 있어서의 고체 전지를 예시하는 개략 단면도이다. 도 3에 나타내는 고체 전지(10)는, 정극층(1)과, 부극층(2)과, 정극층(1) 및 부극층(2)의 사이에 형성된 고체 전해질층(3)과, 정극층(1)의 집전을 행하는 정극 집전체(4)와, 부극층(2)의 집전을 행하는 부극 집전체(5)와, 이러한 부재를 수납하는 전지 케이스(6)를 가진다. 정극층(1), 부극층(2) 및 고체 전해질층(3) 중 적어도 하나의 층은, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이다. 또한, 이 고체 전해질 함유층은, 탄소수가 5 또는 6인 알칸계 화합물을 잔사 성분으로서 함유한다.
본 개시에 의하면, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 적어도 하나의 층이, 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고, 추가로, 그 고체 전해질 함유층이 상술한 알칸계 화합물을 잔사 성분으로서 함유함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전지로 할 수 있다. 환언하면, 고체 전해질 함유층을, 상술한 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여 제조함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제한 고체 전지로 할 수 있다.
본 개시에 있어서의 잔사 성분은, 상술한 알칸계 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여, 고체 전해질 함유층을 형성한 경우에, 잔류하는 분산매이다. 잔사 성분의 존재는, 예를 들면, 샘플을 가열하여, 방출된 기체를 가스 크로마토그래피로 측정함으로써, 확인할 수 있다. 전지 성능의 관점에 기초하면, 층 내에 포함되는 잔사 성분의 양은 적은 것이 바람직하다. 잔사 성분의 양은, 예를 들면 20000ppm 이하이고, 10000ppm 이하여도 된다. 한편, 잔류 성분의 양의 하한은, 검출 한계보다 높으면 된다. 잔사 성분에 의한 부반응을 억제할 수 있기 때문이다.
본 개시에 있어서는, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 어느 한 층이 고체 전해질 함유층이어도 되고, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층 중 두 층이 고체 전해질 함유층이어도 되며(두 층은 임의의 조합을 선택할 수 있음), 정극층, 부극층 및 고체 전해질층의 모든 층이 고체 전해질 함유층이어도 된다.
본 개시에 있어서의 고체 전지는, 통상, 정극층, 부극층 및 고체 전해질층을 가진다. 이러한 층에 관해서는, 상기 「A. 고체 전해질 함유층의 제조 방법」에 기재한 내용과 마찬가지이므로, 여기서의 기재는 생략한다. 또한, 고체 전지는, 리튬 이온 전지인 것이 바람직하다. 고체 전지는, 일차 전지여도 되고, 이차 전지여도 되지만, 이차 전지인 것이 바람직하다. 반복 충방전할 수 있어, 예를 들면, 차재용(車載用) 전지로서 유용하기 때문이다. 고체 전지의 형상으로서는, 예를 들면, 코인형, 라미네이트형, 원통형, 각형을 들 수 있다.
또한, 본 개시는, 상기 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 상기 실시형태는, 예시이며, 본 개시에 있어서의 특허 청구의 범위에 기재된 기술적 사상과 실질적으로 동일한 구성을 가지고, 마찬가지의 작용 효과를 가지는 것은, 어떠한 것이라도 본 개시에 있어서의 기술적 범위에 포함된다.
[실험례 1]
(고체 전해질의 합성)
LiCB9H10·H2O(Katchem제) 및 LiCB11H12·0.5H2O(Katchem제)를 160℃, 12시간의 조건에서 진공 건조했다. 건조한 2종의 분말을, LiCB9H10:LiCB11H12=7:3의 몰비가 되도록 칭량하여, 유발에서 15분간 혼합했다. 얻어진 혼합물을 지르코니아제의 포트에 첨가하고, 추가로 파쇄용 볼도 첨가했다. 포트를 밀폐하고, 유성형 볼 밀에 설치하여, 400rpm, 20시간의 조건에서 메커니컬 밀링 처리를 행했다. 그 후, 유발에서 15분간 혼합하여, 수소화 붕소 화합물(고체 전해질)을 얻었다.
(평가용의 고체 전해질의 제작)
얻어진 고체 전해질을, 펜탄에 침지시켜, 호모지나이저로 30초간 분산시키고, 10초간의 휴지를 행했다. 이 사이클을 10회 행했다. 그 후, 고체 전해질의 상태를 육안으로 확인한 바, 펜탄 중에 고체 전해질이 입자로서 잔존하고 있는 것이 확인되었다. 그 후, 유리제 샬레에, 분산액(고체 전해질 및 펜탄의 혼합물)을 첨가하고, 100℃의 핫플레이트에서 1시간 건조시켜, 평가용의 고체 전해질을 얻었다.
[실험례 2∼5 및 비교 실험례 1∼3]
펜탄 대신에, 시클로펜탄(실험례 2), 이소헥산(실험례 3), 헥산(실험례 4), 시클로헥산(실험례 5), 헵탄(비교 실험례 1), 부티르산 부틸(비교 실험례 2), N-메틸-2-피롤리돈(비교 실험례 3)을 이용한 것 이외는, 실험례 1과 마찬가지로 하여, 평가용의 고체 전해질을 얻었다.
[평가]
실험례 1∼5 및 비교 실험례 1∼3에서 얻어진 평가용의 고체 전해질에 대하여, ±10mV의 전압을 인가하고, 0.01Hz∼1MHz의 범위에 있어서, 저항값을 측정했다. 측정한 저항값과, 고체 전해질의 두께를 이용하여 이온 전도도를 산출했다. 또한, 액체에 침지시키기 전의 고체 전해질을 이용하여, 마찬가지로 이온 전도도를 산출하고, 이온 전도도의 유지율을 구했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다. 이온 전도도의 유지율(%)=(침지 후의 이온 전도도)/(침지 전의 이온 전도도)×100
표 1에 나타내는 바와 같이, 실험례 1∼5에서는, 비교 실험례 1∼3에 비해, 이온 전도도의 유지율이 높아졌다. 특히, 실험례 1∼3에서는, 이온 전도도의 유지율이 특히 양호했다. 그 이유는 완전히 명확하지는 않지만, 실험례 1∼3에서 이용한 알칸계 화합물은 증기압이 높기 때문에, 건조에 의해 알칸계 화합물이 제거되기 쉬웠기 때문이라고 추측된다. 이와 같이, 알칸계 화합물을 이용함으로써, 수소화 붕소 화합물의 이온 전도성의 저하를 억제 가능한 것이 확인되었다.
한편, 비교 실험례 1에서는, 알칸인 헵탄을 이용하고 있지만, 이온 전도도의 유지율이 낮았다. 그 이유는 완전히 명확하지는 않지만, 헵탄의 증기압이, 실험례 1∼5에서 이용한 알칸계 화합물의 증기압에 비해 낮기 때문에, 건조에 의해 헵탄이 충분히 제거되지 않았을 가능성이 상정된다. 또한, 헵탄이 수소화 붕소 화합물(고체 전해질)의 구조를 변화시켜 버렸을 가능성도 상정된다.
[실험례 6∼10]
100℃의 핫플레이트에 의한 건조 대신에, 100℃의 진공 건조를 행한 것 이외는, 각각, 실험례 1∼5와 마찬가지로 하여 평가용의 고체 전해질을 얻었다.
[평가]
실험례 6∼10에서 얻어진 평가용의 고체 전해질을 이용하여, 상기와 마찬가지로, 이온 전도도의 유지율을 구했다. 그 결과를 표 2에 나타낸다.
표 2와, 상술한 표 1을 비교하면, 실험례 6∼10은, 각각 실험례 1∼5에 비해 이온 전도도의 유지율이 높아졌다. 이 점에서, 고체 전해질에 잔류하는 알칸계 화합물의 양은 적은 것이 바람직한 것이 시사되었다. 특히, 실험례 6에서는, 이온 전도도가 100%를 넘었다. 펜탄은, 증기압이 특히 높고, 추가로, 수분과의 친화성도 높은 점에서, 고체 전해질에 잔류하고 있던 수분도 헵탄과 함께 휘발되었기 때문이라고 추측된다.

Claims (15)

  1. 고체 리튬 이온 전지(10)에 이용되는 고체 전해질 함유층의 제조 방법으로서,
    분산매로서 탄소수가 5 또는 6인 알칸과, 고체 전해질로서 수소화 붕소 화합물을 함유하는 슬러리를 이용하여, 상기 고체 전해질 함유층을 형성하는 공정을 가지고,
    상기 알칸이, n-펜탄, 시클로펜탄 및 이소헥산 중 적어도 1종을 함유하고,
    슬러리의 고체 전해질 전체에 대한 수소화 붕소 화합물의 비율은, 50중량% 이상 100중량% 이하이고,
    슬러리의 고형분 전체에 대한 고체 전해질의 비율은, 10중량% 이상 70중량% 이하인, 고체 전해질 함유층의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 수소화 붕소 화합물은, LiCB9H10 및 LiCB11H12의 복합 화합물인, 방법.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 전해질 함유층이, 정극층(1)인, 방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 전해질 함유층이, 부극층(2)인, 방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고체 전해질 함유층이, 고체 전해질층(3)인, 방법.
  8. 정극층(1)과, 부극층(2)과, 상기 정극층(1) 및 상기 부극층(2)의 사이에 형성된 고체 전해질층(3)을 가지는 고체 리튬 이온 전지(10)의 제조 방법으로서,
    상기 정극층(1), 상기 부극층(2) 및 상기 고체 전해질층(3) 중 적어도 하나의 층이, 고체 전해질로서 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고,
    상기 고체 전해질 함유층을, 제 1 항, 제 2 항 및 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 고체 전해질 함유층의 제조 방법에 의해 제조하는 공정을 가지는, 고체 리튬 이온 전지의 제조 방법.
  9. 정극층(1)과, 부극층(2)과, 상기 정극층(1) 및 상기 부극층(2)의 사이에 형성된 고체 전해질층(3)을 가지는 고체 리튬 이온 전지(10)로서,
    상기 정극층(1), 상기 부극층(2) 및 상기 고체 전해질층(3) 중 적어도 하나의 층이, 고체 전해질로서 수소화 붕소 화합물을 함유하는 고체 전해질 함유층이고,
    상기 고체 전해질 함유층은, 탄소수가 5 또는 6인 알칸을 잔사 성분으로서 함유하고,
    상기 수소화 붕소 화합물은, LiCB9H10 및 LiCB11H12의 복합 화합물이고,
    상기 알칸이, n-펜탄, 시클로펜탄 및 이소헥산 중 적어도 1종을 함유하는, 고체 리튬 이온 전지.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 제 9 항에 있어서,
    상기 고체 전해질 함유층이, 정극층(1)인, 고체 리튬 이온 전지.
  14. 제 9 항에 있어서,
    상기 고체 전해질 함유층이, 부극층(2)인, 고체 리튬 이온 전지.
  15. 제 9 항에 있어서,
    상기 고체 전해질 함유층이, 고체 전해질층(3)인, 고체 리튬 이온 전지.
KR1020210070219A 2020-06-30 2021-05-31 고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지 KR102634216B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2020-112743 2020-06-30
JP2020112743A JP7276264B2 (ja) 2020-06-30 2020-06-30 固体電解質含有層の製造方法、固体電池の製造方法および固体電池

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20220002092A KR20220002092A (ko) 2022-01-06
KR102634216B1 true KR102634216B1 (ko) 2024-02-07

Family

ID=78990068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020210070219A KR102634216B1 (ko) 2020-06-30 2021-05-31 고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20210408590A1 (ko)
JP (1) JP7276264B2 (ko)
KR (1) KR102634216B1 (ko)
CN (1) CN113871701A (ko)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017199821A1 (ja) * 2016-05-19 2017-11-23 富士フイルム株式会社 固体電解質組成物、固体電解質含有シートおよび全固体二次電池ならびに固体電解質含有シートおよび全固体二次電池の製造方法
WO2020054081A1 (ja) 2018-09-11 2020-03-19 マクセルホールディングス株式会社 固体電解質シートおよび全固体リチウム二次電池

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3896058B2 (ja) * 2001-09-05 2007-03-22 三星エスディアイ株式会社 電池用活物質およびその製造方法
JP2006216261A (ja) * 2005-02-01 2006-08-17 Fuji Photo Film Co Ltd 固体電解質、固体電解質の製造方法、電極膜接合体および燃料電池
JP2006310159A (ja) * 2005-04-28 2006-11-09 Fuji Photo Film Co Ltd 固体電解質、電極膜接合体、燃料電池、および固体電解質の製造方法。
JP2011154902A (ja) * 2010-01-27 2011-08-11 Toyota Motor Corp 全固体電池
EP2790842B1 (de) * 2011-12-14 2017-06-07 Saint-Gobain Glass France Polymeres werkstück zur flutbeschichtung
JP6380883B2 (ja) * 2013-10-16 2018-08-29 ナガセケムテックス株式会社 正極合材及びその製造方法、並びに、全固体型リチウム硫黄電池
KR20180055086A (ko) * 2016-11-16 2018-05-25 현대자동차주식회사 습식공정을 통한 황화물계 고체전해질의 제조방법
JP7092796B2 (ja) * 2017-05-15 2022-06-28 エルジー エナジー ソリューション リミテッド 全固体電池用固体電解質膜の製造方法及び該方法によって製造された固体電解質膜
US20210184255A1 (en) * 2018-09-13 2021-06-17 Fundacion Centro De Investigacion Cooperativa De Energias Alternativas Cic Energigune Fundazioa Multilayer electrodes and solid electrolytes

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017199821A1 (ja) * 2016-05-19 2017-11-23 富士フイルム株式会社 固体電解質組成物、固体電解質含有シートおよび全固体二次電池ならびに固体電解質含有シートおよび全固体二次電池の製造方法
WO2020054081A1 (ja) 2018-09-11 2020-03-19 マクセルホールディングス株式会社 固体電解質シートおよび全固体リチウム二次電池

Also Published As

Publication number Publication date
CN113871701A (zh) 2021-12-31
JP2022011539A (ja) 2022-01-17
KR20220002092A (ko) 2022-01-06
JP7276264B2 (ja) 2023-05-18
US20210408590A1 (en) 2021-12-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5737415B2 (ja) 全固体電池およびその製造方法
CN109390622B (zh) 锂固体电池
JP5967100B2 (ja) 電解質被覆型正極活物質粒子、全固体電池、および電解質被覆型正極活物質粒子の製造方法
JP6172295B2 (ja) リチウム固体電池、リチウム固体電池モジュール、およびリチウム固体電池の製造方法
JP5660210B2 (ja) 固体電解質材料、固体電池、固体電解質材料の製造方法
JP5459198B2 (ja) 硫化物固体電解質材料、全固体電池、硫化物固体電解質材料の製造方法、固体電解質層の製造方法
US8968939B2 (en) Solid electrolyte material, electrode element that includes solid electrolyte material, all-solid battery that includes solid electrolyte material, and manufacturing method for solid electrolyte material
JP5195975B2 (ja) 全固体電池およびその製造方法
WO2013084352A1 (ja) 正極活物質材料、正極活物質層、全固体電池および正極活物質材料の製造方法
JP2019033053A (ja) リチウム固体電池、およびリチウム固体電池の製造方法
JP2012089406A (ja) 正極活物質材料の製造方法、リチウム固体電池の製造方法および正極活物質材料
JP2017054615A (ja) 被覆負極活物質
JP2014241282A (ja) 電極体の製造方法
JP2017054614A (ja) 被覆負極活物質
JP2015185237A (ja) 全固体リチウム二次電池用正極及びそれを用いた全固体リチウム二次電池
JP2016081905A (ja) 固体電解質層
JP2019121455A (ja) 固体電池
KR102634216B1 (ko) 고체 전해질 함유층의 제조 방법, 고체 전지의 제조 방법 및 고체 전지
CN114068913A (zh) 全固体电池
WO2020136975A1 (ja) 電池材料、電池及び電池材料の製造方法
KR20210135552A (ko) 전고체 전지의 제조 방법
JP7457145B2 (ja) 人造黒鉛及びその製造方法、負極電極シート、二次電池、電池モジュール、電池パック及び電力消費装置
JP2023100077A (ja) 電極層
WO2013076854A1 (ja) 全固体電池
JP2023133688A (ja) 負極

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right