TW202118128A - 全固態電池、正極及全固態電池製造方法 - Google Patents

全固態電池、正極及全固態電池製造方法 Download PDF

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小林正一
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Abstract

全固態電池(1)係具備：正極層(6)、負極層(7)及夾持於正極層(6)與負極層(7)之間的固態電解質層(5)。正極層(6)係含有：由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物LCPO所形成的正極活性物質，與由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物LAGP所形成的固態電解質。於此，數x係滿足下式： 0＜x＜1。 藉由對正極層(6)實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應化合物LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。

Description

全固態電池、正極及全固態電池製造方法
本案技術係有關於一種全固態電池、正極及全固態電池製造方法。
已知有使用固態電解質的全固態電池(專利文獻1)。全固態電池由於未有鋰離子電池所利用的可燃性有機電解液，而能夠減少與由有機電解液引起之不良情形相同的其他缺失的發生。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2007-5279號公報
[發明所欲解決之課題]
焦磷酸型正極材料Li2 CoP2 O7 係平均電位vsLi/Li+5V且具有約200mAh/g之性能的材料，即能有效提升全固態電池的能量密度之材料。將正極材料Li2 CoP2 O7 用於氧化物系固態電池時，有在燒成時與固態電解質反應而生成不利於充放電之異相的問題。使用正極材料Li2 CoP2 O7 的氧化物系固態電池可能因生成此種異相而導致放電電容降低。
本案技術係有鑑於所述問題點而完成者，茲以提供一種可提升放電電容的全固態電池、正極及全固態電池製造方法為目的。 [解決課題之手段]
本案一樣態之全固態電池係具備：正極層、負極層及夾持於正極層與負極層之間的固態電解質層。前述正極層係含有：由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物LCPO所形成的正極活性物質，與由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物LAGP所形成的固態電解質。數x係滿足下式： 0＜x＜1。 藉由對前述正極層實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應前述化合物LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。 [發明之效果]
本案之全固態電池、正極及全固態電池製造方法可提升放電電容。
[實施發明之形態]
以下針對本案所揭示之實施形態之全固態電池、正極及全固態電池製造方法，參照圖式加以說明。此外，本案技術非由以下記載所限定。又，於以下記載中，係對同一構成要素附加同一符號，並省略重複說明。
[全固態電池] 全固態電池1係如圖1所示，具備正極側集電體層2、負極側集電體層3、固態電解質層5、正極層6與負極層7。圖1為表示實施形態之全固態電池1之示意構造的剖面圖。正極側集電體層2係由導體所形成，形成為膜狀。負極側集電體層3係由導體所形成，形成為膜狀。導體可例示金屬。
固態電解質層5係含有固態電解質LAGP。固態電解質LAGP係由以下化學式表示之化合物所形成。 Li1.5 Al0.5 Ge1.5 (PO4 )3 固態電解質層5係形成為膜狀。固態電解質層5係配置於正極側集電體層2與負極側集電體層3之間。
正極層6係含有正極活性物質LCPO、固態電解質LAGP與導電助劑。正極活性物質LCPO係由以下化學式表示之化合物所形成。 Li2 CoP2 O7 正極層6係形成為膜狀。正極層6係配置於正極側集電體層2與固態電解質層5之間，與正極側集電體層2接觸，且與固態電解質層5接觸。
負極層7係含有負極活性物質、固態電解質LAGP與導電助劑。負極活性物質可例示磷酸釩鋰Li3 V2 (PO4 )3 、鈦酸鋰Li4 Ti5 O12 、氧化鈦TiO2 、五氧化二鈮Nb2 O5 。負極層7係形成為膜狀。負極層7係配置於負極側集電體層3與固態電解質層5之間，與負極側集電體層3接觸，且與固態電解質層5接觸。
藉由對全固態電池1的正極層6實施後述之粉末X光繞射測定，而如圖2所示，取得X光繞射圖型11。圖2為表示藉由對實施形態之全固態電池1的正極層6實施粉末X光繞射所得之X光繞射圖型11的圖。X光繞射圖型11係顯示入射角2θ(deg)對強度的近似連續函數，形成有多根波峰。例如多根波峰係包含波峰12、波峰13、波峰14與波峰15。波峰12係對應正極活性物質LCPO的(110)面。波峰13則對應正極活性物質LCPO之由下式所表現的面。
Figure 02_image001
波峰14係於入射角2θ等於15.0°±0.2°時顯示最大值，對應固態電解質LAGP的(012)面。波峰15則對應正極活性物質LCPO的(002)面。波峰14均未與對應正極活性物質LCPO之多根波峰的任一者重疊。
波峰14的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。 波峰14的半高寬FWHM係基於由X光繞射圖型11去除背景的圖型算出相當於波峰14之最大強度的一半之強度，並基於波峰14中對應相當於該強度之部分的擴展角度而算出。當全固態電池1中波峰14的半高寬FWHM顯示此種值時，可提升放電電容。
[固態電池製造方法] 實施形態之固態電池製造方法係具備正極活性物質LCPO之粉體的調製、固態電解質LAGP之粉體的調製、全固態電池的製作與正極層的粉末X光繞射測定。
[正極活性物質LCPO之粉體的調製] 就正極活性物質LCPO之粉體的調製，係準備預定量的磷酸二氫銨NH4 H2 PO4 、硝酸鋰LiNO3 、硝酸鈷Co(NO3 )2 ･6H2 O、檸檬酸與純水並加以混合。將藉由混合所調製的混合物加熱以使混合物中的水蒸發。藉由將經加熱之混合物於600～700℃加熱2小時～6小時，而進行正式燒成。將藉由正式燒成所調製的燒成品粉碎，而調製成正極活性物質LCPO之粉體。如此據此程序，可適當地調製由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物所形成的正極活性物質LCPO之粉體。
[固態電解質LAGP之粉體的調製] 固態電解質LAGP之粉體係使用固相法來調製。亦即，準備預定量的碳酸鋰Li2 CO3 之粉體、氧化鋁Al2 O3 之粉體、二氧化鍺GeO2 之粉體與磷酸二氫銨NH4 H2 PO4 之粉體並加以混合。將藉由混合所調製的混合物以300℃～400℃進行初步燒成3小時～5小時。將藉由初步燒成所調製的初步燒成粉體以1200℃～1400℃進行熱處理1小時～2小時而予以溶解。使藉由熱處理所調製的溶解物驟冷而玻璃化，調製成非晶質之固態電解質LAGP之粉體。將非晶質之固態電解質LAGP之粉體以例如600℃～900℃進行燒成，而調製成結晶化之固態電解質LAGP之粉體。全固態電池的製作所利用之固態電解質LAGP之粉體係非晶質之固態電解質LAGP之粉體、或結晶化之固態電解質LAGP之粉體，或非晶質之固態電解質LAGP之粉體與結晶化之固態電解質LAGP之粉體的混合物。如此據此程序，可適當地調製由化學式Li1.5 Al0.5 Ge1.5 (PO4 )3 表示之化合物所形成的固態電解質LAGP之粉體。
[全固態電池的製作] 圖3為表示全固態電池之製作概要的流程圖。將正極活性物質LCPO之粉體與固態電解質LAGP之粉體以預定的質量比(例如50：50)混合，而調製成正極用陶瓷粉體。對正極用陶瓷粉體添加黏結劑、溶媒(無水酒精)與導電助劑並加以混合，調製成漿料狀的正極層材料(步驟s1a)。將漿料狀的正極層材料藉由刮刀塗佈法塗佈於PET薄膜上，而成形為薄片狀。將形成薄片狀的多片正極層生胚片層合並進行沖壓壓接，而調整成預定的厚度。將經層合暨沖壓壓接之正極層生胚片切斷成預定的大小，而製成正極層薄片(步驟s2a)。
進而，將固態電解質LAGP之粉體與黏結劑、分散劑、塑化劑、非水系溶劑共同進行混練，調製成漿料狀的電解質層材料(步驟s1b)。將漿料狀的電解質層材料藉由刮刀塗佈法塗佈於PET薄膜上，而成形為薄片狀。將形成薄片狀的多片電解質層生胚片層合並進行沖壓壓接，而調整成預定的厚度。將經調整厚度之電解質層生胚片切斷成預定的大小，而製成固態電解質層薄片(步驟s2b)。
進而，準備負極活性物質之粉體。負極活性物質可例示磷酸釩鋰Li3 V2 (PO4 )3 、鈦酸鋰Li4 Ti5 O12 、氧化鈦TiO2 、五氧化二鈮Nb2 O5 。將負極活性物質之粉體與固態電解質LAGP之粉體以預定的質量比(例如50：50)混合，而調製成負極用陶瓷粉體。對負極用陶瓷粉體添加黏結劑、溶媒(無水酒精)與導電助劑並加以混合，調製成漿料狀的負極層材料(步驟s1c)。將漿料狀的負極層材料藉由刮刀塗佈法塗佈於PET薄膜上，而成形為薄片狀。將形成薄片狀的多片負極層生胚片層合並進行沖壓壓接，而調整成預定的厚度。將經調整厚度之負極層生胚片切斷成預定的大小，而製成負極層薄片(步驟s2c)。
將固態電解質層薄片、正極層薄片與負極層薄片，以固態電解質層薄片由正極層薄片與負極層薄片夾持的方式層合並壓接。將藉由壓接所製作的層合體進行脫脂，並以預定的溫度進行熱處理(步驟s4)。固態電解質層薄片、正極層薄片與負極層薄片所含之黏結劑係藉此熱處理而被熱分解。
將經脫脂之層合體以預定的燒成溫度進行燒成，而製成燒結體，即層合電極體(步驟s6)。進而，固態電解質層薄片、正極層薄片與負極層薄片所含之固態電解質LAGP係藉此熱處理而經燒結。將層合電極體的兩面進行濺鍍或蒸鍍而由金屬箔被覆，而製成全固態電池1(步驟s7)。此時，被覆層合電極體中的正極層薄片之一側的表面之金屬箔係對應正極側集電體層2。被覆層合電極體中的負極層薄片之一側的表面之金屬箔則對應負極側集電體層3。由固態電解質層薄片所形成的部分係對應固態電解質層5。由正極層薄片所形成的部分係對應正極層6。由負極層薄片所形成的部分則對應負極層7。
此外，層合體係藉由將固態電解質層薄片、正極層薄片與負極層薄片層合而製成，而亦可藉由與薄片之層合不同的其他方法來製作。例如，調製正極層印刷用糊料與負極層印刷用糊料。正極層印刷用糊料係藉由將正極用陶瓷粉體、導電助劑、黏結劑、分散劑、塑化劑與非水系溶劑混合所調製而成。負極層印刷用糊料則是藉由將負極用陶瓷粉體、導電助劑、黏結劑、分散劑、塑化劑與非水系溶劑混合所調製而成。正極層印刷用糊料係藉由網版印刷塗佈於固態電解質層薄片的其中一面。負極層印刷用糊料則藉由網版印刷塗佈於固態電解質層薄片的另一面。藉由對固態電解質層薄片塗佈正極層印刷用糊料與負極層印刷用糊料，而製成層合體。此種層合體係藉由實施步驟s4～s7之處理，而與已述之層合體同樣地製成全固態電池1。
[正極層的粉末X光繞射測定] 就正極層的粉末X光繞射測定，係對全固態電池的製作中所製作之全固態電池1的正極層6實施。藉由對全固態電池1的正極層6實施粉末X光繞射測定，而取得X光繞射圖型，並判定X光繞射圖型中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM是否滿足以下條件。 0.178≦FWHM≦0.317 經粉末X光繞射測定之全固態電池，當其半高寬FWHM滿足條件時，係判定為良品；半高寬FWHM未滿足條件時，則判定為不良品。
就實施形態之固態電池製造方法，係以與製作經判定為良品之全固態電池時所採用之條件相同的條件來製作其他全固態電池。固態電池製造方法可透過如此製作全固態電池，而使半高寬FWHM滿足條件地適當製作全固態電池。
茲基於已述之固態電池製造方法製成多個全固態電池試料。該多個全固態電池試料係包含實施例1之全固態電池、實施例2之全固態電池、比較例1之全固態電池與比較例2之全固態電池。 [實施例1]
實施例1之全固態電池所使用之正極活性物質LCPO之粉體係由磷酸二氫銨NH4 H2 PO4 、硝酸鋰LiNO3 、硝酸鈷Co(NO3 )2 ・6H2 O、檸檬酸與純水經固相反應所合成的正極活性物質LCPO所形成。藉由將該合成之正極活性物質LCPO以球磨機粉碎至0.5μm之粒徑，而調製成實施例1之全固態電池的製作所使用的正極活性物質LCPO之粉體。
實施例1之全固態電池的製作所使用的固態電解質LAGP之粉體係採用固相法來製作。亦即，將碳酸鋰Li2 CO3 、氧化鋁Al2 O3 、二氧化鍺GeO2 與磷酸二氫銨NH4 H2 PO4 之粉體以磁性研缽混合後，以球磨機進一步混合。將藉由混合所調製的混合物置入氧化鋁坩堝中，以300℃加熱5小時而進行初步燒成。將藉由初步燒成所調製的初步燒成粉體以1300℃進行熱處理2小時後，予以驟冷。將藉由驟冷而玻璃化的粉體以球磨機粉碎至1.0μm之粒徑，而調製成實施例1之全固態電池的製作所使用之固態電解質LAGP之粉體。
於實施例1之全固態電池的製作中，係使用正極層印刷用糊料、負極層印刷用糊料與固態電解質層薄片。正極層印刷用糊料係藉由將正極活性物質LCPO、固態電解質LAGP與導電助劑以正極活性物質LCPO：固態電解質LAGP：VGCF=3.88：5.82：0.3的重量比混合而成的混合物所調製。導電助劑係由奈米碳管(例如VGCF(註冊商標))所形成。對藉由混合所調製的混合物以預定的比率混入黏結劑、分散劑、塑化劑與非水系溶劑，而製成正極層印刷用糊料。
負極層印刷用糊料係藉由將負極活性物質、固態電解質LAGP與導電助劑以負極活性物質：固態電解質LAGP：VGCF=3.88：5.82：0.3的重量比混合而成的混合物所調製。作為負極活性物質，係利用粒徑為1.0μm的五氧化二鈮Nb2 O5 之粉體。導電助劑係由奈米碳管(例如VGCF(註冊商標))所形成。對藉由混合所調製的混合物以預定的比率混入黏結劑、分散劑、塑化劑與非水系溶劑，而製成負極層印刷用糊料。
固態電解質層薄片係由將固態電解質LAGP之粉體、黏結劑、分散劑、塑化劑與非水系溶劑以預定的比率混練而調製的漿料狀電解質層材料所調製而成。固態電解質LAGP係利用與正極層印刷用糊料的製作所使用的固態電解質LAGP相同者。將由漿料狀的電解質層材料藉由刮刀塗佈法所調製的多片電解質層生胚片層合並進行沖壓壓接，而製成厚度為200μm的固態電解質層薄片。
正極層印刷用糊料係藉由網版印刷塗佈於固態電解質層薄片的其中一面。負極層印刷用糊料則藉由網版印刷塗佈於固態電解質層薄片的另一面。藉由對固態電解質層薄片塗佈正極層印刷用糊料與負極層印刷用糊料，而製成層合體。將層合體進行脫脂，利用空氣流通以50℃/小時升溫並保持於500℃5小時而進行熱處理，再以自然冷卻降溫。層合體經脫脂後進行燒成，利用氮氣流通以50℃/小時升溫，保持於587℃5小時而進行熱處理，再以自然冷卻降溫。將層合體進行燒成，而製成層合電極體。
藉由對層合電極體的兩面濺鍍金Au的薄膜，而製成實施例1之全固態電池。此時，被覆層合電極體中的正極層印刷用糊料之一側的表面之薄膜係對應正極側集電體層2。被覆層合電極體中的負極層印刷用糊料之一側的表面之薄膜則對應負極側集電體層3。由固態電解質層薄片所形成的部分係對應固態電解質層5。由正極層印刷用糊料所形成的部分係對應正極層6。由負極層印刷用糊料所形成的部分則對應負極層7。 [實施例2]
實施例2之全固態電池，除了將經脫脂之層合體進行燒成的燒成溫度為600℃以外，係與實施例1之全固態電池同樣地製作。 實施例3之全固態電池，除了將經脫脂之層合體進行燒成的燒成溫度為612℃以外，係與實施例1之全固態電池同樣地製作。 實施例4之全固態電池，除了將經脫脂之層合體進行燒成的燒成溫度為625℃以外，係與實施例1之全固態電池同樣地製作。 實施例5之全固態電池，除了將經脫脂之層合體進行燒成的燒成溫度為637℃以外，係與實施例1之全固態電池同樣地製作。
比較例1之全固態電池，除了將經脫脂之層合體進行燒成的燒成溫度為575℃以外，係與實施例1之全固態電池同樣地製作。比較例2之全固態電池，除了將經脫脂之層合體進行燒成的燒成溫度為650℃以外，係與實施例1之全固態電池同樣地製作。
對多個全固態電池試料的各個全固態電池試料實施XRD測定試驗，並實施充放電特性評估試驗。
[XRD測定試驗] XRD測定試驗係使用Rigaku股份有限公司製粉體X光繞射儀SmartLab來實施，並使用Rigaku股份有限公司製統合粉末X光解析軟體PDXL進行解析。於XRD測定試驗中，X射線係使用CuKα。XRD測定試驗係進一步以狹縫寬度為5mm、管電壓為40kV、管電流為30mA、2θ=5°～20°且0.1deg/min的速度之條件來實施。對多個全固態電池試料實施XRD測定試驗並對XRD測定試驗之結果進行解析，而取得對應多個全固態電池試料的多個X光繞射圖型。
多個X光繞射圖型之各X光繞射圖型係如圖2所示，顯示入射角2θ對強度的近似連續函數，形成有多根波峰。於XRD測定試驗中，係進一步算出多個全固態電池試料所對應的多個半高寬FWHM。多個半高寬FWHM中對應某個全固態電池試料的半高寬FWHM係表示多個X光繞射圖型中對應該全固態電池試料之X光繞射圖型當中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM。半高寬FWHM係基於由X光繞射圖型去除背景的圖型算出相當於波峰之最大強度的一半之強度，並基於該波峰中對應相當於該強度之部分的擴展角度而算出。
對應實施例1之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.317°。 對應實施例2之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.310°。 對應實施例3之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.274°。 對應實施例4之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.241°。 對應實施例5之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.178°。 對應比較例1之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.352°。 對應比較例2之全固態電池的半高寬FWHM係顯示0.127°。
[充放電特性評估試驗] 於充放電特性評估試驗中，係將多個全固態電池試料在室溫下以1/20C速率進行定電流充電至電池電壓達3.6V。進而將多個全固態電池試料在室溫下，以1/20C速率將試料進行定電流放電至電池電壓達0.5V。全固態電池試料，藉由如此進行充放電，而測得對應多個全固態電池試料的多個放電電容。多個放電電容中對應某個全固態電池試料的放電電容係表示該全固態電池的放電電容。
對應實施例1之全固態電池的放電電容係顯示84.5mAh/g。 對應實施例2之全固態電池的放電電容係顯示78.0 mAh/g。 對應實施例3之全固態電池的放電電容係顯示74.7 mAh/g。 對應實施例4之全固態電池的放電電容係顯示77.7 mAh/g。 對應實施例5之全固態電池的放電電容係顯示59.5 mAh/g。 對應比較例1之全固態電池的放電電容係顯示30.9 mAh/g。 對應比較例2之全固態電池的放電電容係顯示38.9 mAh/g。
表1係表示全固態電池的正極層之粉末X光繞射測定之結果的X光繞射圖型中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬與全固態電池的放電電容之關係。
Figure 02_image003
圖4為表示全固態電池的正極層之藉由粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬與全固態電池的放電電容之關係的圖。
表1與圖4之圖顯示實施例1之全固態電池的放電電容與實施例2之全固態電池的放電電容大於比較例1之全固態電池的放電電容，且大於比較例2之全固態電池的放電電容。表1與圖4之圖進而顯示，半高寬FWHM滿足下式之全固態電池試料的放電電容係大於半高寬FWHM未滿足下式之全固態電池試料的放電電容。 0.178≦FWHM≦0.317
已知X光繞射圖型中某一波峰的半高寬FWHM係與對應該波峰的微晶大小有關。半高寬FWHM小於0.178係表示正極層6中之固態電解質LAGP的結晶性獲提升，表示正極層6的離子傳導提高之狀態。半高寬FWHM小於0.178係進而表示在正極層6中，正極活性物質LCPO與固態電解質LAGP的反應性提高。因此，當半高寬FWHM小於0.178時，正極層6的內部係處於發生屬正極層6的電阻成分之其他結晶相的生成之狀態，而研判具備正極層6的全固態電池1其充放電特性降低。
當半高寬FWHM大於0.317時，固態電解質LAGP未充分經玻璃之結晶化，而顯示低離子傳導性狀態。因此，研判具備半高寬FWHM大於0.317之正極層6的全固態電池1會引起充放電特性的降低。
[實施形態之全固態電池的效果] 實施形態之全固態電池1係具備：正極層6、負極層7及夾持於正極層6與負極層7之間的固態電解質層5。正極層6係含有：由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物所形成的正極活性物質LCPO，與由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物所形成的固態電解質LAGP。於此，數x係滿足下式： 0＜x＜1。 藉由對正極層6實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型11中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰14的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。 此時，全固態電池1可防止屬正極層6的電阻成分之結晶相因正極活性物質LCPO與固態電解質LAGP的反應而生成於正極層6的情形，而提升放電電容。
又，實施形態之全固態電池1的正極層6亦可進一步含有降低正極層6的電阻之導電助劑。此外，已述之全固態電池1的正極層6係含有導電助劑，惟亦可不含有導電助劑。又，已述之全固態電池1的負極層7係含有導電助劑，惟亦可不含有導電助劑。當全固態電池1其正極層6不含有導電助劑時，或負極層7不含有導電助劑時，藉由使波峰14的半高寬FWHM包含於特定的範圍，仍可提升放電電容。
又，實施形態之全固態電池1的固態電解質LAGP亦可由化學式Li1.5 Al0.5 Ge1.5 (PO4 )3 表示之化合物所形成。此外，已述之正極層6係含有化學式 Li1.5 Al0.5 Ge1.5 (PO4 )3 表示之固態電解質LAGP，惟亦可含有化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 (0＜x＜1)表示之固態電解質LAGP。當全固態電池1含有由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 (0＜x＜1)所形成的固態電解質LAGP時，藉由使波峰14的半高寬FWHM包含於特定的範圍，仍可提升放電電容。
實施形態的正極係在具備於正極層6與負極層7之間夾持有固態電解質層5的層合電極體之全固態電池中使用於正極層6者。正極係含有：由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物所形成的正極活性物質LCPO，與由化學式 Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物所形成的固態電解質LAGP。於此，數x係滿足下式： 0＜x＜1。 藉由對正極層6實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。 此時，正極在設置於全固態電池時，可提升全固態電池的放電電容。
實施形態之全固態電池製造方法係製造全固態電池之方法，該全固態電池係具備於正極層6與負極層7之間夾持有固態電解質層5的層合電極體。實施形態之全固態電池製造方法係具備：算出藉由對正極層6實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM。實施形態之全固態電池製造方法係進一步具備：使用使半高寬FWHM滿足下式所製作的正極層6來製作全固態電池； 0.178≦FWHM≦0.317。 此時，藉由全固態電池製造方法所製作的全固態電池可提升放電電容。
以上既已說明實施例，惟實施例並非由前述內容所限定。此外，前述之構成要素係包含本業者可容易思及者、實質上相同者，即所謂同等範圍者。再者，前述之構成要素可適宜組合。甚而，在不悖離實施例之要旨的範圍內可進行構成要素的各種省略、替換及變更中的至少一項。
1:全固態電池 2:正極側集電體層 3:負極側集電體層 5:固態電解質層 6:正極層 7:負極層 11:X光繞射圖型 14:波峰
[圖1]為表示實施形態之全固態電池的示意剖面圖。 [圖2]為表示藉由對實施形態之全固態電池的正極層實施粉末X光繞射所得之X光繞射圖型的圖。 [圖3]為表示全固態電池之製作概要的流程圖。 [圖4]為表示全固態電池的正極層之藉由粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應固態電解質LAGP的(012)面之波峰的半高寬與全固態電池的放電電容之關係的圖。
1:全固態電池
2:正極側集電體層
3:負極側集電體層
5:固態電解質層
6:正極層
7:負極層

Claims (5)

  1. 一種全固態電池，其係具備： 正極層、 負極層及 夾持於正極層與負極層之間的固態電解質層； 前述正極層係含有： 由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物LCPO所形成的正極活性物質，與 由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物LAGP所形成的固態電解質； 數x係滿足下式： 0＜x＜1； 藉由對前述正極層實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應前述化合物LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。
  2. 如請求項1之全固態電池，其中前述正極層係進一步含有降低前述正極層的電阻之導電助劑。
  3. 如請求項1之全固態電池，其中化合物LAGP係以化學式Li1.5 Al0.5 Ge1.5 (PO4 )3 表示。
  4. 一種正極，其係在具備於正極層與負極層之間夾持有固態電解質層的層合電極體之全固態電池中使用於前述正極層的正極， 其含有： 由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物LCPO所形成的正極活性物質，與 由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物LAGP所形成的固態電解質； 數x係滿足下式： 0＜x＜1； 藉由對前述正極層實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應前述化合物LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM係滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317。
  5. 一種全固態電池製造方法，其係製造全固態電池之全固態電池製造方法，其中該全固態電池係具備： 正極層、 負極層及 夾持於正極層與負極層之間的固態電解質層； 前述正極層係含有： 由化學式Li2 CoP2 O7 表示之化合物LCPO所形成的正極活性物質，與 由化學式Li1+x Alx Ge2-x (PO4 )3 表示之化合物LAGP所形成的固態電解質； 數x係滿足下式： 0＜x＜1； 該全固態電池製造方法係具備： 算出藉由對前述正極層實施利用CuKα之粉末X光繞射測定所取得之X光繞射圖型中對應前述化合物LAGP的(012)面之波峰的半高寬FWHM；及 使用使半高寬FWHM滿足下式： 0.178≦FWHM≦0.317 所製作的正極層來製作全固態電池。
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