TWI528611B - Lithium ion secondary battery and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

鋰離子二次電池及其製造方法
本發明係關於鋰離子二次電池及其製造方法。特別是，關於製造容易，具有簡單的構造的鋰離子二次電池及其製造方法。
[專利文獻1]日本特開2009-123389號公報
近年來，電子技術的發展顯著，而要求可攜式電子機器的小型輕量化、薄型化、多功能化。伴隨此，對電子機器之電源的電池，亦強烈地期望小型輕量化、薄型化、可靠度的提升。為因應如此之期待，提案有複數正極層與負極層經由固體電解質層層積之多層型鋰離子二次電池。
多層型鋰離子二次電池，係將厚度數十μm的電池單元層積之構造，故可容易地實現電池之小型輕量化、薄型化。取代電解液使用固體電解質之全固體型鋰離子二次電池，由於沒有漏液、液乾涸之虞，可靠度高。再者，由於是使用鋰的電池，可得到高電壓、高能量密度。
於電解質層使用無機固體電解質的全固體型鋰電池，如圖6所示，經由電解質層將正極活物質層與負極活物質層依順序層積形成層積體而製作。
於形成在PET等的電路板上之固體電解質100a上，印刷負極活物質101a、負極集電體102a、負極活物質103a，製作負極單元。與負極單元104a同樣地於形成在PET等的 電路板上之固體電解質100b上，印刷正極活物質101b、正極集電體102b、正極活物質103b，製作正極單元104b。
此時，於負極單元104a之情形，在圖面中，係於左邊設有段差105a，於正極單元104b之情形，在圖面中，於右邊設有段差105b。藉由設置該段差，可由同一極的集電體成批取出。
但是，於圖6所示的構造，僅製作負極單元104a，就不得不進行3次的印刷。不僅如此，每次進行印刷都會弄粗底層薄片(稱為薄片攻擊。)。此外，段差105a，有活物質101a、負極集電體102a、活物質103a三層份的厚度，該段差105a的大小成為設計上或製程上的限制。
於專利文獻1中提案有對如圖6所示的構造，使構造簡單化，並且達成製造的簡便化的技術。
即，專利文獻1所揭示的技術，係一種全固體二次電池，其包含：單層活物質，其係由包含價數可複數變化，具有對應於各個價數變化的不同的氧化還原電位之活物質材料之單一層所組成；正極集電極，其係配置於單層活物質層的一邊的表面；及負極集電極，其係配置於單層活物質層的另一邊的表面。
該技術，係取代如圖6所示之正極活物質層、電解質層、及負極活物質層的3層構造的內部電極體，使用包含可分別成為正極及負極的各個電極的活物質之單一層組成的單層活物質層的技術。專利文獻1，亦揭示有單層活物質層進一步包含固體電解質之情形。
專利文獻1所揭示的技術，係將正極集電電極、負極集電電極、單層活物質層的3層作為單元構成，構造簡單，且製造容易。
但是，發現實際使用該技術構裝二次電池則會發生短路不良。
本發明之目的係在於提供構造簡單，且製造容易、不會產生短路不良之鋰離子二次電池及其製造方法。
關於申請專利範圍第1項的發明，係一種鋰離子二次 電池，其特徵在於：由正極集電體與負極集電體經由固體電解質層交互層積的層積體所組成，上述固體電解質層於無機固體電解質所組成的母材包含活物質，無機固體電解質的面積與活物質的面積之比為90：10~65：35，上述活物質是兼具正極活物質、負極活物質的雙方功能的活物質。
關於申請專利範圍第2項的發明，係如申請專利範圍第1項所述的鋰離子二次電池，其中上述正極集電體及/或上述負極集電體係於導電性物質的母材包含活物質。
正極集電體及/或負極集電體，於導電性物質的母材包含活物質，則可得與固體電解質層的接合性良好、內部電阻低且高容量的鋰離子二次電池。於正極集電體及/或負極集電體的剖面的活物質與導電性物質的面積比在20：80或 65：35的範圍內的可得高容量而佳。
關於申請專利範圍第3項的發明，係如申請專利範圍第1或2項所述的鋰離子二次電池，其中上述活物質，係Li2MnO3、LiMn2O4、LiV2O4之任一個。
關於申請專利範圍第4項的發明，係如申請專利範圍第1至3項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中上述固體電解質，係選自由矽磷酸鋰(Li3.5Si0.5P0.5O4)、磷酸鈦鋰(LiTi2(PO4)2)、磷酸鍺鋰(LiGe2(PO4)3)、Li2O-SiO2、Li2O-V2O5-SiO2、Li2O-P2O5-B2O3、Li2O-GeO2所組成之群之至少1種材料。
關於申請專利範圍第5項的發明，係如申請專利範圍第1至4項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中上述固體電解質係包含鋰氧化物或鋰，不含多價過渡元素的聚陰離子氧化物。
使用該活物質或固體電解質時，可實現不會引起短路不良，阻抗低，且具有高的放電容量的二次電池。
關於申請專利範圍第6項的發明，係如申請專利範圍第1至5項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中於固體電解質層內，並不存在固體電解質與活物質的反應生成物。
有因固體電解質與活物質的反應生成物使界面電阻變高的情形。
因此，可藉由製作並不存在反應生成物的界面，可防止界面電阻的增大。
關於申請專利範圍第7項的發明，係如申請專利範圍 第1至6項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中正極集電體及負極集電體的厚度為0.2μm~30μm。
關於本發明之二次電池，最小單元為正極集電體、固體電解質層、負極集電體的3層構造。因此，形成於電池製造過程的段差的大小係以集電體的層厚決定。
因為厚度在0.2μm以下時，在煅燒步驟有集電體中斷，有效電池面積下降，而會降低電池容量。
厚度超過30μm時，則在層積體內部與段差產生密度不均發生龜裂或剝離，而降低良率。
關於申請專利範圍第8項的發明，係一種鋰離子二次電池之製造方法，製作於無機固體電解質材料中包含活物質材料之固體電解質薄片，將正極集電體與負極集電體經由該固體電解質薄片交互層積，接著，進行煅燒，其特徵在於：該無機固體電解質材料與該活物質材料的混合比例係體積比為90：10-65：35；該活物質是兼具正極活物質、負極活物質的雙方功能的活物質。
關於申請專利範圍第9項的發明，係如申請專利範圍第8項所述的鋰離子二次電池之製造方法，其中上述煅燒，係以500~1100℃的溫度保持1~240分鐘。
關於申請專利範圍第10項的發明，係如申請專利範圍第8項所述的鋰離子二次電池之製造方法，其中上述煅燒係於500~600℃的溫度保持1~240分鐘而進行。
關於申請專利範圍第11項的發明，係如申請專利範圍第9或10項所述的鋰離子二次電池之製造方法，其中對上述溫度的升溫速度為1~50℃/min。
本發明者探究專利文獻1所述的技術發生短路不良的原因。
專利文獻1所述的技術，係以在於活物質所組成的單層活物質層設置正負集電電極的構造為基礎，活物質於正集電電極與負集電電極之間連續，使兩電極之間呈聯通的狀態。即使，有於活物質層添加固體電解質之情形，活物質層亦成為母相，而於此含有固體電場質，故活物質連續存在於兩電極之間，兩極之間呈聯通狀態。現以專利文獻1的[0070](實施例1)，係將固體電解質(Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3、密度3.46g/cm3)以質量比1：1混合於活物質材料(Li3V2(PO4)3、密度3.23g/cm3)的粉末作為電極。將該重量比換算成體積比，則變成51.7：48.3，活物質連接於正極集電體與負極集電體之間，由於會導通，而無法使用電子傳導性高的活物質材料，因而電池的阻抗高。
推測短路不良的原因可能是在於正負集電體間的活物質的連續性，而實施了以固體電解質作為母相改變活物質之添加量之實驗。
結果，以某一值為臨界，短路不良急劇地減少。
即，使固體電解質所組成的母材(母相)與活物質的比例以電池剖面的面積比(體積比)為65：35以上時短路不良顯著地減少。
觀察於如此之情形之剖面，活物質並沒有在正極集電體與負極集電體之間連續，兩電極並沒有經由活物質聯通。
本發明係基於以上的見識而完成者。
於本發明，由於活物質並沒有在正極集電體與負極集電體之間連續，兩電極之間不會導通，故可使用電子傳導性高的活物質材料(低的活物質材料亦可)。因此，電池的阻抗低，此外由於正極集電體側的活物質與負極集電體側的活物質必定經由固體電解質，故可得良率佳且具有高可靠度高的全固體電池。
根據本發明，可達到以下諸多的效果。
可提供構造簡單，且製造容易，不會發生短路不良的鋰離子二次電池。
由於正極集電體側的活物質與負極集電體側的活物質必定經由固體電解質，故可得良率佳且具有高可靠度高的全固體電池。
由於可使異材質之活物質與固體電解質的接觸面積變大，可抑制剝離或龜裂，可降低界面電阻，可有效地提升電池特性。
可將固體電解質薄層化，降低阻抗，可有效地提升電池特性。
由於可使段差小故構造上可簡單地製作。
(即若段差大，則例如於層積體內部與段差產生密度不均，而發生龜裂或剝離。但是，根據本發明，由於段差小， 故例如，可抑制剝離及龜裂，降低界面電阻，有效地提升電池特性。)
此外，可減少印刷次數，藉由抑制可能在印刷時所產生的薄片攻擊，而在提升電池良率，減低製程成本有很大的效果。
以下，對關於實施本發明之形態，以每個構成要件說明。
本發明，由正極集電體與負極集電體經由固體電解質層交互層積的層積體所組成，上述固體電解質層係於固體電解質所組成的母材包含活物質，該活物質，於上述正極集電體與上述負極集電體之間並非連續。
活物質為不在上述正極集電體與上述負極集電體之間連續，只要使活物質對固體電解質層的添加比例，以固體電解質與活物質之體積比為65：35以下即可。
製作固體電解質粉末與活物質粉末的混合粉末時，使兩者的體積比為65：35以下，則即使在煅燒後的固體電解質層亦可維持該體積比。因此，體積比可於原料調配時容易地調整。
再者，隨著活物質的添加放電容量會開始增加，但是例如於90：10已可得較專利文獻1高的放電容量。再者，其值係於電流值為0.3μA時之值。
(固體電解質的材料)
作為構成本發明之鋰離子二次構成電池的固體電解質層的固體電解質，使用電子的傳導性小，鋰離子的傳導性高的材料為佳。此外，以可於大氣環境下煅燒的無機材料為佳。例如，使用選自由矽磷酸鋰(Li3.5Si0.5P0.5O4)、磷酸鈦鋰(LiTi2(PO4)2)、磷酸鍺鋰(LiGe2(PO4)3)、Li2O-SiO2、Li2O-V2O5-SiO2、Li2O-P2O5-B2O3、Li2O-GeO2所組成之群之至少1種材料為佳。此外，亦可使用對該等材料摻雜異種元素、或Li3PO4、LiPO3、Li4SiO4、Li2SiO3、LiBO2等的材料。
亦可使用鋰、鑭、鈦之氧化物、包含鋰不包含多價過渡元素的聚陰離子氧化物。此外，固體電解質層的材料，以結晶質、非晶質、玻璃狀之任一均可。
(活物質的材料)
本發明的活物質，以可兼具正極活物質、負極活物質的雙方功能的活物質為佳。兼具該功能的條件，可列舉：a.)於構造內含鋰；b.)於構造內存在著鋰離子擴散路徑；c.)於構造內存在可吸藏鋰離子的位子；d.)構成活物質的卑金屬元素之平均價數可變化成比合成其活物質時的價數更高的價數、或更低的價數；e.)具有適當的電子傳導性。用於本發明的活物質，以滿足a.)~e.)的條件者特別佳。
本發明之較佳的活物質的具體例，可列舉例如，同時兼具鋰離子釋出能與鋰離子吸藏能之如Li2MnO3、LiMn2O4之鋰錳複合氧化物，或如LiV2O4具有尖晶石型的結晶構造的物質。此外，並不限定於該等物質，即使係Mn或V的一部分以其他的過渡金屬元素取代的活物質，若可滿足 a.)~e.)的條件，則可良好地使用於作為本發明的鋰離子二次電池的活物質，不言而喻。再者，為製作全固體型電池於成批煅燒步驟具有充分的耐熱性為佳。
(活物質的形狀)
活物質的形狀，可使用球狀、鱗片狀(板狀)、不定形、針狀、釘狀的活物質。
(集電體)
構成本發明之鋰離子二次電池的集電電極的導電性物質，使用導電率大的材料為佳。例如，使用耐氧化性高的金屬或合金為佳。在此，耐氧化性高的金屬或合金係指於大氣環境下煅燒後，導電率為1×101S/cm以上的導電率的金屬或合金。具體而言，金屬以銀、鈀、金、鉑、鋁等為佳。合金，以選自由銀、鈀、金、鉑、銅、鋁的2種以上金屬所組成的合金為佳，例如使用AgPd為佳。AgPd，使用Ag粉末與Pd粉末的混合粉末或AgPd之合金粉末為佳。
再者，亦可混合導電性物質與活物質製作集電體。
(電池的構造)
圖1係表示關於本發明的實施形態的鋰離子二次電池之概念剖面圖。
於由正極集電體組成的正極層1與負極集電體組成的負極層2經由固體電解質層3交互層積之層積體所組成的多層全固體型的鋰離子二次電池，上述固體電解質層3，係於固體電解質所組成的母材含有活物質4，活物質4並沒有在上述正極層1與上述負極層2之間連續。
(電池的製造方法)
基於圖1，表示電池的製造方法之實施形態。
首先，製作於固體電解質內含有活物質4的固體電解質薄片5。
將固體電解質的粉末與活物質的粉末以既定的比例分散於有機溶媒與膠合劑的載體，製作固體電解質層用的糊料。
將製作之糊料塗佈於PET等的基材上，按照需要使之乾燥之後，將基材剝離，製作固體電解質薄片5。糊料的塗佈方法並無特別限定，可使用網版印刷、塗佈、轉印，刮刀等的習知的方法。
於該固體電解質薄片5上，塗佈正極集電體糊料製作正極單元6。此外，同樣地，於固體電解質薄片上塗佈負極集電體糊料9製作負極薄片7。
層積複數的正極薄片6與負極薄片7以製作層積體。
將製作之層積體成批壓接。壓接係一邊加熱一邊進行，加熱溫度，可為例如40~90℃。壓接的層積體，例如，於大氣環境下加熱進行煅燒。在此，所謂煅燒係指以燒結為目的的加熱處理。所謂燒結係指將固體粉末的集合體以較熔點低的溫度加熱，固化成被稱為燒結體的緻密的物體之現象。
於本發明的鋰離子二次電池之製造，以煅燒溫度500~1100℃為佳。
在未滿500℃，由於固體電解質並未緻密地燒結，故 固體電解質的離子傳導率低。
超過1100℃，則固體電解質會熔解，而發生層積體的變形等問題。再者，即使在該範圍內，以750~900℃的範圍為佳。由於在750~900℃的範圍可得更緻密的燒結體，可得到離子傳導率高、電池的內部阻抗下降之效果。
於500℃~600℃的煅燒時，可在抑制固體電解質與活物質的反應之同時達成燒結。
煅燒步驟的升溫速度以1~50℃/min為佳。1℃/min以上生產效率較佳，藉由保持在50℃/min以下可提升良率。
保持時間以1~240min為佳。
於未滿1min，由於固體電解質並未燒結緻密故固體電解質的離子傳導率低。
超過240min，則因過燒結而會在燒結體內部產生很大的空隙，而無法得到緻密的燒結體。
煅燒氣氛以大氣、氮氣環境、氮氣與氫氣的混合氣環境為佳。
於固體電解質薄片5的上面印刷正極集電體糊料製作正極單元6。
此時，於與連接正極集電體1的端部電極之相反側(於圖面的右側)之端部設置段差10。
同樣地，於固體電解質薄片5的上面印刷負極集電體9製作負極單元7。此時，於與連接負極集電體9的端部電極之相反側(於圖面的左側)的端部設置段差11。
於本發明，該段差的高度與正極集電體的厚度相等， 因此使正電極集電體的厚度變薄則段差10亦會變小。
[實施例]
以下敘述本發明的實施例。
本例敘述的係，使用Li3.5Si0.5P0.5O4(LSPO)作為固體電解質，使用Li2MnO3(LMO)作為活物質，製作於圖1的構造中的集電體僅由導電性物質構成之鋰離子二次電池之例。
(活物質之製作)
作為正極活物質，使用以如下方法製作的LMO。
以Li2CO3與MnCO3作為出發材料，將該等以莫耳比1：4稱量，以水作為分散媒使用球磨機進行濕式混合16小時之後，脫水乾燥。將所得粉體，以800℃於空氣中，焙燒2小時。將焙燒品粗粉碎，以水作為分散媒使用球磨機進行濕式混合16小時之後，脫水乾燥得到正極活物質的焙燒粉末。該焙燒粉末的平均粒徑為0.30μm。使用X射線衍射裝置確認組成為Li2MnO3(LMO)。
再者，平均粒徑，係將SEM照片作影像分析，以相當於圓徑算出之值，於本例，係以二維影像軟體Winroof測定。
(固體電解質薄片的製作)
固體電解質之原材料，使用以如下的方法所製作Li3.5Si0.5P0.5O4(LSPO)粉末。以Li2CO3、SiO2及市售的Li3PO4作為出發材料，將該等以莫耳比2：1：1稱量，以水作為分散媒使用球磨機進行濕式混合16小時之後，脫水乾燥。將所得粉體，以950℃於空氣中，焙燒2小時。將焙燒品粗 粉碎，以水作為分散媒使用球磨機進行濕式混合16小時之後，脫水乾燥得到離子傳導性無機物質的焙燒粉末。該粉末的平均粒徑為0.54μm。使用X射線衍射裝置確認組成為Li3.5Si0.5P0.5O4(LSPO)。
接著，將該固體電解質材料的焙燒粉末與活物質材料的焙燒粉末以體積比100：0、90：10、85：15、80：20、75：25、70：30、65：35、60：40、55：45而混合的粉末100重量部、乙醇100部、甲苯200部加入球磨機濕式混合，之後進一步投入聚乙烯醇縮丁醛系膠合劑16部與鄰苯二甲酸丁芐酯4.8部，混合調製固體電解質層糊料。將該固體電解質糊料以刮刀法將PET膜作為基材成形薄片，得到厚度13μm的固體電解質層薄片。
(製作集電體糊料)
加入重量比70/30的Ag/Pd與Li2MnO3粉末以體積比60：40混合的粉末100重量部、10部乙基纖維素作為膠合劑、50部二氫松油醇作為溶劑，以三滾輪研磨機混練．分散製作集電體糊料。在此以重量比70/30之Ag/Pd，係使用將Ag粉末(平均粒徑0.3μm)及Pd粉末(平均粒徑1.0μm)混合者。
使用該等糊料，如下製作全固體二次電池。
(正極單元的製作)
於上述的固體電解質片上，藉由網版印刷以厚度5μm印刷集電體糊料。此時，固體電解質薄片一側的端面(在於圖面的左側)與塗佈形成的正極糊料的一側的端面(在於圖 面的左側)對齊，另一側的端面部(在於圖面的右側)並不對齊，形成段差。
將印刷的集電體糊料用80~100℃乾燥5~10分鐘，接著將PET膜剝離。如此地，得到於固體電解質片上印刷．乾燥集電體糊料的正極單元的薄片。
(負極單元的製作)
以與上述的正極單元相同的材料，以相同的製程製作負極單元。與正極單元不同的只是段差的位置在與正極單元之情形相反側的面。
(層積體的製作)
分別準備複數個正極單元與負極單元。於本例，分別各準備2個。
以正極集電體與負極集電體夾住固體電解質薄片的方式，交互層積正極薄片與負極薄片。
此時，正極單元的集電體糊料層僅向一端面延伸出，負極單元的集電體糊料層僅向另一面延伸出，使正極單元與負極單元以偏移的方式層積。之後，將此以溫度80℃壓力1000kgf/cm2〔98MPa〕成形，接著裁切製作層積塊。
之後，將層積塊成批煅燒得到層積體。成批煅燒，係於空氣中以200℃/小時的升溫速率升溫至1000℃，將該溫度保持2小時，正極集電體層的厚度為3μm，負極集電體層的厚度為3μm。
(引出電極的形成)
於層積體的端面塗佈引出電極糊料，以800℃煅燒， 形成一對引出電極，得到全固體型鋰離子二次電池。
(電池特性的評估)
分別於連接正極集電體及負極集電體的各引出電極上安裝導線，進行電池容量的測定及內部電阻的測定。測定條件，係充電及放電時的電流均為0.3μA，充電時及放電時的的截止電壓分別為4.0V、0.5V。
(在於煅燒步驟的剝離、破裂之發生)
將煅燒之後的層積體的外觀以顯微鏡觀察，調查剝離，破裂之發生率。
(測定結果)
．放電容量
於圖2表示實施例1的第3循環的放電容量之測定結果。
如圖2所示，放電容量，隨著活物質的體積比例的增加而增加。
但是，超過65：35的比例，則發生短路不良。
此外，短路不良係分散於固體電解質間的活物質相互在正、負極集電體之間聯通所導致。
於圖3表示放電容量相對於實施例1的循環次數的變化之測定結果。
於實施例1在固體電解質：活物質=100：0可觀察到起因於界面的接觸狀態之容量增加。相對於此，於固體電解質中分散活物質之90：10~65：35的放電容量從初期就顯示很高的值，且穩定。
．內部電阻(IR)
於圖4表示內部電阻相對於實施例1的循環次數的變化之測定結果。在此，內部電阻值，係由放電時的電壓降算出。
如圖4所表示，於實施例1在固體電解質：活物質=100：0可看到起因於界面的接觸狀態的內部電阻之下降。相對於此，於固體電解質中分散活物質之90：10~65：35的電池幾乎不會產生電阻內部的變化。
．短路不良率(%)
固體電解質/活物質實施例1
於實施例1，短路不良率在固體電解質/活物質100/0~100/35為0%，於100/40以上則為100%，只要在本發明的範圍內可良率佳地製造電池。
．剝離、破裂的發生率(%)
固體電解質/活物質實施例1
於實施例1，剝離、破裂的發生率在固體電解質/活物質100/0為10%，90/10以上為0%，只要在本發明的範圍內可良率佳地製造電池。
【產業上利用之可能性】
如上所述，關於本發明之鋰離子二次電池及其製造方法，可有效地減低鋰離子二次電池的內部電阻，改善充放電循環特性。藉由提供高性能、小型大容量的電池，特別是，在電子領域有很大的貢獻。
此外，本發明的全固體二次電池，亦可良好地使用於可攜式機器用電池、IC卡內建用電池、植入式醫療器具用電池、基板表面構裝用電池、與太陽電池為首的與其他電池組合使用的電池(混合電源用電池)等。
1‧‧‧正極層
2‧‧‧負極層
3‧‧‧固體電解質層
4‧‧‧活物質
5‧‧‧固體電解質薄片
6‧‧‧正極單元
7‧‧‧負極單元
8‧‧‧正極集電體
9‧‧‧負極集電體
10、11‧‧‧段差
12‧‧‧活物質混合集電體糊料
13‧‧‧引出電極
14‧‧‧活物質混合集電體糊料層(印刷)
15‧‧‧活物質分散固體電解質薄片
16‧‧‧活物質分散固體電解質薄片(覆蓋層)
17‧‧‧層積
18‧‧‧層積壓製
19‧‧‧真空壓製
20‧‧‧一攬子鍛燒
21‧‧‧安裝打線
圖1係表示關於本發明的實施形態的二次電池之構造及製造過程之概念圖。
圖2係表示活物質的體積比改變時的放電容量的變化之圖表。
圖3係表示相對於放電循環數的放電容量的變化之圖表。
圖4係表示相對於放電循環數的內部電阻的變化之圖表。
圖5係表示改變活物質的體積比時的內部電阻的變化之圖表。
圖6(a)、(b)係表示先前例的電池的構造之概念圖。
1‧‧‧正極層
2‧‧‧負極層
3‧‧‧固體電解質層
4‧‧‧活物質
5‧‧‧固體電解質薄片
6‧‧‧正極單元
7‧‧‧負極單元
8‧‧‧正極集電體
9‧‧‧負極集電體
10、11‧‧‧段差
12‧‧‧活物質混合集電體糊料
13‧‧‧引出電極
14‧‧‧活物質混合集電體糊料層(印刷)
15‧‧‧活物質分散固體電解質薄片
16‧‧‧活物質分散固體電解質薄片(覆蓋層)
17‧‧‧層積
18‧‧‧層積壓製
19‧‧‧真空壓製
20‧‧‧一攬子鍛燒
21‧‧‧安裝打線

Claims (11)

  1. 一種鋰離子二次電池，其特徵在於：由正極集電體與負極集電體經由固體電解質層交互層積的層積體所組成，上述固體電解質層於無機固體電解質所組成的母材包含活物質，無機固體電解質的面積與活物質於上述固體電解質層之剖面的面積之比為90：10~65：35，上述活物質是兼具正極活物質、負極活物質的雙方功能的活物質。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的鋰離子二次電池，其中上述正極集電體及/或上述負極集電體係於導電性物質的母材包含活物質。
  3. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中上述活物質，係Li2MnO3、LiMn2O4、LiV2O4之任一個。
  4. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中上述固體電解質，係選自由矽磷酸鋰(Li3.5Si0.5P0.5O4)、磷酸鈦鋰(LiTi2(PO4)2)、磷酸鍺鋰(LiGe2(PO4)3)、Li2O-SiO2、Li2O-V2O5-SiO2、Li2O-P2O5-B2O3、Li2O-GeO2所組成之群之至少1種材料。
  5. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中上述固體電解質係包含鋰氧化物或鋰，不含多價過渡元素的聚陰離子氧化物。
  6. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中於固體電解質層內，並不存在固體電解質與活物質的反應生成物。
  7. 如申請專利範圍第1或2項中任一項所述的鋰離子二次電池，其中正極集電體及負極集電體的厚度為0.2μm~30μm。
  8. 一種鋰離子二次電池之製造方法，製作於無機固體電解質材料中包含活物質材料之固體電解質薄片，將正極集電體與負極集電體經由該固體電解質薄片交互層積，接著，進行煅燒，其特徵在於：該無機固體電解質材料與該活物質材料的混合比例係體積比為90：10-65：35；該活物質是兼具正極活物質、負極活物質的雙方功能的活物質。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的鋰離子二次電池之製造方法，其中上述煅燒，係以500~1100℃的溫度保持1~240分鐘。
  10. 如申請專利範圍第8項所述的鋰離子二次電池之製造方法，其中上述煅燒係於500~600℃的溫度保持1~240分鐘而進行。
  11. 如申請專利範圍第9或10項所述的鋰離子二次電池之製造方法，其中對上述溫度的升溫速度為1~50℃/min。
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