全固体电池的制作方法

本公开涉及全固体电池。

背景技术：

1、日本特开2020-173992号公报公开了硫化物固体电解质。

技术实现思路

1、全固体电池的电阻随着充放电循环的反复，缓慢地增加。在规定的循环次数下的电阻除以初始电阻，从而求出电阻增加率。本公开的目的在于电阻增加率的减小。

2、1.在本公开的一方面中，全固体电池包含电极层。电极层包含活性物质和硫化物固体电解质。在电极层中，硫化物固体电解质满足下述式(1)的关系。

3、c1/(c1+c2+c3)＞0.5   (1)

4、上述式(1)中，c1、c2和c3表示硫化物固体电解质中所含的骨架结构单元的存在比。c1表示ps43-单元的存在比。c2表示p2sx单元的存在比。c3表示pox单元的存在比。

5、硫化物固体电解质有望作为体型全固体电池的离子传导通路。这是因为硫化物固体电解质同时具有高离子传导性和优异的成型性。以下，可将“固体电解质(solidelectrolyte)”简称为“se”。例如，硫化物固体电解质可简称为“硫化物se”。

6、硫化物se可包含多个骨架结构单元。硫化物se例如包含ps43-单元和p2sx单元。各单元的存在比可采用xps(x-ray photoelectron spectroscopy)确定。充放电循环中，通过将硫化物se暴露于高电位，从而可将硫化物se氧化分解。认为通过硫化物se的氧化分解，产生pox单元。pox单元为低离子传导相。认为pox单元可能促进电阻增加。

7、ps43-单元为高离子传导相。根据本公开的新认识，在ps43-单元的存在比超过50％时，具有难以产生pox单元的倾向。认为通过ps43-单元形成硫化物se的基本骨格，从而硫化物se的耐氧化性提高。因此，在ps43-单元的存在比超过50％时，期待电阻增加率的减小。但是，以往，在全固体电池的电极层中，硫化物se的ps43-单元的存在比为50％以下。

8、硫化物se以粉末状态使用。为了调整粒度，将硫化物se在合成后破碎。即，对硫化物se施加机械能。根据本公开的进一步的新认识，就赋予了机械能的硫化物se而言，在电极层中，ps43-单元的存在比可能减少到50％以下。因此，例如，通过使用没有经过破碎处理的硫化物se，在电极层中的硫化物se中，ps43-单元的存在比可能成为超过50％。

9、2.在上述“1”所述的全固体电池中，硫化物固体电解质例如可进一步满足下述式(2)的关系。

10、c2/(c1+c2+c3)＜0.3   (2)

11、3.在上述“1”或“2”所述的全固体电池中，硫化物固体电解质例如可进一步满足下述式(3)的关系。

12、c3/(c1+c2+c3)＜0.2   (3)

13、4.在上述“1”至“3”中任一项所述的全固体电池中，硫化物固体电解质例如可进一步满足下述式(4)的关系。

14、c2/c1＜0.4   (4)

15、5.在本公开的一方面，全固体电池包含正极层。正极层包含活性物质和硫化物固体电解质。在正极层中，硫化物固体电解质满足下述式(1)至(4)的关系。

16、c1/(c1+c2+c3)＞0.5   (1)

17、c2/(c1+c2+c3)＜0.3   (2)

18、c3/(c1+c2+c3)＜0.2   (3)

19、c2/c1＜0.4   (4)

20、上述式(1)至(4)中，c1、c2和c3表示硫化物固体电解质中所含的骨架结构单元的存在比。c1表示ps43-单元的存在比。c2表示p2sx单元的存在比。c3表示pox单元的存在比。

21、正极层与负极层相比，具有高电位。在正极层中，硫化物se具有容易氧化劣化的倾向。在正极层中，通过ps43-单元的存在比高，从而期待电阻增加率的减小。

22、以下，对本公开的实施方式(以下可简称为“本实施方式”)和本公开的实施例(以下可简称为“本实施例”)进行说明。不过，本实施方式和本实施例并不限定本公开的技术的范围。本实施方式和本实施例在所有的方面都为例示。本实施方式和本实施例是非限制性的。本公开的技术范围包含与专利权利要求书的记载同等的含义和范围内的全部的变形。例如，由本实施方式和本实施例抽出任意的构成、将它们任意地组合也是最初就可预想到的。

23、“具备”、“包含”、“具有”和它们的变形(例如“由…构成”等)的记载为开放形式。开放形式除了必要要素以外，可进一步包含追加要素，也可不含。“由…组成”的记载为封闭形式。不过，即使是封闭形式，也不排除通常附带的杂质、与本公开技术无关的附加的要素。“基本上由…组成”的记载为半封闭形式。半封闭形式中，可容许附加对本公开技术的基本且新型的特性不产生实质性影响的要素。

24、“m至n％”等的数值范围只要无特别说明，包含上限值和下限值。即，“m至n％”表示“m％以上且n％以下”的数值范围。“m％以上且n％以下”包含“超过m％且不到n％”。

25、测定值可为多次测定中的平均值。测定次数可为3次以上，可为5次以上，可为10次以上。一般地，测定次数越多，期待平均值的可靠性越提高。测定值基于有效数字的位数，可采用四舍五入来进行尾数处理。测定值可包含例如与测定装置的检测极限等相伴的误差等。

26、通过结合附图对本公开进行以下的详细说明，本公开的上述和其他的目的、特征、方面和优点将变得清楚。

技术特征：

1.全固体电池，其包含电极层，所述电极层包含活性物质和硫化物固体电解质，在所述电极层中，所述硫化物固体电解质满足式(1)的关系：

2.根据权利要求1所述的全固体电池，其中，所述硫化物固体电解质进一步满足式(2)的关系：c2/(c1+c2+c3)＜0.3(2)。

3.根据权利要求1所述的全固体电池，其中，所述硫化物固体电解质进一步满足式(3)的关系：c3/(c1+c2+c3)＜0.2(3)。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的全固体电池，其中，所述硫化物固体电解质进一步满足式(4)的关系：c2/c1＜0.4(4)。

5.全固体电池，其包含正极层，所述正极层包含活性物质和硫化物固体电解质，在所述正极层中，所述硫化物固体电解质满足式(1)至(4)的关系：

技术总结
本发明涉及全固体电池。全固体电池包含电极层。电极层包含活性物质和硫化物固体电解质。电极层中，硫化物固体电解质满足式(1)“C<subgt;1</subgt;/(C<subgt;1</subgt;+C<subgt;2</subgt;+C<subgt;3</subgt;)＞0.5”的关系。C<subgt;1</subgt;、C<subgt;2</subgt;和C<subgt;3</subgt;表示硫化物固体电解质中所含的骨架结构单元的存在比。C<subgt;1</subgt;表示PS<subgt;4</subgt;<supgt;3‑</supgt;单元的存在比。C<subgt;2</subgt;表示P<subgt;2</subgt;S<subgt;x</subgt;单元的存在比。C<subgt;3</subgt;表示PO<subgt;x</subgt;单元的存在比。

技术研发人员：城户崎徹
受保护的技术使用者：丰田自动车株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27