本公开涉及全固体电池和全固体电池的制造方法。
背景技术:
1、全固体电池是在正极活性物质层和负极活性物质层之间具有固体电解质层的电池,与具有包含可燃性的有机溶剂的电解液的液系电池相比,具有容易实现安全装置的简化的优点。另外,在全固体电池的领域中,已知利用金属锂的析出溶解反应作为负极反应的电池。
2、例如,专利文献1中公开了一种全固体电池,其为利用金属锂的析出溶解反应作为负极反应的全固体电池,依次具有负极集电体、包含球状碳材料和树脂的li吸留层、包含可与锂合金化的金属m的金属m层、固体电解质层、和正极层,金属m层的厚度为30nm以上且5μm以下。
3、现有技术文献
4、专利文献
5、专利文献1:日本特开2021-89814号公报
技术实现思路
1、发明要解决的课题
2、在利用金属锂的析出溶解反应作为负极反应的全固体电池中,通常,在制作全固体电池时,没有设置一般的负极活性物质层(含有吸留释放li的负极活性物质粒子的层),而是通过初次充电,形成负极活性物质层(含有li的层),具有容易实现制造工序的简化、容易提高能量密度的优点。另一方面,从提高能量密度和提高电池性能的观点出发,需要兼顾电池结构的简化和循环特性的提高的全固体电池。
3、本公开鉴于上述实际情况而完成,主要目的在于提供一种兼顾电池结构的简化和循环特性的提高的全固体电池。
4、用于解决课题的手段
5、[1]全固体电池,是利用金属锂的析出溶解反应作为负极反应的全固体电池,在厚度方向上依次具有负极集电体、固体电解质层和正极活性物质层,所述固体电解质层含有第一硫化物固体电解质和第二硫化物固体电解质,所述第一硫化物固体电解质是在循环伏安法测定中在0.3v(vs li/li+)以上且1.0v(vs li/li+)以下具有还原反应的峰的硫化物固体电解质,并且含有m元素(m为sn、al、zn、in、ge、si、sb、ga和bi的至少一种),所述第二硫化物固体电解质是在循环伏安法测定中在0.3v(vs li/li+)以上且1.0v(vs li/li+)以下不具有还原反应的峰的硫化物固体电解质,在所述固体电解质层中,相对于所述第一硫化物固体电解质和所述第二硫化物固体电解质的合计,所述第一硫化物固体电解质的比例为大于0重量%且35重量%以下。
6、[2]根据[1]所述的全固体电池,其中,在所述固体电解质层中,相对于所述第一硫化物固体电解质和所述第二硫化物固体电解质的合计,所述第一硫化物固体电解质的比例为3重量%以上且30重量%以下。
7、[3]根据[1]或[2]所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质含有li元素、所述m元素和s元素。
8、[4]根据[1]至[3]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有sn元素作为所述m元素。
9、[5]根据[1]至[3]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有al元素作为所述m元素。
10、[6]根据[1]至[3]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有zn元素作为所述m元素。
11、[7]根据[1]至[3]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有in元素作为所述m元素。
12、[8]根据[1]至[7]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质含有p元素。
13、[9]根据[1]至[8]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有lgps型晶相。
14、[10]根据[1]至[9]中任一项所述的全固体电池,其中,所述第二硫化物固体电解质含有li元素、p元素和s元素。
15、[11]根据[1]至[10]中任一项所述的全固体电池,其中,所述全固体电池在所述负极集电体和所述固体电解质层之间具有含有mg的mg层。
16、[12]根据[1]至[11]中任一项所述的全固体电池,其中,所述全固体电池在所述负极集电体和所述固体电解质层之间不具有含有负极活性物质粒子的负极活性物质层。
17、[13]根据[1]至[12]中任一项所述的全固体电池,其中,所述全固体电池在所述负极集电体和所述固体电解质层之间具有含有li和所述m的保护层。
18、[14]全固体电池的制造方法,具有:准备工序,其中,准备在厚度方向上依次具有负极集电体、固体电解质层和正极活性物质层的初次充电前的全固体电池;和充电工序,其中,对于所述初次充电前的全固体电池进行充电,所述固体电解质层含有第一硫化物固体电解质和第二硫化物固体电解质,所述第一硫化物固体电解质是在循环伏安法测定中在0.3v(vs li/li+)以上且1.0v(vs li/li+)以下具有还原反应的峰的硫化物固体电解质,并且含有m元素(m为sn、al、zn、in、ge、si、sb、ga和bi的至少一种),所述第二硫化物固体电解质是在循环伏安法测定中在0.3v(vs li/li+)以上且1.0v(vs li/li+)以下不具有还原反应的峰的硫化物固体电解质,在所述固体电解质层中,相对于所述第一硫化物固体电解质和所述第二硫化物固体电解质的合计,所述第一硫化物固体电解质的比例为大于0重量%且35重量%以下,采用所述充电工序,在所述负极集电体和所述固体电解质层之间形成含有li和所述m的保护层。
19、发明的效果
20、本公开的全固体电池取得能够兼顾电池结构的简化和循环特性的提高的效果。
1.全固体电池,是利用金属锂的析出溶解反应作为负极反应的全固体电池,在厚度方向上依次具有负极集电体、固体电解质层和正极活性物质层,所述固体电解质层含有第一硫化物固体电解质和第二硫化物固体电解质,
2.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,在所述固体电解质层中,相对于所述第一硫化物固体电解质和所述第二硫化物固体电解质的合计,所述第一硫化物固体电解质的比例为3重量%以上且30重量%以下。
3.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质含有li元素、所述m元素和s元素。
4.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有sn元素作为所述m元素。
5.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有al元素作为所述m元素。
6.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有zn元素作为所述m元素。
7.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有in元素作为所述m元素。
8.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质含有p元素。
9.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第一硫化物固体电解质具有lgps型晶相。
10.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述第二硫化物固体电解质含有li元素、p元素和s元素。
11.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述全固体电池在所述负极集电体和所述固体电解质层之间具有含有mg的mg层。
12.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述全固体电池在所述负极集电体和所述固体电解质层之间不具有含有负极活性物质粒子的负极活性物质层。
13.根据权利要求1所述的全固体电池,其中,所述全固体电池在所述负极集电体和所述固体电解质层之间具有含有li和所述m的保护层。
14.全固体电池的制造方法,所述制造方法具有: