电极复合体、锂电池以及电极复合体的制造方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及电极复合体、锂电池以及电极复合体的制造方法。
【背景技术】
[0002] 作为以便携式信息设备为代表的多种电子设备的电源而利用锂电池（包括一次 电池以及二次电池）。锂电池具有正极、负极、以及设置于它们的层之间并进行锂离子的传 导的电解质层。
[0003] 近年来，开发了兼顾高能量密度与安全性的锂电池亦即全固态锂电池。而且，在专 利文献1~6中公开了在电解质层的形成材料中使用固体电解质的全固态锂电池。
[0004] 专利文献1 :日本特开2009-215130号公报
[0005] 专利文献2 :日本特开2001-68149号公报
[0006] 专利文献3 :日本特开2000-311710号公报
[0007] 专利文献4 :日本特开2008-226666号公报
[0008] 专利文献5 :日本特开2006-260887号公报
[0009] 专利文献6 :日本特开2011-204511号公报
[0010] 锂电池要求高输出，但现有的全固态锂电池未达到充分的性能。因此，要求制造更 高输出的电极复合体以及锂电池的电极复合体的制造方法。
【发明内容】
[0011] 本发明是为了解决上述课题而提出的，其能够以下述的方式或者应用例而实现。
[0012] [应用例1]
[0013] 本应用例所涉及的电极复合体的制造方法的特征在于，在比活性物质的熔点低的 温度下使固体电解质的前驱体熔融，将上述前驱体设置于在活性物质的多个粒子之间具有 空隙的活性物质成型体的表面，使上述前驱体固化而形成为上述固体电解质。
[0014] 根据本应用例，活性物质成型体在活性物质的多个粒子之间具有空隙。而且，将熔 融的固体电解质的前驱体设置于活性物质成型体的表面。前驱体通过空隙并在活性物质成 型体的表面扩展，因此，能够使前驱体可靠地将活性物质成型体的表面覆盖。
[0015] 而且，在比活性物质的熔点低的温度下使固体电解质的前驱体熔融。由此，能够利 用前驱体而抑制粒子间的空隙变窄。因此，能够增大活性物质成型体与固体电解质的接触 面积，从而能够减小活性物质成型体与固体电解质层的界面阻抗。而且，在活性物质成型体 与固体电解质层的界面能够实现良好的电荷移动。其结果，能够制造容易进行电荷移动且 实现了高输出的电极复合体。
[0016] [应用例2]
[0017] 上述应用例所涉及的电极复合体的制造方法的特征在于，上述前驱体含有使上述 前驱体的熔点降低的溶剂。
[0018] 根据本应用例，前驱体含有使前驱体的熔点降低的溶剂。因此，能够在比活性物质 的熔点低的温度下使固体电解质的前驱体熔融。
[0019][应用例3]
[0020] 上述应用例所涉及的电极复合体的制造方法的特征在于，上述溶剂是盐。
[0021] 根据本应用例，前驱体含有使熔点降低的盐。因此，能够使前驱体的熔点降低，从 而能够在比活性物质的熔点低的温度下使前驱体熔融。
[0022] [应用例4]
[0023] 本应用例所涉及的电极复合体的特征在于，具备：活性物质成型体，其在活性物质 的多个粒子之间具有空隙；以及固体电解质，其将上述活性物质成型体的表面覆盖，上述固 体电解质包含晶质电解质与非晶质电解质。
[0024] 根据本应用例，电极复合体具备活性物质成型体以及固体电解质。活性物质成型 体的表面被固体电解质覆盖。活性物质成型体在活性物质的多个粒子之间具有空隙。能够 使固体电解质的前驱体熔融并将固体电解质的前驱体设置于活性物质成型体的表面。此 时，前驱体通过空隙并在活性物质成型体的表面扩展，因此能够使前驱体可靠地将活性物 质成型体的表面覆盖。
[0025]而且，固体电解质包含晶质电解质与非晶质电解质。因此，能够通过与非晶质电解 质的复合化而减小晶质固体电解质的粒子界面电阻。由此，固体电解质层在界面能够实现 良好的电荷移动。其结果，电极复合体容易进行电荷移动，因此能够形成为高输出的电极复 合体。
[0026][应用例5]
[0027] 本应用例所涉及的锂电池的特征在于，具备：活性物质成型体，其在活性物质的多 个粒子之间具有空隙；以及固体电解质，其将上述活性物质成型体的表面覆盖，上述固体电 解质包含晶质电解质与非晶质电解质。
[0028] 根据本应用例，锂电池具备活性物质成型体以及固体电解质。活性物质成型体的 表面被固体电解质覆盖。活性物质成型体在活性物质的多个粒子之间具有空隙。能够使固 体电解质的前驱体熔融并将固体电解质的前驱体设置于活性物质成型体的表面。此时，前 驱体通过空隙并在活性物质成型体的表面扩展，因此，能够使前驱体可靠地将活性物质成 型体的表面覆盖。
[0029]而且，固体电解质包含晶质电解质与非晶质电解质。因此，能够通过与非晶质电解 质的复合化而减小晶质固体电解质的粒子界面电阻。由此，固体电解质层在界面能够实现 良好的电荷移动。其结果，锂电池容易进行电荷移动，因此能够形成为高输出的锂电池。
【附图说明】
[0030] 图1是示出第一实施方式所涉及的电极复合体的构造的主要部分示意侧视剖视 图。
[0031] 图2是电极复合体的制造方法的流程图。
[0032] 图3是用于对电极复合体的制造方法进行说明的示意图。
[0033] 图4是用于对电极复合体的制造方法进行说明的示意图。
[0034] 图5是用于对电极复合体的制造方法进行说明的示意图。
[0035] 图6涉及第二实施方式，图6(a)是示出电极复合体的构造的示意侧视剖视图，图 6(b)以及图6(c)是用于对电极复合体的制造方法进行说明的示意图。
[0036] 图7是示出第三实施方式所涉及的电极复合体的构造的示意侧视剖视图。
[0037] 图8涉及第四实施方式，图8(a)以及图8(b)是用于对电极复合体的制造方法进 行说明的示意图。
[0038] 图9是示出第五实施方式所涉及的锂电池的构造的主要部分示意侧视剖视图。
[0039] 图10是示出第六实施方式所涉及的锂电池的构造的主要部分示意侧视剖视图。
【具体实施方式】
[0040] 以下，基于附图对实施方式进行说明。此外，各附图中的各部件设为在各附图上能 够识别的程度的大小，因此，针对各部件，使比例尺不同而进行图示。
[0041] (第一实施方式）
[0042] 在本实施方式中，基于图1~图5对电极复合体以及电极复合体的制造方法的特 征性的例子进行说明。
[0043] 图1是示出电极复合体的构造的主要部分示意侧视剖视图。如图1所示，电极复 合体1具备集电体2、活性物质成型体3、以及作为固体电解质的固体电解质层4。将活性 物质成型体3与固体电解质层4合并在一起的结构称为复合体5。电极复合体1用于锂电 池。
[0044] 集电体2设置为，在复合体5的一面5a，与从固体电解质层4露出的活性物质成型 体3接触。作为集电体2的形成材料，能够举出从由铜（Cu)、镁（Mg)、钛（Ti)、铁（Fe)、钴 ((：〇)、镍（附）、锌（211)、铝仏1)、锗如）、铟（111)、金（厶11)、白金仇）、银-）以及钯（?(1) 构成的元素组中选择的1种金属（金属单体）、包含从该元素组中选择的2种以上的金属元 素的合金等。
[0045] 集电体2的形状能够采用板状、箱状、网状等。集电体2的表面可以是平滑的，也 可以形成有凹凸。
[0046] 活性物质成型体3是以无机物的电极活性物质（活性物质）的粒子为形成材料的 成型体。活性物质成型体3在多个粒子之间具有空隙，并且各空隙相互呈网格状地连通。
[0047] (电极复合体的构造）
[0048] 对于活性物质成型体3而言，在锂电池中，在将集电体2用于正极侧的情况下与用 于负极侧的情况下，其形成材料不同。在将集电体2用于正极侧的情况下，作为活性物质成 型体3的形成材料，能够使用通常公知的物质作为正极活性物质。作为这样的物质，例如能 够举出锂复合氧化物。此外，在本说明书中，"锂复合氧化物"是指必定含有锂、且整体上含 有两种以上的金属离子的氧化物，其中不被认为存在含氧酸离子。
[0049] 作为这样的锂复合氧化物，例如能够举出LiCo02、LiNi02、LiMn204、Li2Mn203、 LiFeP04、Li2FeP207、LiMnP04、LiFeB03、Li3V2 (P04) 3、Li2Cu02、LiFeF3、Li2FeSi04、Li2MnSi04等。 另外，由其他过渡金属、典型金属、碱金属、碱土类、镧系元素、硫族化物、卤素等置换上述锂 复合氧化物的结晶内的一部分原子所得到的固溶体也包含在锂复合氧化物内，上述固溶体 也能够用作正极活性物质。
[0050] 在将集电体2用于负极侧的情况下，活性物质成型体3的形成材料中能够使用作 为负极活性物质而通常公知的物质。作为负极活性物质，能够举出硅-锰合金（Si-Mn)、 娃-钴合金（Si-Co)、