本發(fā)明涉及一種全固態(tài)電池。

背景技術(shù)：

1、近年來，為了應(yīng)對全球變暖，急切謀求二氧化碳量的降低。在汽車業(yè)界，十分期待通過電動汽車(ev)、混合動力電動汽車(hev)的引入來降低二氧化碳排放量，決定它們的實(shí)用化的關(guān)鍵的馬達(dá)驅(qū)動用二次電池等全固態(tài)電池的開發(fā)正在盛行。

2、作為馬達(dá)驅(qū)動用二次電池，謀求與手機(jī)、筆記本電腦等中使用的民用鋰二次電池相比具有極高的輸出特性和高能量。因此，現(xiàn)實(shí)中在所有電池中具有最高理論能量的鋰二次電池受到注目，正在急速推進(jìn)其開發(fā)。

3、此處，目前通常普及的鋰二次電池在電解質(zhì)中使用可燃性的有機(jī)電解液。這樣的液系鋰二次電池中，相比其他電池更嚴(yán)格地謀求對漏液、短路、過充電等的安全對策。

4、因而近年來，關(guān)于電解質(zhì)中使用了氧化物系、硫化物系的固體電解質(zhì)的全固態(tài)二次電池的研究開發(fā)正在盛行。固體電解質(zhì)是以在固體中能夠進(jìn)行離子傳導(dǎo)的離子傳導(dǎo)體為主體而構(gòu)成的材料。因此，全固態(tài)二次電池中，從原理上不產(chǎn)生以往的液系鋰二次電池那樣的起因于可燃性的有機(jī)電解液的各種問題。另外，通常若使用高電位/大容量的正極材料、大容量的負(fù)極材料，則可以謀求電池的輸出密度和能量密度的大幅提高。

5、然而，全固態(tài)二次電池中，已知構(gòu)成電池的一部分的正極活性物質(zhì)層相對較脆而成為短路等故障的原因。對此，例如日本特開2019-021459號公報(bào)中公開了通過在正極活性物質(zhì)層中包含粘合劑，從而穩(wěn)定地制造正極活性物質(zhì)層的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明要解決的問題

2、然而，本發(fā)明人等在研究時(shí)發(fā)現(xiàn)，日本特開2019-021459號公報(bào)記載的正極活性物質(zhì)層中，未充分改善正極活性物質(zhì)層的外周端部的強(qiáng)度。另一方面，發(fā)現(xiàn)為了充分改善強(qiáng)度，若增加正極活性物質(zhì)層的粘合劑的含有率，則存在牽扯到能量密度的降低、能量輸出的降低這樣的問題。

3、因而，本發(fā)明的目的在于提供一種手段，其能夠在具備包含粘合劑的正極活性物質(zhì)層的全固態(tài)電池中將能量密度的降低、能量輸出的降低抑制到最小限度，且能提高正極活性物質(zhì)層的強(qiáng)度。

4、用于解決問題的方案

5、本發(fā)明人等為了解決上述問題而進(jìn)行了深入研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，通過將正極活性物質(zhì)層中包含的粘合劑的取向率設(shè)為一定以上，從而解決上述問題，直至完成本發(fā)明。

6、本發(fā)明的一個(gè)方式的全固態(tài)電池具有發(fā)電元件，所述發(fā)電元件包含：正極，其包含含有正極活性物質(zhì)和粘合劑的正極活性物質(zhì)層；負(fù)極；和固體電解質(zhì)層，其夾設(shè)于前述正極與前述負(fù)極之間且含有固體電解質(zhì)。并且，該全固態(tài)電池的特征在于，前述正極活性物質(zhì)層中包含的前述粘合劑的、在與前述發(fā)電元件的層疊方向垂直的方向的取向率為60％以上。

技術(shù)特征：

1.一種全固態(tài)電池，其為具有發(fā)電元件的全固態(tài)電池，所述發(fā)電元件包含：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電池，其中，所述粘合劑的取向率為60％以上且90％以下。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電池，其中，所述粘合劑的取向率為75％以上且90％以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的全固態(tài)電池，其中，相對于所述正極活性物質(zhì)層的總質(zhì)量，所述正極活性物質(zhì)層中的所述粘合劑的含量為0.6質(zhì)量％以上且3.2質(zhì)量％以下。

5.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的全固態(tài)電池，其中，所述粘合劑包含纖維狀粘合劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的全固態(tài)電池，其中，所述纖維狀粘合劑包含選自由聚四氟乙烯(ptfe)、羧甲基纖維素、聚乙烯醇、聚乙烯、纖維素納米纖維等納米纖維、以及凱夫拉纖維組成的組中的1種或2種以上。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的全固態(tài)電池，其中，所述正極活性物質(zhì)層進(jìn)一步包含導(dǎo)電助劑。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全固態(tài)電池，其中，所述正極活性物質(zhì)層中包含的所述導(dǎo)電助劑的、在與所述發(fā)電元件的層疊方向垂直的方向的取向率為55％以上。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的全固態(tài)電池，其中，所述導(dǎo)電助劑的形狀為纖維狀或扁平狀。

10.一種全固態(tài)電池用正極活性物質(zhì)層的制造方法，其為用于權(quán)利要求1所述的全固態(tài)電池的正極活性物質(zhì)層的制造方法，所述制造方法具有下述成形工序：

技術(shù)總結(jié)
提供一種手段，其能夠在具備包含粘合劑的正極活性物質(zhì)層的全固態(tài)電池中將能量密度的降低、能量輸出的降低抑制到最小限度，且能提高正極活性物質(zhì)層的強(qiáng)度。一種全固態(tài)電池，其為具有發(fā)電元件的全固態(tài)電池，所述發(fā)電元件包含：正極，其包含含有正極活性物質(zhì)和粘合劑的正極活性物質(zhì)層；負(fù)極；和固體電解質(zhì)層，其夾設(shè)于前述正極與前述負(fù)極之間且含有固體電解質(zhì)，前述正極活性物質(zhì)層中包含的前述粘合劑的、在與前述發(fā)電元件的層疊方向垂直的方向的取向率為60％以上。

技術(shù)研發(fā)人員：齋藤直人,坂本和幸
受保護(hù)的技術(shù)使用者：日產(chǎn)自動車株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2