JP2009301959A - 全固体リチウム二次電池 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】全固体リチウム二次電池は、正極1と負極2、及びこれら正負極間に介在される固体電解質層3を有し、固体電解質層3が、第一固体電解質の粉末を成形した粉末成形体部31と、正極側又は負極側の少なくとも一方の表面に第二固体電解質を気相法により堆積した表面蒸着膜32とを備える。この電池は、固体電解質層3が表面蒸着膜32を備えることで、金属リチウムのデンドライト成長を抑制することができ、電池の内部短絡を防止することができる。そのため、信頼性が高く、充放電サイクル特性に優れる。
【選択図】図1
Description
図1に示すような、正極1、固体電解質層3、負極2を順に積層した構造の本発明の全固体リチウム二次電池を作製し、充放電サイクル試験を実施した。
Li2SとP2S5とをモル比で4:1の割合で秤量し混合した後、この混合物をメカニカルミリング処理して、硫化物系固体電解質(Li-P-S系)の粉末を得た。その後、この粉末に230℃の条件でアニール処理を施した。この粉末のリチウムイオン伝導度を測定したところ、リチウムイオン伝導度は25℃において5×10-4S/cmであった。
LiCoO2の粉末と上記固体電解質の粉末とを重量比で7:3となるように配合し、これを乳鉢で混合して、正極合剤を得た。なお、LiCoO2の粉末の表面には、静電噴霧法を用いてLiNbO3の緩衝層を10nm形成した。この緩衝層は、正極と固体電解質層との界面における界面抵抗の低減に寄与する。
上記の正極合剤20mg及び固体電解質粉末40mgを10mmΦの金型に順に配置し、プレスすることにより、正極1と粉末成形体部31との組合せ体を作製した。このとき、粉末成形体部31の厚さは250μmであった。
試料1及び比較例1の正負両電極にそれぞれリード端子を取り付け、試料1及び比較例1について、充電上限電圧:4.2V、放電下限電圧:3.0V、充放電電流:0.05mAの条件で、充電・放電を1サイクルとする充放電サイクル試験を実施した。
次に、実施例1と同様にして、固体電解質層の表面蒸着膜の厚さを変更した全固体リチウム二次電池(試料2-1〜2-4)を作製した。各電池の表面蒸着膜の厚さを表1に示す。また、実施例1と同様にして、各電池について充放電サイクル試験を実施した。各電池の評価結果を表1に併せて示す。
3 固体電解質層 31 粉末成形体部 32 表面蒸着膜
Claims (4)
- 正極と負極、及びこれら正負極間に介在される固体電解質層を有する全固体リチウム二次電池であって、
前記固体電解質層は、第一固体電解質の粉末を成形した粉末成形体部と、正極側又は負極側の少なくとも一方の表面に第二固体電解質を気相法により堆積した表面蒸着膜とを備えることを特徴とする全固体リチウム二次電池。 - 前記負極が、気相法により形成されていることを特徴とする請求項1に記載の全固体リチウム二次電池。
- 前記第一及び第二固体電解質が、硫化物系固体電解質であることを特徴とする請求項1又は2に記載の全固体リチウム二次電池。
- 前記負極の活物質が、金属リチウムであることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の全固体リチウム二次電池。
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