负极活性物质层和固体二次电池的制作方法

本公开涉及负极活性物质层和固体二次电池。

背景技术：

1、近年来，电池的开发正在积极地进行。例如，在汽车产业界中，正在推进用于电动汽车或混合动力汽车的电池的开发。另外，作为用于电池的活性物质，已知硅。

2、硅活性物质的理论容量大，对于电池的高能量密度化有效。然而，硅活性物质存在充电时膨胀较大的问题。对此，已知通过使用硅包合物活性物质作为硅活性物质来抑制充电时的膨胀。

3、例如，专利文献1公开了一种全固体电池，其为将正极层、固体电解质层和负极层依次层叠的全固体电池，所述负极层含有具有硅包合物ii型的晶相的负极活性物质，所述全固体电池在层叠方向上被赋予0mpa以上且不到5mpa的约束压，在将负极容量与正极容量的容量比设为a的情况下，所述容量比a为2.5以上且4.8以下。

4、专利文献2公开了一种全固体电池，其为将正极层、固体电解质层和负极层依次层叠的全固体电池，所述负极层含有具有硅包合物ii型的晶相的负极活性物质，所述全固体电池在层叠方向上被赋予0mpa以上且不到5mpa的约束压，所述负极活性物质的比表面积为8m2/g以上且17m2/g以下。

5、现有技术文献

6、专利文献

7、专利文献1：日本特开2022-092723号公报

8、专利文献2：日本特开2022-092725号公报

技术实现思路

1、发明要解决的课题

2、如上所述，硅活性物质粒子充电时的膨胀大，因此放电时的收缩也大。因此，对于含有硅活性物质粒子的负极活性物质而言，放电时硅活性物质粒子收缩，由此构成负极活性物质层的粒子间的接触状态恶化，存在负极活性物质层的电阻变大的问题。关于这一点，本发明人发现：在硅活性物质粒子中氧原子量小的情况下，该问题显著；以及通过使用粒径小的固体电解质粒子，能够抑制这样的问题。

3、因此，本公开的目的在于提供一种负极活性物质层和具有这样的负极活性物质层的固体二次电池，该负极活性物质层通过减少硅活性物质粒子中的氧原子量从而改善硅活性物质粒子的电导率，并且在电池的充电容量低(＝低充电状态)的情况下电阻也难以恶化。

4、用于解决课题的手段

5、本发明人发现通过以下的手段能够解决上述课题。

6、〈方案1〉

7、负极活性物质层，其含有硅活性物质粒子和固体电解质粒子，所述硅活性物质粒子中的氧原子量不到5.0质量％，并且所述固体电解质粒子的平均粒径为1.0μm以下和/或所述固体电解质粒子的平均粒径相对于所述硅活性物质粒子的平均粒径的比例为0.9以下。

8、〈方案2〉

9、根据方案1所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径为1.0μm以下。

10、〈方案3〉

11、根据方案2所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径为0.01μm以上且0.5μm以下。

12、〈方案4〉

13、根据方案1所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径相对于所述硅活性物质粒子的平均粒径的比例为0.9以下。

14、〈方案5〉

15、根据方案4所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径相对于所述硅活性物质粒子的平均粒径的比例为0.01以上且0.5以下。

16、〈方案6〉

17、根据方案1～5中任一项所述的负极活性物质层，其中，所述硅活性物质粒子中的氧原子量为1.0质量％以上且不到5.0质量％。

18、〈方案7〉

19、根据方案1～6中任一项所述的负极活性物质层，其中，所述硅活性物质粒子为硅包合物活性物质粒子。

20、〈方案8〉

21、固体二次电池，其具有方案1～7中任一项所述的负极活性物质层。

22、发明的效果

23、根据本公开，通过减少硅活性物质粒子中的氧原子量，能够提供改善硅活性物质粒子的电导率、同时在电池的充电容量低(＝低充电状态)的情况下电阻也难以恶化的负极活性物质层和具有这样的负极活性物质层的固体二次电池。

技术特征：

1.负极活性物质层，其含有硅活性物质粒子和固体电解质粒子，所述硅活性物质粒子中的氧原子量不到5.0质量％，并且

2.根据权利要求1所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径为1.0μm以下。

3.根据权利要求2所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径为0.01μm以上且0.5μm以下。

4.根据权利要求1所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径相对于所述硅活性物质粒子的平均粒径的比例为0.9以下。

5.根据权利要求4所述的负极活性物质层，其中，所述固体电解质粒子的平均粒径相对于所述硅活性物质粒子的平均粒径的比例为0.01以上且0.5以下。

6.根据权利要求1所述的负极活性物质层，其中，所述硅活性物质粒子中的氧原子量为1.0质量％以上且不到5.0质量％。

7.根据权利要求1所述的负极活性物质层，其中，所述硅活性物质粒子为硅包合物活性物质粒子。

8.固体二次电池，其具有权利要求1～7中任一项所述的负极活性物质层。

技术总结本发明涉及负极活性物质层和固体二次电池。本发明提供通过减少硅活性物质粒子中的氧原子量从而改善硅活性物质粒子的电导率、同时即使电池的充电容量低(＝低充电状态)电阻也不易恶化的负极活性物质层及具有这样的负极活性物质层的固体二次电池。本公开的负极活性物质层含有硅活性物质粒子和固体电解质粒子，硅活性物质粒子中的氧原子量不到5.0质量％，并且固体电解质粒子的平均粒径为1.0μm以下和/或固体电解质粒子的平均粒径相对于硅活性物质粒子的平均粒径的比例为0.9以下。技术研发人员：古屋辽介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：2024/10/17