发明名称 锂离子二次电池及其固体电解质
摘要
申请公布号 TWI356520 申请公布日期 2012.01.11
申请号 TW095131147 申请日期 2006.08.24
申请人 小原股份有限公司 发明人 印田靖
分类号 H01M10/36 主分类号 H01M10/36
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路201号7楼
主权项 一种固体电解质,其系具有至少两层以上之层压构造者;该固体电解质包含:含有50质量%以上的锂离子导电性晶体之最厚层;及不含锂离子导电性晶体、或含有30质量%以下的锂离子导电性晶体之层;且该固体电解质不含有机电解液。如请求项1之固体电解质,其中不含锂离子导电性晶体、或含有30质量%以下的锂离子导电性晶体之层分别安置于正电极侧、负电极侧,含有50质量%以上的锂离子导电性晶体之最厚层系安置于中央。如请求项2之固体电解质,其中不含锂离子导电性晶体、或含有30质量%以下的锂离子导电性晶体之层之厚度为50 μm以下。如请求项1~3中任一项之固体电解质,其中该层压电解质之厚度为200 μm以下。如请求项1~3中任一项之固体电解质,其中含有50质量%以上的锂离子导电性晶体之最厚层之厚度为150 μm以下。如请求项1~3中任一项之固体电解质,其中该锂离子导电性晶体具有10-4Scm-1或以上的离子导电率。如请求项1~3中任一项之固体电解质,其中含有50质量%以上的锂离子导电性晶体之最厚层中所含之锂离子导电性晶体为具有20 μm以下之平均粒径之粉末。如请求项1~3中任一项之固体电解质,其中该锂离子导电性晶体为Li1+x+y(Al,Ga)x(Ti,Ge)2-xSiyP3-yO12,其中0≦x≦1,0≦y≦1。如请求项1之固体电解质,其中上述最厚层包含锂离子导电性玻璃陶瓷。如请求项1之固体电解质,其中上述最厚层包含:以固体电解质整体作为基准,为60质量%以上之锂离子导电性玻璃陶瓷。如请求项5之固体电解质,其中锂离子导电性晶体为锂离子导电性玻璃陶瓷。如请求项6之固体电解质,其中锂离子导电性晶体为锂离子导电性玻璃陶瓷。如请求项11之固体电解质,其中不含锂离子导电性玻璃陶瓷、或含有30质量%以下的锂离子导电性玻璃陶瓷之电解质层分别安置于正电极侧、负电极侧,含有50质量%以上的锂离子导电性玻璃陶瓷之最厚层系安置于中央。如请求项12之固体电解质,其中不含锂离子导电性玻璃陶瓷、或含有30质量%以下的锂离子导电性玻璃陶瓷之电解质层分别安置于正电极侧、负电极侧,含有50质量%以上的锂离子导电性玻璃陶瓷之最厚层系安置于中央。如请求项13之固体电解质,其中不含锂离子导电性玻璃陶瓷、或含有30质量%以下的锂离子导电性玻璃陶瓷之层之厚度为50 μm以下。如请求项14之固体电解质,其中不含锂离子导电性玻璃陶瓷、或含有30质量%以下的锂离子导电性玻璃陶瓷之层之厚度为50 μm以下。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中该层压电解质之厚度为200 μm以下。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中含有50质量%以上的锂离子导电性玻璃陶瓷之最厚层之厚度为150 μm以下。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中该等锂离子导电性玻璃陶瓷具有10-4Scm-1以上的离子导电率。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中含有50质量%以上的锂离子导电性玻璃陶瓷之最厚层中所含之锂离子导电性玻璃陶瓷为具有20 μm以下之平均粒径之粉末。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中该等锂离子导电性玻璃陶瓷之主要晶相为Li1+x+y(Al,Ga)x(Ti,Ge)2-xSiyP3-yO12,其中0≦x≦1,0≦y≦1。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中该等锂离子导电性玻璃陶瓷包含以莫耳%计之以下成分:Li2O 12~18% Al2O3+Ga2O3 5~10% TiO2+GeO2 35~45% SiO2 1~10%及P2O5 30~40%。如请求项1~3及9~16中任一项之固体电解质,其中该层压电解质之离子导电率为10-5 Scm-1以上。如请求项1~3中任一项之固体电解质,其中含有50质量%以上的锂离子导电性晶体之最厚层含有不含会阻碍离子传导之空孔或晶粒边界之锂离子导电性晶体。如请求项9~16中任一项之固体电解质,其中含有50质量%以上的锂离子导电性玻璃陶瓷之最厚层含有不含会阻碍离子传导之空孔或晶粒边界之锂离子导电性玻璃陶瓷。一种锂离子二次电池,其包含如请求项1~3及9~16中任一项之固体电解质。如请求项26之锂离子二次电池,该锂离子二次电池在其正电极及负电极中包含与该固体电解质中所含之玻璃陶瓷及有机聚合物相同的玻璃陶瓷及有机聚合物。
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