树脂、树脂溶液、固体电解质浆料、固体电解质层、正极层、负极层和全固态电池的制作方法

本公开涉及一种适合于固态二次电池的固体电解质粘结剂的树脂、树脂溶液、固体电解质浆料、固体电解质层、正极层、负极层以及全固态电池。

背景技术：

1、近年来，随着如平板终端、智能手机等便携式装置以及电动汽车的发展，对作为其电源的二次电池的需求日益增长。通常，二次电池包括电极(正极和负极)和电解质，并通过在电极之间通过电解质的离子转移来进行充电和放电。这种二次电池在从小型设备如手机到大型设备如电动汽车的范围广泛的用途中使用。因此，要求其高安全性和性能的进一步改善。

2、为了防止因二次电池的起火导致的事故并改善其安全性，正在开发利用固体电解质替代传统可燃性电解液的全固态二次电池。作为固体电解质，已广泛研究硫化物型和氧化物型的材料。

3、为了提高二次电池的性能，通常重要的是增加电极中活性物质与固体电解质之间的接触界面以及固体电解质颗粒之间的接触界面。这里，活性物质意指参与产生电的反应的材料。虽然硫化物型和氧化物型的固体电解质在离子导电率上优异，但这些难以增加与活性物质的界面，此外强度可能不足。因此，提出了粘结剂的使用。

4、ptl 1描述了一种含有丙烯酸系树脂的固体电解质分散糊剂。此外，ptl 2描述了一种通过使用具有氨基甲酸酯键、脲键等的高分子粘结剂来改善对固体电解质的亲和性的组合物。

5、引证列表

6、专利文献

7、ptl1：日本专利申请公开号2019-050174

8、ptl2：wo2020-138216

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、近年来，除了高安全性之外，全固态二次电池还被要求具有更高的性能和量产性。当使用如ptl 1和ptl 2中所述的树脂作为正极层和固体电解质层的粘结剂时，各层的强度得到改善。然而，根据分散条件，对固体电解质的亲和性不足，并且粘结剂的离子导电性不足。因此，二次电池的内阻可能增加。此外，当电池在高温下长期储存时，由于在固体电解质与粘结剂之间的界面处的反应，二次电池的内阻可能增加。因此，期望具有对固体电解质的高亲和性和高离子导电率并且即使在高温下也抑制与固体电解质反应的风险的聚合物电解质。

3、本公开旨在对固体电解质的亲和性和离子导电性优异且适合作为固体电解质的粘结剂的树脂。此外，本公开的另一方面还旨在提供性能优异且具有高品质特性的树脂溶液、固体电解质浆料、固体电解质层、正极层、负极层和全固态电池。

4、用于解决问题的方案

5、根据本公开的至少一个方面，提供一种树脂，其包含下述式(1)所示的结构：

6、

7、其中，在式(1)中，r1表示氢原子或碳原子数1至3的烷基，r2表示碳原子数1至6的二价亚烷基，n表示2以上的整数，每个r3独立地表示碳原子数3至6的二价亚烷基，并且

8、r4表示碳原子数3以上的烷基或苯基，其中所述苯基的氢原子可被碳原子数1至3的烷基取代。

9、根据本公开的至少一个方面，提供一种树脂溶液，其包含所述树脂和溶剂。

10、根据本公开的至少一个方面，提供一种固体电解质浆料，其包含所述树脂、固体电解质和溶剂。

11、根据本公开的至少一个方面，提供一种固体电解质层，其包含所述树脂和固体电解质。

12、根据本公开的至少一个方面，提供一种正极层，其包含所述树脂和固体电解质。

13、根据本公开的至少一个方面，提供一种负极层，其包含所述树脂和固体电解质。

14、此外，根据本公开的至少一个方面，提供一种全固态电池，其包括正极层、固体电解质层和负极层，其中

15、所述正极层、所述固体电解质层和所述负极层中的至少任一层包含所述树脂。

16、发明的效果

17、根据本公开的一个方面，可以获得对固体电解质的亲和性和离子导电性优异且优选作为固体电解质的粘结剂的树脂、树脂溶液和固体电解质浆料。此外，本公开的另一方面提供具有优异性能和高品质特性的固体电解质层、正极层、负极层和全固态电池。

1.一种树脂，其包含下述式(1)所示的结构：

2.根据权利要求1所述的树脂，其中在式(1)中，每个r3独立地是碳原子数4或5的二价亚烷基。

3.根据权利要求1或2所述的树脂，其还包含下述式(2)所示的结构：

4.根据权利要求1至3中任一项所述的树脂，其还包含选自由锂盐、钠盐和钾盐组成的组中的至少一种支持电解质。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的树脂，其中所述树脂中的式(1)所示的结构的含量为50至100质量%。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的树脂，其中所述树脂是固体电解质的粘结剂。

7.一种树脂溶液，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的树脂和溶剂。

8.一种固体电解质浆料，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的树脂、固体电解质和溶剂。

9.一种固体电解质层，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的树脂和固体电解质。

10.一种正极层，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的树脂和固体电解质。

11.一种负极层，其包含根据权利要求1至6中任一项所述的树脂和固体电解质。

12.一种全固态电池，其包括正极层、固体电解质层和负极层，其中