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JP7750165B2 - Composite particles, cathodes and solid-state batteries - Google Patents
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JP7750165B2 - Composite particles, cathodes and solid-state batteries - Google Patents

Composite particles, cathodes and solid-state batteries

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JP7750165B2 JP2022063831A JP2022063831A JP7750165B2 JP 7750165 B2 JP7750165 B2 JP 7750165B2 JP 2022063831 A JP2022063831 A JP 2022063831A JP 2022063831 A JP2022063831 A JP 2022063831A JP 7750165 B2 JP7750165 B2 JP 7750165B2
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Description

本開示は、複合粒子、正極および全固体電池に関する。 This disclosure relates to composite particles, positive electrodes, and all-solid-state batteries.

特開2017-220339号公報(特許文献1)は、活物質粒子の表面に酸化物系固体電解質が被覆されてなる酸化物被覆活物質粒子と、当該酸化物被覆活物質粒子の表面にさらに硫化物系固体電解質が被覆されてなる複合活物質粒子とを開示する。 JP 2017-220339 A (Patent Document 1) discloses oxide-coated active material particles in which the surfaces of active material particles are coated with an oxide-based solid electrolyte, and composite active material particles in which the surfaces of the oxide-coated active material particles are further coated with a sulfide-based solid electrolyte.

特開2017-220339号公報JP 2017-220339 A

硫化物系全固体電池(以下「全固体電池」と略記され得る。)が開発されている。全固体電池は、硫化物固体電解質を含む。硫化物固体電解質が正極活物質粒子と直接接触すると、硫化物固体電解質が劣化し得る。硫化物固体電解質(イオン伝導パス)の劣化により、電池抵抗が増大し得る。 Sulfide-based all-solid-state batteries (hereinafter abbreviated as "all-solid-state batteries") have been developed. All-solid-state batteries contain a sulfide solid electrolyte. If the sulfide solid electrolyte comes into direct contact with the positive electrode active material particles, the sulfide solid electrolyte may deteriorate. Deterioration of the sulfide solid electrolyte (ion conduction path) may increase battery resistance.

正極活物質粒子の表面を、酸化物固体電解質と、硫化物固体電解質とで順次被覆することが提案されている。酸化物固体電解質が、硫化物固体電解質と正極活物質粒子との間に介在することにより、硫化物固体電解質と正極活物質粒子との接触機会が低減することが期待される。ただし、高電位環境における抵抗増加率に改善の余地がある。 It has been proposed to coat the surface of positive electrode active material particles sequentially with an oxide solid electrolyte and a sulfide solid electrolyte. By interposing the oxide solid electrolyte between the sulfide solid electrolyte and the positive electrode active material particles, it is expected that the opportunity for contact between the sulfide solid electrolyte and the positive electrode active material particles will be reduced. However, there is room for improvement in the rate of resistance increase in high-potential environments.

本開示の目的は、抵抗増加率の低減にある。 The purpose of this disclosure is to reduce the rate of resistance increase.

以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし本明細書の作用メカニズムは推定を含む。作用メカニズムは本開示の技術的範囲を限定しない。 The technical configuration and effects of this disclosure are explained below. However, the mechanism of action in this specification includes speculation. The mechanism of action does not limit the technical scope of this disclosure.

1.複合粒子は、正極活物質粒子と被膜とを含む。被膜は、正極活物質粒子の表面の少なくとも一部を被覆している。被膜は、第1層と第2層とを含む。第1層の少なくとも一部は、正極活物質粒子と第2層との間に介在している。第1層は、ガラスネットワーク形成元素を含む。第2層は、硫化物固体電解質を含む。 1. The composite particles include positive electrode active material particles and a coating. The coating covers at least a portion of the surface of the positive electrode active material particles. The coating includes a first layer and a second layer. At least a portion of the first layer is interposed between the positive electrode active material particles and the second layer. The first layer includes a glass network-forming element. The second layer includes a sulfide solid electrolyte.

従来、酸化物固体電解質(第1層)として、ニオブ酸リチウム(LiNbO3)が使用されている。LiNbO3を含む第1層は、硬い傾向がある。他方、硫化物固体電解質を含む第2層は、軟らかい傾向がある。第1層と第2層との間における、硬さのミスマッチにより、第1層と第2層との間の密着性が低下する可能性がある。本開示の新知見によると、高電位環境においては、密着性の低い部分で拡散抵抗が増加しやすい傾向がある。 Conventionally, lithium niobate ( LiNbO3 ) has been used as the oxide solid electrolyte (first layer). The first layer containing LiNbO3 tends to be hard. On the other hand, the second layer containing a sulfide solid electrolyte tends to be soft. The mismatch in hardness between the first and second layers may reduce adhesion between the first and second layers. According to the new findings of the present disclosure, in a high-potential environment, diffusion resistance tends to increase in areas with low adhesion.

上記「1.」に記載の複合粒子においては、第1層がガラスネットワーク形成元素を含む。ガラスネットワーク形成元素を含む第1層は、軟らかい傾向がある。よって、第1層と第2層との間の硬さのミスマッチが軽減されることが期待される。第1層と第2層との密着性が改善することにより、高電位環境において拡散抵抗が増加し難いことが期待される。すなわち抵抗増加率の低減が期待される。 In the composite particles described in "1." above, the first layer contains a glass network-forming element. The first layer containing a glass network-forming element tends to be soft. Therefore, it is expected that the mismatch in hardness between the first and second layers will be reduced. By improving the adhesion between the first and second layers, it is expected that the diffusion resistance will be less likely to increase in a high-potential environment. In other words, a reduction in the rate of resistance increase is expected.

2.上記「1.」に記載の複合粒子において、ガラスネットワーク形成元素は、例えば、リン(P)、ホウ素(B)、珪素(Si)、窒素(N)、硫黄(S)、ゲルマニウム(Ge)、および水素(H)からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 2. In the composite particles described in "1." above, the glass network-forming element may include, for example, at least one element selected from the group consisting of phosphorus (P), boron (B), silicon (Si), nitrogen (N), sulfur (S), germanium (Ge), and hydrogen (H).

3.上記「1.」または「2.」に記載の複合粒子において、第1層は、例えば、リン酸骨格およびホウ酸骨格からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 3. In the composite particles described in "1." or "2." above, the first layer may contain, for example, at least one selected from the group consisting of a phosphate skeleton and a borate skeleton.

リン酸骨格、ホウ酸骨格を含む第1層は、適度な硬さを有することが期待される。 The first layer, which contains a phosphate skeleton and a borate skeleton, is expected to have moderate hardness.

4.上記「1.」~「3.」のいずれか1項に記載の複合粒子において、第2層による被覆率は、例えば20%以上であってもよい。 4. In the composite particles described in any one of items "1." to "3." above, the coverage rate of the second layer may be, for example, 20% or more.

被覆率が20%以上であることにより、例えば、拡散抵抗の低減が期待される。 A coverage rate of 20% or more is expected to reduce diffusion resistance, for example.

5.上記「1.」~「4.」のいずれか1項に記載の複合粒子において、硫化物固体電解質は、例えば、60%以上の第1伝導相と、残部とからなっていてもよい。残部は、第2伝導相と第3伝導相とを含む。第1伝導相は、PS4の結晶相を含む。第2伝導相は、PS4のアモルファス相を含む。第3伝導相は、P26の結晶相を含む。 5. In the composite particle according to any one of the above items "1." to "4.", the sulfide solid electrolyte may be composed of, for example, 60% or more of a first conductive phase and the remainder. The remainder includes a second conductive phase and a third conductive phase. The first conductive phase includes a crystalline phase of PS4 . The second conductive phase includes an amorphous phase of PS4 . The third conductive phase includes a crystalline phase of P2S6 .

第1伝導相は、いわば、高イオン伝導相である。第2伝導相および第3伝導相は、いわば、低イオン伝導相である。第1伝導相は、第2伝導相および第3伝導相に比して、高いイオン伝導率を有し得る。第1伝導相の構成比率が60%以上であることにより、拡散抵抗の低減が期待される。 The first conductive phase is, so to speak, a high ion conductive phase. The second conductive phase and the third conductive phase are, so to speak, low ion conductive phases. The first conductive phase can have a higher ion conductivity than the second conductive phase and the third conductive phase. By having the composition ratio of the first conductive phase be 60% or more, a reduction in diffusion resistance is expected.

6.上記「1.」~「5.」のいずれか1項に記載の複合粒子において、第2層は、例えば、0.1~10μmの厚さを有していてもよい。 6. In the composite particles described in any one of items "1." to "5." above, the second layer may have a thickness of, for example, 0.1 to 10 μm.

7.上記「1.」~「6.」のいずれか1項に記載の複合粒子において、第1層および第2層の少なくとも一方は、導電性炭素をさらに含んでいてもよい。導電性炭素の質量分率は、複合粒子に対して、例えば1~10%であってもよい。 7. In the composite particle described in any one of items "1." to "6." above, at least one of the first layer and the second layer may further contain conductive carbon. The mass fraction of the conductive carbon may be, for example, 1 to 10% of the composite particle.

第1層および第2層の少なくとも一方が導電性炭素をさらに含むことにより、電子伝導性の向上が期待される。 By further including conductive carbon in at least one of the first and second layers, improved electronic conductivity is expected.

8.正極は、上記「1.」~「7.」のいずれか1項に記載の複合粒子を含む。 8. The positive electrode contains the composite particles described in any one of items "1." to "7." above.

9.全固体電池は、上記「8.」に記載の正極を含む。 9. The all-solid-state battery includes the positive electrode described in "8." above.

以下、本開示の実施形態(以下「本実施形態」と略記され得る。)、および本開示の実施例(以下「本実施例」と略記され得る。)が説明される。ただし、本実施形態および本実施例は、本開示の技術的範囲を限定しない。 Below, an embodiment of the present disclosure (hereinafter abbreviated as "this embodiment") and an example of the present disclosure (hereinafter abbreviated as "this example") are described. However, this embodiment and this example do not limit the technical scope of the present disclosure.

図1は、本実施形態における複合粒子を示す概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram showing a composite particle according to this embodiment. 図2は、本実施形態における全固体電池を示す概念図である。FIG. 2 is a conceptual diagram showing the all-solid-state battery according to this embodiment.

<用語およびその定義等>
「備える」、「含む」、「有する」、および、これらの変形(例えば「から構成される」等)の記載は、オープンエンド形式である。オープンエンド形式は必須要素に加えて、追加要素をさらに含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。「からなる」との記載はクローズド形式である。ただしクローズド形式であっても、通常において付随する不純物であったり、本開示技術に無関係であったりする付加的な要素は排除されない。「実質的に…からなる」との記載はセミクローズド形式である。セミクローズド形式においては、本開示技術の基本的かつ新規な特性に実質的に影響しない要素の付加が許容される。
<Terms and definitions>
The terms "comprise,""include,""have," and variations thereof (e.g., "consisting of") are open-ended. Open-ended terms may or may not include additional elements in addition to the required elements. The term "consisting of" is closed-ended. However, even closed-ended terms do not exclude additional elements that are normally incidental impurities or unrelated to the disclosed technology. The term "consisting essentially of" is semi-closed. Semi-closed terms allow for the addition of elements that do not substantially affect the basic and novel characteristics of the disclosed technology.

「AおよびBの少なくとも一方」は、「AまたはB」ならびに「AおよびB」を含む。「AおよびBの少なくとも一方」は、「Aおよび/またはB」とも記され得る。 "At least one of A and B" includes "A or B" and "A and B." "At least one of A and B" can also be written as "A and/or B."

「してもよい」、「し得る」等の表現は、義務的な意味「しなければならないという意味」ではなく、許容的な意味「する可能性を有するという意味」で使用されている。 Expressions such as "may" and "may" are used in the permissive sense "to have the possibility" rather than the obligatory sense "to have to."

単数形で表現される要素は、特に断りの無い限り、複数形も含む。例えば「粒子」は「1つの粒子」のみならず、「粒子の集合体(粉体、粉末、粒子群)」も意味し得る。 Elements expressed in the singular include the plural unless otherwise specified. For example, "particle" can mean not only "one particle" but also "an aggregate of particles (powder, powder, particle group)."

例えば「m~n%」等の数値範囲は、特に断りのない限り、上限値および下限値を含む。すなわち「m~n%」は、「m%以上n%以下」の数値範囲を示す。また「m%以上n%以下」は「m%超n%未満」を含む。さらに数値範囲内から任意に選択された数値が、新たな上限値または下限値とされてもよい。例えば、数値範囲内の数値と、本明細書中の別の部分、表中、図中等に記載された数値とが任意に組み合わされることにより、新たな数値範囲が設定されてもよい。 For example, unless otherwise specified, a numerical range such as "m to n%" includes both the upper and lower limits. That is, "m to n%" indicates a numerical range of "m% or more and n% or less." Furthermore, "m% or more and n% or less" includes "more than m% but less than n%." Furthermore, a numerical value arbitrarily selected from within the numerical range may be used as a new upper or lower limit. For example, a new numerical range may be set by arbitrarily combining a numerical value within the numerical range with a numerical value described elsewhere in this specification, in a table, figure, etc.

全ての数値は用語「約」によって修飾されている。用語「約」は、例えば±5%、±3%、±1%等を意味し得る。全ての数値は、本開示技術の利用形態によって変化し得る近似値であり得る。全ての数値は有効数字で表示され得る。測定値は、複数回の測定における平均値であり得る。測定回数は、3回以上であってもよいし、5回以上であってもよいし、10回以上であってもよい。一般に測定回数が多い程、平均値の信頼性が向上することが期待される。測定値は有効数字の桁数に基づいて、四捨五入により端数処理され得る。測定値は、例えば測定装置の検出限界等に伴う誤差等を含み得る。 All numerical values are modified by the term "about." The term "about" may mean, for example, ±5%, ±3%, ±1%, etc. All numerical values may be approximate values that may vary depending on the application of the disclosed technology. All numerical values may be expressed with significant figures. Measured values may be the average of multiple measurements. The number of measurements may be three or more, five or more, or ten or more. In general, the more measurements are taken, the more reliable the average value is expected to be. Measured values may be rounded off based on the number of significant figures. Measured values may include errors, such as those associated with the detection limits of the measuring device.

幾何学的な用語(例えば「平行」、「垂直」、「直交」等)は、厳密な意味に解されるべきではない。例えば「平行」は、厳密な意味での「平行」から多少ずれていてもよい。幾何学的な用語は、例えば、設計上、作業上、製造上等の公差、誤差等を含み得る。各図中の寸法関係は、実際の寸法関係と一致しない場合がある。本開示技術の理解を助けるために、各図中の寸法関係(長さ、幅、厚さ等)が変更されている場合がある。さらに一部の構成が省略されている場合もある。 Geometric terms (e.g., "parallel," "perpendicular," "orthogonal," etc.) should not be interpreted in a strict sense. For example, "parallel" may deviate slightly from the strict meaning of "parallel." Geometric terms may include, for example, tolerances, errors, etc. in design, work, manufacturing, etc. The dimensional relationships in each figure may not match the actual dimensional relationships. To facilitate understanding of the disclosed technology, the dimensional relationships (length, width, thickness, etc.) in each figure may be changed. Furthermore, some components may be omitted.

化合物が化学量論的組成式(例えば「LiCoO2」等)によって表現されている場合、該化学量論的組成式は該化合物の代表例に過ぎない。化合物は、非化学量論的組成を有していてもよい。例えば、コバルト酸リチウムが「LiCoO2」と表現されている時、特に断りのない限り、コバルト酸リチウムは「Li/Co/O=1/1/2」の組成比に限定されず、任意の組成比でLi、CoおよびOを含み得る。さらに、微量元素によるドープ、置換等も許容され得る。 When a compound is expressed by a stoichiometric formula (e.g., " LiCoO2 "), the stoichiometric formula is merely a representative example of the compound. The compound may have a non-stoichiometric composition. For example, when lithium cobalt oxide is expressed as " LiCoO2 ", unless otherwise specified, the lithium cobalt oxide is not limited to a composition ratio of "Li/Co/O = 1/1/2" and may contain Li, Co, and O in any composition ratio. Furthermore, doping or substitution with trace elements may also be permitted.

「D50」は、体積基準の粒子径分布において、粒子径が小さい側からの頻度の累積が50%に到達する粒子径を示す。D50は、レーザ回折法により測定され得る。 "D50" refers to the particle size at which the cumulative frequency from the smallest particle size reaches 50% in the volume-based particle size distribution. D50 can be measured by laser diffraction.

「ガラスネットワーク形成元素」は、ガラス形成能を有する元素を示す。「ガラス形成能」は、対象元素が酸素(O)と結合することにより、ネットワーク構造を有する酸化物ガラスを形成し得ることを示す。 "Glass network forming element" refers to an element that has glass-forming ability. "Glass forming ability" indicates that the target element can form an oxide glass with a network structure by bonding with oxygen (O).

《被覆率》
「被覆率」は、複合粒子の表面のうち、第2層によって被覆されている部分の比率を示す。被覆率は、下記式(α)により求まる。
Θ={A2/(A0+A2)}×100…(α)
Θは、被覆率(%)を示す。
0は、正極活物質粒子の面積比を示す。
2は、硫化物固体電解質の面積比を示す。
Coverage
The "coverage" indicates the proportion of the surface of the composite particle that is covered with the second layer. The coverage is calculated by the following formula (α):
Θ={A 2 /(A 0 +A 2 )}×100...(α)
Θ indicates the coverage (%).
A 0 represents the area ratio of the positive electrode active material particles.
A2 indicates the area ratio of the sulfide solid electrolyte.

0およびA2は、次の手順で測定される。
(1)顕微ラマン分光装置が準備される。
(2)試料(複合粒子の粉末)が顕微ラマン分光装置にセットされる。80μm×80μmの測定エリアが設定される。測定エリアにおいてラマンマッピング測定が実行される。
(3)測定結果に対して、多変量カーブ分解(Multivariate Curve Resolution, MCR)が実施される。MCRにより成分スペクトルが定性される。硫化物固体電解質、正極活物質粒子の組成に応じて、適当なピークが選択される。例えば、例えば420cm-1付近に現れるPS4 -ピークが、硫化物固体電解質に由来する成分とみなされ得る。例えば700~600cm-1に現れるピークが、正極活物質粒子に由来するピークとみなされ得る。
(4)各成分についてイメージ解析が実行されることにより、分布イメージが作成される。分布イメージから、各成分の面積比(画素数の比)が求まる。すなわち、A0およびA2が求まる。
A 0 and A 2 are measured by the following procedure.
(1) A microscopic Raman spectrometer is prepared.
(2) The sample (powder of composite particles) is placed in the micro-Raman spectrometer. A measurement area of 80 μm×80 μm is set. Raman mapping measurement is performed in the measurement area.
(3) Multivariate curve resolution (MCR) is performed on the measurement results. Component spectra are characterized by MCR. Appropriate peaks are selected depending on the compositions of the sulfide solid electrolyte and the positive electrode active material particles. For example, a PS 4 -peak appearing near 420 cm −1 can be considered to be a component derived from the sulfide solid electrolyte. For example, a peak appearing between 700 and 600 cm −1 can be considered to be a peak derived from the positive electrode active material particles.
(4) Image analysis is performed on each component to create a distribution image. From the distribution image, the area ratio (ratio of pixel numbers) of each component is determined. That is, A0 and A2 are determined.

ラマンマッピング測定の条件は下記のとおりであり得る。ただし装置は一例である。装置は、同等品で代用されてもよい。
顕微ラマン分光装置:「DXR3xi イメージング顕微ラマン」、Thermo Fisher Scientific社製
レーザエネルギー:1.5mW
露光時間:120Hz
スキャン回数:10
スキャンエリア:80~100μm
The conditions for Raman mapping measurement may be as follows. The apparatus is an example. The apparatus may be substituted with an equivalent product.
Raman microscope spectrometer: "DXR3xi Imaging Raman Microscope" manufactured by Thermo Fisher Scientific. Laser energy: 1.5 mW.
Exposure time: 120Hz
Number of scans: 10
Scan area: 80 to 100 μm

《高イオン伝導相の構成比率》
硫化物固体電解質における第1伝導相(高イオン伝導相)の構成比率は、下記式(β)により求まる。
1={I1/(I1+I2+I3)}×100…(β)
1(%)は、第1伝導相の構成比率を示す。
1、I2、I3は、マジック角試料回転法によるリン31核磁気共鳴法(31P Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance,31P MAS NMR)により測定される。
1は、31P MAS NMRスペクトルにおいて、78ppmの化学シフトにおけるピークの面積(積分値)と、83.7ppmの化学シフトにおけるピークの面積と、92ppmの化学シフトにおけるピークの面積との合計を示す。78ppmのピークは、PS4 2bに対応すると考えられる。92ppmのピークは、PS4 4dに対応すると考えられる。
2は、31P MAS NMRスペクトルにおいて、85ppmの化学シフトにおけるピークの面積と、88ppmの化学シフトにおけるピークの面積との合計を示す。
3は、31P MAS NMRスペクトルにおいて、106ppmの化学シフトにおけるピークの面積を示す。
<Composition ratio of high ion conductive phase>
The composition ratio of the first conductive phase (high ion conductive phase) in the sulfide solid electrolyte is calculated by the following formula (β).
R 1 = {I 1 /(I 1 +I 2 +I 3 )}×100...(β)
R 1 (%) represents the constituent ratio of the first conductive phase.
I 1 , I 2 , and I 3 are measured by 31 P Magic Angle Spinning Nuclear Magnetic Resonance ( 31 P MAS NMR) using the magic angle sample spinning method.
I1 represents the sum of the areas (integrated values) of the peaks at chemical shifts of 78 ppm, 83.7 ppm, and 92 ppm in the 31P MAS NMR spectrum. The peak at 78 ppm is thought to correspond to PS42b . The peak at 92 ppm is thought to correspond to PS44d .
I 2 represents the sum of the area of the peak at a chemical shift of 85 ppm and the area of the peak at a chemical shift of 88 ppm in the 31 P MAS NMR spectrum.
I3 indicates the area of the peak at a chemical shift of 106 ppm in the 31 P MAS NMR spectrum.

同じ31P MAS NMRスペクトルに基づいて、硫化物固体電解質における第2伝導相(低イオン伝導相)の構成比率(R2)が、下記式(γ)により求まる。
2={I2/(I1+I2+I3)}×100…(γ)
さらに、硫化物固体電解質における第3伝導相(低イオン伝導相)の構成比率(R3)が、下記式(δ)により求まる。
3={I2/(I1+I2+I3)}×100…(δ)
Based on the same 31 P MAS NMR spectrum, the constituent ratio (R 2 ) of the second conductive phase (low ionic conductive phase) in the sulfide solid electrolyte is calculated by the following formula (γ).
R 2 = {I 2 /(I 1 +I 2 +I 3 )}×100...(γ)
Furthermore, the composition ratio (R 3 ) of the third conductive phase (low ion conductive phase) in the sulfide solid electrolyte is determined by the following formula (δ).
R 3 = {I 2 /(I 1 +I 2 +I 3 )}×100...(δ)

31P MAS NMRスペクトル測定の条件は下記のとおりであり得る。ただし装置は一例である。装置は同等品で代用されてもよい。
NMR装置:「AVANCE III 600」、Bruker社製
観測周波数:242.94MHz
観測幅:250kHz
測定法:シングルパルス法
フリップ角:90°パルス
繰り返し待ち時間:T1の5倍以上
プローブ:4.0mm
MAS回転速度:15kHz
化学シフトの標準物質:85%リン酸水溶液(0ppm)
The conditions for measuring the 31 P MAS NMR spectrum may be as follows. However, the apparatus is an example. The apparatus may be substituted with an equivalent apparatus.
NMR apparatus: "AVANCE III 600", manufactured by Bruker Corporation Observation frequency: 242.94 MHz
Observation width: 250kHz
Measurement method: Single pulse method Flip angle: 90° pulse Repetition waiting time: 5 times or more of T1 Probe: 4.0 mm
MAS rotation speed: 15 kHz
Chemical shift standard: 85% aqueous phosphoric acid solution (0 ppm)

《厚さ測定》
第1層、および第2層の厚さは、次の手順で測定され得る。複合粒子が樹脂材料に包埋されることにより、試料が準備される。イオンミリング装置により、試料に断面出し加工が施される。例えば、日立ハイテクノロジーズ社製のイオンミリング装置「製品名 Arblade(登録商標)5000」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。試料の断面がSEM(Scanning Electron Microscope)により観察される。例えば、日立ハイテクノロジーズ社製のSEM装置「製品名 SU8030」(またはこれと同等品)が使用されてもよい。10個の複合粒子について、それぞれ、20個の視野で各層の厚さが測定される。合計で200箇所の厚さの算術平均が、各層の厚さとみなされる。
Thickness measurement
The thicknesses of the first and second layers can be measured by the following procedure: A sample is prepared by embedding composite particles in a resin material. A cross-section of the sample is processed using an ion milling device. For example, an ion milling device manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, product name Arblade (registered trademark) 5000 (or equivalent) may be used. The cross-section of the sample is observed using a scanning electron microscope (SEM). For example, an SEM device manufactured by Hitachi High-Technologies Corporation, product name SU8030 (or equivalent) may be used. The thickness of each layer is measured in 20 fields of view for each of 10 composite particles. The arithmetic average of the thicknesses at 200 locations in total is considered to be the thickness of each layer.

<複合粒子>
図1は、本実施形態における複合粒子を示す概念図である。複合粒子100は、例えば「被覆正極活物質」等と称され得る。複合粒子100は、正極活物質粒子110と被膜120とを含む。複合粒子100は、例えば凝集体を形成していてもよい。すなわち1個の複合粒子100が、2個以上の正極活物質粒子110を含んでいてもよい。複合粒子100は、例えば、1~50μmのD50を有していてもよいし、1~20μmのD50を有していてもよいし、5~15μmのD50を有していてもよい。
<Composite particles>
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a composite particle in this embodiment. The composite particle 100 may be referred to as, for example, a "coated cathode active material." The composite particle 100 includes cathode active material particles 110 and a coating 120. The composite particle 100 may form, for example, an aggregate. That is, one composite particle 100 may include two or more cathode active material particles 110. The composite particle 100 may have, for example, a D50 of 1 to 50 μm, a D50 of 1 to 20 μm, or a D50 of 5 to 15 μm.

《被膜》
被膜120は、複合粒子100のシェルである。被膜120は、正極活物質粒子110の表面の少なくとも一部を被覆している。被膜120は、第1層121と第2層122とを含む。
《Coating》
The coating 120 is a shell of the composite particle 100. The coating 120 covers at least a portion of the surface of the positive electrode active material particle 110. The coating 120 includes a first layer 121 and a second layer 122.

(第1層)
第1層121は、いわば下層である。第1層121の少なくとも一部は、正極活物質粒子110と第2層122との間に介在している。第1層121は、正極活物質粒子110の表面を直接被覆していてもよい。第1層121の一部は、第2層122によって被覆されていなくてもよい。第1層121の一部が被膜120の表面に露出していてもよい。
(1st layer)
The first layer 121 is, so to speak, a lower layer. At least a portion of the first layer 121 is interposed between the positive electrode active material particles 110 and the second layer 122. The first layer 121 may directly cover the surface of the positive electrode active material particles 110. A portion of the first layer 121 may not be covered by the second layer 122. A portion of the first layer 121 may be exposed on the surface of the coating 120.

第1層121は、任意の方法により形成され得る。第1層121は、例えばスプレードライ法により形成されてもよい。すなわち、第1層121の原料を含むコーティング液が形成される。正極活物質粒子がコーティング液に分散されることにより、懸濁液が形成される。懸濁液がスプレードライヤーで処理されることにより、正極活物質粒子110の表面においてコーティング液が乾燥し、第1層121が形成され得る。 The first layer 121 can be formed by any method. For example, the first layer 121 may be formed by a spray drying method. That is, a coating liquid containing the raw materials of the first layer 121 is formed. The positive electrode active material particles are dispersed in the coating liquid to form a suspension. The suspension is then processed with a spray dryer, whereby the coating liquid dries on the surfaces of the positive electrode active material particles 110, and the first layer 121 can be formed.

第1層121は、例えば、5~100nmの厚さを有していてもよいし、5~50nmの厚さを有していてもよいし、10~30nmの厚さを有していてもよいし、20~30nmの厚さを有していてもよい。 The first layer 121 may have a thickness of, for example, 5 to 100 nm, 5 to 50 nm, 10 to 30 nm, or 20 to 30 nm.

第1層121は、ガラスネットワーク形成元素を含む。第1層121がガラスネットワーク形成元素を含むことにより、高電位環境における抵抗増加率が低減され得る。「高電位」は、例えば、4.2~5.0V vs.Li/Li+の範囲を示す。「V vs.Li/Li+」は、Liが酸化還元反応を起こす電位を基準(ゼロ)とする電位を示す。ガラスネットワーク形成元素は、例えば、P、B、Si、N、S、Ge、およびHからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。第1層121は、例えばPおよびBからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The first layer 121 contains a glass network-forming element. By including the glass network-forming element in the first layer 121, the rate of increase in resistance in a high-potential environment can be reduced. "High potential" refers to, for example, a range of 4.2 to 5.0 V vs. Li/Li + . "V vs. Li/Li + " refers to a potential relative to the potential (zero) at which Li undergoes an oxidation-reduction reaction. The glass network-forming element may include, for example, at least one element selected from the group consisting of P, B, Si, N, S, Ge, and H. The first layer 121 may include, for example, at least one element selected from the group consisting of P and B.

第1層121は、ネットワーク構造を有する酸化物ガラスを含んでいてもよい。酸化物ガラスは、リン酸骨格およびホウ酸骨格等を含んでいてもよい。すなわち、第1層121は、例えば、リン酸骨格およびホウ酸骨格からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。例えば、複合粒子100のTOF-SIMS(Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry)において、PO2 -、PO3 -等のフラグメントが検出される時、第1層121がリン酸骨格を含むとみなされる。例えば、複合粒子100のTOF-SIMSにおいて、BO2 -、BO3 -等のフラグメントが検出される時、第1層121がホウ酸骨格を含むとみなされる。 The first layer 121 may include an oxide glass having a network structure. The oxide glass may include a phosphate skeleton, a borate skeleton, or the like. That is, the first layer 121 may include, for example, at least one skeleton selected from the group consisting of a phosphate skeleton and a borate skeleton. For example, when fragments such as PO 2 and PO 3 are detected in TOF-SIMS (Time-of-Flight Secondary Ion Mass Spectrometry) of the composite particle 100, the first layer 121 is considered to include a phosphate skeleton. For example, when fragments such as BO 2 and BO 3 are detected in TOF-SIMS of the composite particle 100, the first layer 121 is considered to include a borate skeleton.

第1層121は、例えば、リチウム(Li)等をさらに含んでいてもよい。第1層121の化学組成は、例えば、下記式(ε)により表されてもよい。
LixyPOz…(ε)
上記式(ε)中、x、y、zは、任意の数である。x、y、zは、例えば、複合粒子100(第1層121)の断面がSTEM-EDX(Scanning Transmission Electron Microscope - Energy Dispersive X-ray Spectroscopy)等により分析されることにより特定され得る。断面試料は、上記《厚さ測定》に記載の手順に従って作製され得る。
The first layer 121 may further contain, for example, lithium (Li) etc. The chemical composition of the first layer 121 may be represented by, for example, the following formula (ε).
Li x B y PO z …(ε)
In the above formula (ε), x, y, and z are any numbers. For example, x, y, and z can be identified by analyzing a cross section of the composite particle 100 (first layer 121) using STEM-EDX (Scanning Transmission Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectroscopy) or the like. A cross-sectional sample can be prepared according to the procedure described above in the "Thickness Measurement" section.

上記式(ε)中のx、yは、例えば、下記式(ζ)の関係を満たしていてもよい。
x/(y+1)≦2.5…(ζ)
x、yが上記式(ζ)の関係を満たすことにより、抵抗増加率の低減が期待される。「x/(y+1)」が小さい程(すなわちLiの組成比が小さい程)、第1層121が軟質になる傾向があるためと考えられる。「x/(y+1)」は、例えば、1以下であってもよいし、0.5以下であってもよい。x、yはゼロであってもよい。
In the above formula (ε), x and y may satisfy the relationship of the following formula (ζ), for example.
x/(y+1)≦2.5…(ζ)
When x and y satisfy the relationship of the above formula (ζ), a reduction in the rate of increase in resistance is expected. This is thought to be because the smaller "x/(y+1)" (i.e., the smaller the Li composition ratio), the softer the first layer 121 tends to be. "x/(y+1)" may be, for example, 1 or less, or 0.5 or less. x and y may be zero.

(第2層)
第2層122は、いわば上層である。第2層122は、複合粒子100の表面に露出している。第2層122の一部が、正極活物質粒子110に接触していてもよい。第2層122は、硫化物固体電解質を含む。硫化物固体電解質は、例えば、粒状であってもよい。すなわち第2層122は、粒子層(粒子の集合体)であってもよい。第2層122の断面画像(例えばSEM画像)において、硫化物固体電解質は、例えば、0.1~0.5μmの最大フェレ径を有していてもよい。粉末状態において(複合処理化の前の状態において)、硫化物固体電解質は、例えば、0.01~5μmのD50を有していてもよいし、0.01~1μmのD50を有していてもよいし、0.1~0.5μmのD50を有していてもよいし、0.1~0.3μmのD50を有していてもよい。
(Second layer)
The second layer 122 is, so to speak, an upper layer. The second layer 122 is exposed on the surface of the composite particle 100. A portion of the second layer 122 may be in contact with the positive electrode active material particle 110. The second layer 122 includes a sulfide solid electrolyte. The sulfide solid electrolyte may be, for example, granular. That is, the second layer 122 may be a particle layer (an aggregate of particles). In a cross-sectional image (e.g., an SEM image) of the second layer 122, the sulfide solid electrolyte may have a maximum Feret diameter of, for example, 0.1 to 0.5 μm. In a powder state (before composite processing), the sulfide solid electrolyte may have a D50 of, for example, 0.01 to 5 μm, a D50 of 0.01 to 1 μm, a D50 of 0.1 to 0.5 μm, or a D50 of 0.1 to 0.3 μm.

第2層122は、任意の方法により形成され得る。例えば、乾式の粒子複合化処理により、第2層122が形成されてもよい。例えば、循環型メカノフュージョン装置により、硫化物固体電解質の粉末と、正極活物質粒子110(第1層121の形成後)とが混合されることにより、第2層122が形成され得る。混合時、クッション材として、例えば導電性炭素等が使用されてもよい。 The second layer 122 can be formed by any method. For example, the second layer 122 may be formed by a dry particle composite process. For example, the second layer 122 can be formed by mixing sulfide solid electrolyte powder with the positive electrode active material particles 110 (after the first layer 121 has been formed) using a circulating mechanofusion device. During mixing, a cushioning material such as conductive carbon may be used.

第2層122は、例えば、0.1~10μmの厚さを有していてもよいし、0.5~5μmの厚さを有していてもよいし、1~3μmの厚さを有していてもよい。 The second layer 122 may have a thickness of, for example, 0.1 to 10 μm, 0.5 to 5 μm, or 1 to 3 μm.

第2層122は、例えば、20%以上の被覆率を有していてもよいし、40%以上の被覆率を有していてもよいし、60%以上の被覆率を有していてもよいし、80%以上の被覆率を有していてもよいし、100%の被覆率を有していてもよい。被覆率が高い程、例えば、抵抗増加率の低減が期待される。 The second layer 122 may have, for example, a coverage of 20% or more, a coverage of 40% or more, a coverage of 60% or more, a coverage of 80% or more, or a coverage of 100%. The higher the coverage, the lower the resistance increase rate is expected to be, for example.

硫化物固体電解質は、Sを含む。硫化物固体電解質は、Li、Pをさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、ガラスセラミックス型であってもよいし、アルジロダイト型であってもよい。硫化物固体電解質の主相は、高いイオン伝導性を有していてもよい。例えば、硫化物固体電解質は、60%以上の第1伝導相と、残部とからなっていてもよい。残部は、第2伝導相および第3伝導相を含む。残部は、例えば、不可避不純物をさらに含んでいてもよい。下記表1に構成比率の一例が示される。 The sulfide solid electrolyte contains S. The sulfide solid electrolyte may further contain Li and P. The sulfide solid electrolyte may be, for example, a glass ceramic type or an argyrodite type. The main phase of the sulfide solid electrolyte may have high ionic conductivity. For example, the sulfide solid electrolyte may consist of 60% or more of a first conductive phase and the remainder. The remainder includes a second conductive phase and a third conductive phase. The remainder may further contain, for example, inevitable impurities. An example of the composition ratio is shown in Table 1 below.

上記表1の構成比率は、31P MAS NMRスペクトルと、上記式(β)~(δ)により求まる。第1測定例は、ガラスセラミックスの測定結果の一例である。第2測定例は、セラミックスの測定結果の一例である。ガラスセラミックスは、PS4の結晶相に加えて、PS4のアモルファス相と、P26の結晶相とを含み得る。セラミックスは、実質的にPS4の結晶相からなる。 The constituent ratios in Table 1 above are determined from the 31P MAS NMR spectrum and the above formulas (β) to (δ). Measurement Example 1 is an example of the measurement results for glass ceramics. Measurement Example 2 is an example of the measurement results for ceramics. In addition to the PS4 crystalline phase, the glass ceramics may contain a PS4 amorphous phase and a P2S6 crystalline phase. The ceramics are substantially composed of a PS4 crystalline phase.

第1伝導相は、PS4の結晶相を含む。第1伝導相は、PS4の結晶相からなっていてもよい。第1伝導相は、高いイオン伝導率を有し得る。第1伝導相の構成比率が高い程、拡散抵抗の低減が期待される。また、硫化物固体電解質がセラミックスに近づくことにより、第2層122が硬くなり、第1層121と第2層122との硬さのミスマッチが軽減されることも期待される。第1伝導相の構成比率は、例えば、61.6%以上であってもよいし、70%以上であってもよいし、80%以上であってもよいし、90%以上であってもよいし、100%であってもよい。 The first conductive phase includes a PS4 crystalline phase. The first conductive phase may consist of a PS4 crystalline phase. The first conductive phase may have high ionic conductivity. A higher composition ratio of the first conductive phase is expected to reduce diffusion resistance. Furthermore, as the sulfide solid electrolyte approaches ceramics, the second layer 122 becomes harder, and it is expected that the hardness mismatch between the first layer 121 and the second layer 122 will be reduced. The composition ratio of the first conductive phase may be, for example, 61.6% or more, 70% or more, 80% or more, 90% or more, or 100%.

第2伝導相は、PS4のアモルファス相を含む。第2伝導相は、PS4のアモルファス相からなっていてもよい。第2伝導相は、低いイオン伝導率を有し得る。第2伝導相の構成比率は、例えば、31.7%以下であってもよいし、20%以下であってもよいし、10%以下であってもよいし、0%であってもよい。 The second conductive phase includes an amorphous phase of PS4 . The second conductive phase may consist of an amorphous phase of PS4 . The second conductive phase may have low ionic conductivity. The proportion of the second conductive phase may be, for example, 31.7% or less, 20% or less, 10% or less, or 0%.

第3伝導相は、P26の結晶相を含む。第3伝導相は、P26の結晶相からなっていてもよい。第3伝導相は、低いイオン伝導率を有し得る。第3伝導相の構成比率は、例えば、6.2%以下であってもよいし、6%以下であってもよいし、3%以下であってもよいし、1%以下であってもよいし、0%であってもよい。 The third conductive phase includes a P2S6 crystalline phase. The third conductive phase may consist of a P2S6 crystalline phase. The third conductive phase may have low ionic conductivity. The composition ratio of the third conductive phase may be, for example, 6.2% or less, 6% or less, 3% or less, 1% or less, or 0%.

硫化物固体電解質は、例えば、第1伝導相と、不可避不純物とからなっていてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、第1伝導相と、残部の第2伝導相および不可避不純物とからなっていてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、第1伝導相と、残部の第3伝導相および不可避不純物とからなっていてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、第1伝導相と、残部の第2伝導相、第3伝導相および不可避不純物とからなっていてもよい。 The sulfide solid electrolyte may be composed of, for example, a first conductive phase and unavoidable impurities. The sulfide solid electrolyte may be composed of, for example, a first conductive phase and the remainder being a second conductive phase and unavoidable impurities. The sulfide solid electrolyte may be composed of, for example, a first conductive phase and the remainder being a third conductive phase and unavoidable impurities. The sulfide solid electrolyte may be composed of, for example, a first conductive phase and the remainder being a second conductive phase, a third conductive phase, and unavoidable impurities.

(導電性炭素)
第1層121および第2層122の少なくとも一方は、導電性炭素をさらに含んでいてもよい。導電性炭素の質量分率は、例えば、複合粒子100に対して、1~10%であってもよいし、1~5%であってもよいし、1~3%であってもよい。導電性炭素は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、気相成長炭素繊維(VGCF)、カーボンナノチューブ(CNT)およびグラフェンフレークからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。例えば、コーティング液(第1層121の原料)に、導電性炭素が添加されることにより、第1層121に導電性炭素が添加されてもよい。例えば、メカノフュージョン処理の際に、硫化物固体電解質と共に導電性炭素が混合されることにより、第2層122に導電性炭素が添加されてもよい。
(Conductive carbon)
At least one of the first layer 121 and the second layer 122 may further contain conductive carbon. The mass fraction of the conductive carbon may be, for example, 1 to 10%, 1 to 5%, or 1 to 3% relative to the composite particle 100. The conductive carbon may include, for example, at least one selected from the group consisting of graphite, carbon black, vapor-grown carbon fiber (VGCF), carbon nanotubes (CNT), and graphene flakes. For example, the conductive carbon may be added to the first layer 121 by being added to the coating liquid (the raw material of the first layer 121). For example, the conductive carbon may be added to the second layer 122 by being mixed with the sulfide solid electrolyte during the mechanofusion process.

《正極活物質粒子》
正極活物質粒子110は、複合粒子100のコアである。正極活物質粒子110は、二次粒子(一次粒子の集合体)であってもよい。正極活物質粒子110(二次粒子)は、例えば、1~50μmのD50を有していてもよいし、1~20μmのD50を有していてもよいし、5~15μmのD50を有していてもよい。一次粒子は、例えば、0.1~3μmの最大フェレ径を有していてもよい。
《Cathode active material particles》
The positive electrode active material particle 110 is the core of the composite particle 100. The positive electrode active material particle 110 may be a secondary particle (an aggregate of primary particles). The positive electrode active material particle 110 (secondary particle) may have a D50 of, for example, 1 to 50 μm, 1 to 20 μm, or 5 to 15 μm. The primary particle may have a maximum Feret diameter of, for example, 0.1 to 3 μm.

正極活物質粒子110は、任意の成分を含み得る。正極活物質粒子110は、例えば、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn24、Li(NiCoMn)O2、Li(NiCoAl)O2、およびLiFePO4からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。例えば「Li(NiCoMn)O2」における「(NiCoMn)」は、括弧内の組成比の合計が1であることを示す。合計が1である限り、個々の成分量は任意である。Li(NiCoMn)O2は、例えばLiNi1/3Co1/3Mn1/32、LiNi0.5Co0.2Mn0.32、LiNi0.8Co0.1Mn0.12等を含んでいてもよい。Li(NiCoAl)O2は、例えばLiNi0.8Co0.15Al0.052等を含んでいてもよい。 The positive electrode active material particles 110 may contain any component. The positive electrode active material particles 110 may contain, for example, at least one selected from the group consisting of LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li(NiCoMn)O 2 , Li(NiCoAl)O 2 , and LiFePO 4. For example, the "(NiCoMn)" in "Li(NiCoMn)O 2 " indicates that the sum of the composition ratios in parentheses is 1. The amounts of the individual components are arbitrary as long as the sum is 1. Li(NiCoMn) O2 may contain, for example, LiNi1 / 3Co1 / 3Mn1/ 3O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 , etc. Li ( NiCoAl ) O2 may contain, for example , LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 , etc.

<全固体電池>
図2は、本実施形態における全固体電池を示す概念図である。全固体電池200は、発電要素250を含む。全固体電池200は、例えば、外装体(不図示)を含んでいてもよい。外装体は、例えば、金属箔ラミネートフィルム製のパウチ等であってもよい。外装体が、発電要素250を収納していてもよい。発電要素250は、正極210と固体電解質層230と負極220とを含む。すなわち全固体電池200は、正極210と固体電解質層230と負極220とを含む。
<All-solid battery>
2 is a conceptual diagram showing an all-solid-state battery according to this embodiment. The all-solid-state battery 200 includes a power-generating element 250. The all-solid-state battery 200 may include, for example, an exterior body (not shown). The exterior body may be, for example, a pouch made of a metal foil laminate film. The exterior body may house the power-generating element 250. The power-generating element 250 includes a positive electrode 210, a solid electrolyte layer 230, and a negative electrode 220. That is, the all-solid-state battery 200 includes the positive electrode 210, the solid electrolyte layer 230, and the negative electrode 220.

《正極》
正極210は層状である。正極210は、例えば、正極活物質層と、正極集電体とを含んでいてもよい。例えば、正極集電体の表面に正極合材が塗着されることにより、正極活物質層が形成されていてもよい。正極集電体は、例えば、Al箔等を含んでいてもよい。正極集電体は、例えば、5~50μmの厚さを有していてもよい。
《Positive electrode》
The positive electrode 210 is layered. The positive electrode 210 may include, for example, a positive electrode active material layer and a positive electrode current collector. For example, the positive electrode active material layer may be formed by applying a positive electrode mixture to the surface of the positive electrode current collector. The positive electrode current collector may include, for example, an Al foil. The positive electrode current collector may have a thickness of, for example, 5 to 50 μm.

正極活物質層は、例えば、10~200μmの厚さを有していてもよい。正極活物質層は、固体電解質層230に密着している。正極活物質層は、複合粒子を含む。複合粒子の詳細は、前述のとおりである。正極活物質層は、複合粒子からなっていてもよい。正極活物質層は、複合粒子に加えて、硫化物固体電解質、導電材、およびバインダ等をさらに含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer may have a thickness of, for example, 10 to 200 μm. The positive electrode active material layer is in close contact with the solid electrolyte layer 230. The positive electrode active material layer contains composite particles. Details of the composite particles are as described above. The positive electrode active material layer may be made of composite particles. In addition to the composite particles, the positive electrode active material layer may further contain a sulfide solid electrolyte, a conductive material, a binder, and the like.

硫化物固体電解質は、正極活物質層内にイオン伝導パスを形成し得る。正極活物質層に追加される硫化物固体電解質は、複合粒子に含まれる硫化物固体電解質と同種であってもよいし、異種であってもよい。硫化物固体電解質の配合量は、100体積部の複合粒子(正極活物質)に対して、例えば、1~200体積部であってもよいし、50~150体積部であってもよいし、50~100体積部であってもよい。硫化物固体電解質は、例えば、Li、P、およびSを含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、O、Si等をさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えばハロゲン等をさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えばヨウ素(I)、臭素(Br)等をさらに含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えばガラスセラミックス型であってもよいし、アルジロダイト型であってもよい。硫化物固体電解質は、例えば、LiI-LiBr-Li3PS4、Li2S-SiS2、LiI-Li2S-SiS2、LiI-Li2S-P25、LiI-Li2O-Li2S-P25、LiI-Li2S-P25、LiI-Li3PO4-P25、Li2S-P25、およびLi3PS4からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The sulfide solid electrolyte can form an ion conduction path within the positive electrode active material layer. The sulfide solid electrolyte added to the positive electrode active material layer may be the same type as or different from the sulfide solid electrolyte contained in the composite particles. The amount of sulfide solid electrolyte may be, for example, 1 to 200 parts by volume, 50 to 150 parts by volume, or 50 to 100 parts by volume per 100 parts by volume of the composite particles (positive electrode active material). The sulfide solid electrolyte may contain, for example, Li, P, and S. The sulfide solid electrolyte may further contain, for example, O, Si, etc. The sulfide solid electrolyte may further contain, for example, a halogen, etc. The sulfide solid electrolyte may further contain, for example, iodine (I), bromine (Br), etc. The sulfide solid electrolyte may be, for example, a glass ceramic type or an argyrodite type. The sulfide solid electrolyte may contain at least one selected from the group consisting of , for example, LiI-LiBr-Li3PS4, Li2S-SiS2, LiI-Li2S-SiS2 , LiI - Li2S - P2S5 , LiI - Li2O - Li2S -P2S5 , LiI- Li2S -P2O5 , LiI- Li3PO4 - P2S5 , Li2S- P2S5 , and Li3PS4 .

例えば、「LiI-LiBr-Li3PS4」は、LiIとLiBrとLi3PS4とが任意のモル比で混合されることにより生成された硫化物固体電解質を示す。例えば、メカノケミカル法により硫化物固体電解質が生成されてもよい。「Li2S-P25」はLi3PS4を含む。Li3PS4は、例えばLi2SとP25とが「Li2S/P25=75/25(モル比)」で混合されることにより生成され得る。 For example, "LiI-LiBr- Li3PS4 " refers to a sulfide solid electrolyte produced by mixing LiI, LiBr, and Li3PS4 in any molar ratio. For example, the sulfide solid electrolyte may be produced by a mechanochemical method. " Li2S - P2S5 " includes Li3PS4 . Li3PS4 can be produced, for example, by mixing Li2S and P2S5 in a molar ratio of Li2S / P2S5 = 75/25 .

正極活物質層は、例えば導電材をさらに含んでいてもよい。導電材は、正極活物質層内に電子伝導パスを形成し得る。正極活物質層に追加される導電材は、複合粒子に含まれ得る導電性炭素と同種であってもよいし、異種であってもよい。導電材の配合量は、100質量部の複合粒子(正極活物質)に対して、例えば0.1~10質量部であってもよい。導電材は、任意の成分を含み得る。導電材は、例えば、カーボンブラック、VGCF、CNTおよびグラフェンフレークからなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer may further contain, for example, a conductive material. The conductive material can form an electron conduction path within the positive electrode active material layer. The conductive material added to the positive electrode active material layer may be the same type as the conductive carbon that can be contained in the composite particles, or it may be a different type. The amount of conductive material may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles (positive electrode active material). The conductive material may contain any component. For example, the conductive material may contain at least one selected from the group consisting of carbon black, VGCF, CNT, and graphene flakes.

正極活物質層は、例えばバインダをさらに含んでいてもよい。バインダは固体材料同士を結合し得る。バインダの配合量は、100質量部の複合粒子(正極活物質)に対して、例えば0.1~10質量部であってもよい。バインダは任意の成分を含み得る。バインダは、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(PVdF-HFP)、スチレンブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム(BR)およびポリテトラフルオロエチレン(PTFE)からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer may further contain, for example, a binder. The binder can bind the solid materials together. The amount of binder may be, for example, 0.1 to 10 parts by mass per 100 parts by mass of the composite particles (positive electrode active material). The binder may contain any component. For example, the binder may contain at least one selected from the group consisting of polyvinylidene fluoride (PVdF), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (PVdF-HFP), styrene butadiene rubber (SBR), butadiene rubber (BR), and polytetrafluoroethylene (PTFE).

《負極》
負極220は層状である。負極220は、例えば、負極活物質層と、負極集電体とを含んでいてもよい。例えば、負極集電体の表面に負極合材が塗着されることにより、負極活物質層が形成されていてもよい。負極集電体は、例えば、銅(Cu)箔、ニッケル(Ni)箔等を含んでいてもよい。負極集電体は、例えば、5~50μmの厚さを有していてもよい。
《Negative electrode》
The negative electrode 220 is layered. The negative electrode 220 may include, for example, a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector. For example, the negative electrode active material layer may be formed by applying a negative electrode composite to the surface of the negative electrode current collector. The negative electrode current collector may include, for example, copper (Cu) foil, nickel (Ni) foil, or the like. The negative electrode current collector may have a thickness of, for example, 5 to 50 μm.

負極活物質層は、例えば、10~200μmの厚さを有していてもよい。負極活物質層は、固体電解質層230に密着している。負極活物質層は負極合材を含む。負極合材は、負極活物質粒子と硫化物固体電解質とを含む。負極合材は、導電材およびバインダをさらに含んでいてもよい。負極合材と正極合材との間で、硫化物固体電解質は同種であってもよいし、異種であってもよい。負極活物質粒子は、任意の成分を含み得る。負極活物質粒子は、例えば、黒鉛、Si、SiOx(0<x<2)、およびLi4Ti512からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてもよい。 The negative electrode active material layer may have a thickness of, for example, 10 to 200 μm. The negative electrode active material layer is in close contact with the solid electrolyte layer 230. The negative electrode active material layer includes a negative electrode composite. The negative electrode composite includes negative electrode active material particles and a sulfide solid electrolyte. The negative electrode composite may further include a conductive material and a binder. The sulfide solid electrolytes in the negative electrode composite and the positive electrode composite may be the same or different. The negative electrode active material particles may include any component. The negative electrode active material particles may include, for example, at least one selected from the group consisting of graphite, Si, SiO x (0<x<2), and Li 4 Ti 5 O 12 .

《固体電解質層》
固体電解質層230は、セパレータ層とも称され得る。固体電解質層230は、正極210と負極220との間に介在している。固体電解質層230は、正極210を負極220から分離している。固体電解質層230は、硫化物固体電解質を含む。固体電解質層230はバインダをさらに含んでいてもよい。固体電解質層230と正極210との間で、硫化物固体電解質は同種であってもよいし、異種であってもよい。固体電解質層230と負極220との間で、硫化物固体電解質は同種であってもよいし、異種であってもよい。
《Solid electrolyte layer》
The solid electrolyte layer 230 may also be referred to as a separator layer. The solid electrolyte layer 230 is interposed between the positive electrode 210 and the negative electrode 220. The solid electrolyte layer 230 separates the positive electrode 210 from the negative electrode 220. The solid electrolyte layer 230 includes a sulfide solid electrolyte. The solid electrolyte layer 230 may further include a binder. The sulfide solid electrolytes in the solid electrolyte layer 230 and the positive electrode 210 may be the same or different. The sulfide solid electrolytes in the solid electrolyte layer 230 and the negative electrode 220 may be the same or different.

<試料の製造>
以下のように、No.1~3に係る複合粒子、正極および全固体電池が製造された。以下、例えば「No.1に係る複合粒子」等が「No.1」と略記され得る。また便宜上、単層構造の被膜を含む複合粒子が「第1複合粒子」と記され、2層構造の被膜を含む複合粒子が「第2複合粒子」と記される。
<Sample preparation>
Composite particles, positive electrodes, and all-solid-state batteries according to Nos. 1 to 3 were manufactured as follows. Hereinafter, for example, "composite particles according to No. 1" may be abbreviated as "No. 1." For convenience, composite particles including a coating with a single-layer structure will be referred to as "first composite particles," and composite particles including a coating with a two-layer structure will be referred to as "second composite particles."

<No.1>
《正極の作製》
870.4質量部の過酸化水素水(質量濃度 30%)が容器に投入された。次に、987.4質量部のイオン交換水と、44.2質量部のニオブ酸(Nb25・3H2O)とが容器に投入された。次に、87.9質量部のアンモニア水(質量濃度 28%)が容器に投入された。容器の内容物が十分攪拌されることにより、溶液が形成された。溶液は、Nbのペルオキソ錯体を含むと考えられる。さらに、0.1質量部の水酸化リチウム・1水和物(LiOH・H2O)が溶液に溶解されることにより、コーティング液が準備された。
<No. 1>
<<Preparation of the positive electrode>>
870.4 parts by mass of hydrogen peroxide solution (mass concentration 30%) was added to the container. Next, 987.4 parts by mass of ion -exchanged water and 44.2 parts by mass of niobic acid ( Nb2O5.3H2O ) were added to the container. Next, 87.9 parts by mass of ammonia water (mass concentration 28%) was added to the container. The contents of the container were thoroughly stirred to form a solution. The solution is believed to contain a peroxo complex of Nb. Furthermore, 0.1 parts by mass of lithium hydroxide monohydrate ( LiOH.H2O ) was dissolved in the solution to prepare a coating solution.

正極活物質粒子として、LiNi1/3Co1/3Mn1/32が準備された。50質量部の正極活物質粒子の粉末が、53.7質量部のコーティング液に分散されることにより、懸濁液が準備された。BUCHI社製のスプレードライヤー「製品名 Mini Spray Dryer B-290」が準備された。懸濁液がスプレードライヤーに供給されることにより、第1複合粒子(中間製品)の粉末が製造された。スプレードライヤーの給気温度は200℃であり、給気風量は0.45m3/minであった。第1複合粒子が空気中で熱処理された。熱処理温度は200℃であった。熱処理時間は5時間であった。第1複合粒子は、正極活物質粒子と、被膜(第1層)とを含むと考えられる。第1層は、LiNbO3を含むと考えられる。 LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 was prepared as the positive electrode active material particles. 50 parts by mass of the positive electrode active material particle powder was dispersed in 53.7 parts by mass of the coating liquid to prepare a suspension. A spray dryer manufactured by Buchi, product name Mini Spray Dryer B-290, was prepared. The suspension was supplied to the spray dryer to produce powder of first composite particles (intermediate product). The inlet air temperature of the spray dryer was 200°C, and the inlet air volume was 0.45 m 3 /min. The first composite particles were heat-treated in air. The heat treatment temperature was 200°C. The heat treatment time was 5 hours. The first composite particles are considered to include positive electrode active material particles and a coating (first layer). The first layer is considered to include LiNbO 3 .

90体積部の第1複合粒子と、10体積部の硫化物固体電解質(Li3PS4、D50=0.1μm)とが、乾式粒子複合化装置(製品名「NOB-MINI」、ホソカワミクロン社製)により、混合されることにより、第2複合粒子(最終製品)が形成された。混合条件は下記のとおりである。 90 parts by volume of the first composite particles and 10 parts by volume of a sulfide solid electrolyte ( Li3PS4 , D50 =0.1 μm) were mixed using a dry particle compositing device (product name "NOB-MINI", manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to form second composite particles (final product). The mixing conditions were as follows:

混合中の混合物の温度:50℃
ブレードと壁との間のギャップ:1mm
回転数:3000rpm
処理時間:1分
Temperature of the mixture during mixing: 50°C
Gap between blade and wall: 1 mm
Rotation speed: 3000 rpm
Processing time: 1 minute

第2複合粒子は、正極活物質粒子と、被膜(第1層、第2層)とを含むと考えられる。第2層は、硫化物固体電解質を含むと考えられる。 The second composite particles are believed to include positive electrode active material particles and coatings (first and second layers). The second layer is believed to include a sulfide solid electrolyte.

下記材料が準備された。
硫化物固体電解質:LiI-Li2S-P25(ガラスセラミックス型、D50=0.8μm)
導電材:VGCF
バインダ:BR
分散媒:ヘプタン
正極集電体:Al箔
The following materials were prepared:
Sulfide solid electrolyte: LiI-Li 2 S-P 2 S 5 (glass ceramic type, D50=0.8 μm)
Conductive material: VGCF
Binder: BR
Dispersion medium: heptane Positive electrode current collector: Al foil

第2複合粒子と、硫化物固体電解質と、導電材と、バインダと、分散媒とが混合されることにより、スラリーが準備された。第2複合粒子と硫化物固体電解質との混合比は「第2複合粒子/硫化物固体電解質=7/3(体積比)」であった。導電材の配合量は、100質量部の第2複合粒子に対して3質量部であった。バインダの配合量は、100質量部の第2複合粒子に対して0.7質量部であった。超音波ホモジナイザー(製品名「UH-50」、SMT社製)により、スラリーが十分攪拌された。スラリーが正極集電体の表面に塗工されることにより、塗膜が形成された。ホットプレートにより、塗膜が100℃で30分間乾燥された。これにより正極原反が製造された。正極原反から、円盤状の正極が切り出された。正極の面積は1cm2であった。 A slurry was prepared by mixing the second composite particles, the sulfide solid electrolyte, the conductive material, the binder, and the dispersion medium. The mixing ratio of the second composite particles to the sulfide solid electrolyte was "second composite particles/sulfide solid electrolyte = 7/3 (volume ratio)." The amount of the conductive material was 3 parts by mass relative to 100 parts by mass of the second composite particles. The amount of the binder was 0.7 parts by mass relative to 100 parts by mass of the second composite particles. The slurry was thoroughly stirred using an ultrasonic homogenizer (product name "UH-50", manufactured by SMT Corporation). The slurry was applied to the surface of a positive electrode current collector to form a coating film. The coating film was dried at 100°C for 30 minutes on a hot plate. A positive electrode blank was thus produced. A disk-shaped positive electrode was cut out from the positive electrode blank. The area of the positive electrode was 1 cm2 .

《負極の作製》
下記材料が準備された。
負極活物質粒子:Li4Ti512(D50=1μm)
硫化物固体電解質:LiI-Li2S-P25(ガラスセラミックス型、D50=0.8μm)
導電材:VGCF
バインダ:BR
分散媒:ヘプタン
負極集電体:Cu箔
<<Preparation of negative electrode>>
The following materials were prepared:
Negative electrode active material particles: Li 4 Ti 5 O 12 (D50=1 μm)
Sulfide solid electrolyte: LiI-Li 2 S-P 2 S 5 (glass ceramic type, D50=0.8 μm)
Conductive material: VGCF
Binder: BR
Dispersion medium: heptane Negative electrode current collector: Cu foil

攪拌装置〔フィルミックス(登録商標)「形式 30-L型」、プライミクス社製〕により、硫化物固体電解質と、導電材と、バインダと、分散媒とが混合されることにより、スラリーが準備された。攪拌速度(回転数)は2000rpmであり、攪拌時間は30分であった。30分攪拌後、負極活物質粒子がスラリーに追加され、スラリーがさらに攪拌された。攪拌速度は15000rpmであり、攪拌時間は60分であった。 A slurry was prepared by mixing the sulfide solid electrolyte, conductive material, binder, and dispersion medium using a stirring device (Filmix (registered trademark) "Model 30-L" manufactured by Primix Corporation). The stirring speed (number of rotations) was 2,000 rpm, and the stirring time was 30 minutes. After stirring for 30 minutes, negative electrode active material particles were added to the slurry, and the slurry was further stirred. The stirring speed was 15,000 rpm, and the stirring time was 60 minutes.

負極活物質粒子と硫化物固体電解質との混合比は「負極活物質粒子/硫化物固体電解質=6/4(体積比)」であった。導電材の配合量は、100質量部の負極活物質粒子に対して1質量部であった。バインダの配合量は、100質量部の負極活物質粒子に対して2質量部であった。 The mixing ratio of the negative electrode active material particles to the sulfide solid electrolyte was "negative electrode active material particles/sulfide solid electrolyte = 6/4 (volume ratio)." The amount of conductive material was 1 part by mass per 100 parts by mass of negative electrode active material particles. The amount of binder was 2 parts by mass per 100 parts by mass of negative electrode active material particles.

スラリーが負極集電体の表面に塗工されることにより、塗膜が形成された。ホットプレートにより、塗膜が100℃で30分間乾燥された。これにより負極原反が製造された。負極原反から、円盤状の負極が切り出された。負極の面積は1cm2であった。 The slurry was applied to the surface of the negative electrode current collector to form a coating film. The coating film was dried on a hot plate at 100°C for 30 minutes. This produced a negative electrode blank. A disk-shaped negative electrode was cut out from the negative electrode blank. The area of the negative electrode was 1 cm2 .

《固体電解質層の作製》
下記材料が準備された。
硫化物固体電解質:LiI-Li2S-P25(ガラスセラミックス型、D50=2.5μm)
<<Fabrication of solid electrolyte layer>>
The following materials were prepared:
Sulfide solid electrolyte: LiI-Li 2 S-P 2 S 5 (glass ceramic type, D50=2.5 μm)

セラミックス製の筒状治具が準備された。中空断面(軸方向と垂直な断面)の面積は、1cm2であった。筒状治具内に硫化物固体電解質の粉末が充填された。粉末が平滑に均された。筒状治具内で硫化物固体電解質にプレス加工が施されることにより、固体電解質層が形成された。プレス加工の圧力は、1tоn/cm2であった。 A ceramic cylindrical jig was prepared. The area of the hollow cross section (cross section perpendicular to the axial direction) was 1 cm2 . Powder of sulfide solid electrolyte was filled into the cylindrical jig. The powder was smoothed and leveled. The sulfide solid electrolyte was pressed inside the cylindrical jig to form a solid electrolyte layer. The pressure of the press was 1 ton/ cm2 .

《組立》
筒状治具内において、正極と固体電解質層と負極とが積層されることにより、積層体が形成された。固体電解質層は正極と負極との間に配置された。積層体にプレス加工が施されることにより、発電要素が形成された。プレス加工の圧力は、6tоn/cm2であった。発電要素を挟むように、2本のステンレス棒が筒状治具内に挿入された。発電要素に1tоnの荷重が加わるように、ステンレス棒が拘束された。ステンレス棒は端子機能を有し得る。以上より全固体電池が製造された。
"assembly"
A laminate was formed by stacking a positive electrode, a solid electrolyte layer, and a negative electrode in a cylindrical jig. The solid electrolyte layer was disposed between the positive electrode and the negative electrode. The laminate was pressed to form a power generating element. The pressure used in the press was 6 ton/ cm2. Two stainless steel rods were inserted into the cylindrical jig so as to sandwich the power generating element. The stainless steel rods were restrained so that a load of 1 ton was applied to the power generating element. The stainless steel rods may function as terminals. In this manner, an all-solid-state battery was manufactured.

<No.2>
166質量部のイオン交換水に、10.8質量部のメタリン酸(富士フイルム和光純薬社製)が溶解されることにより、コーティング液が準備された。該コーティング液が使用されることを除いては、No.1と同様に第1複合粒子が形成された。No.1の第1層は、リン酸骨格(POz)を含むと考えられる。Pはガラスネットワーク形成元素である。第1複合粒子の形成後、No.1と同様に、第2複合粒子、正極および全固体電池が順次製造された。
<No. 2>
A coating solution was prepared by dissolving 10.8 parts by mass of metaphosphoric acid (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 166 parts by mass of ion-exchanged water. Except for the use of this coating solution, first composite particles were formed in the same manner as in No. 1. The first layer of No. 1 is believed to contain a phosphate skeleton (PO z ). P is a glass network-forming element. After the formation of the first composite particles, second composite particles, a positive electrode, and an all-solid-state battery were sequentially produced in the same manner as in No. 1.

<No.3>
No.2で準備された第1複合粒子と、硫化物固体電解質と、導電材と、バインダと、分散媒とが混合されることにより、スラリーが準備された。第1複合粒子と硫化物固体電解質との混合比は「第1複合粒子/硫化物固体電解質=7/3(体積比)」であった。導電材の配合量は、100質量部の第1複合粒子に対して3質量部であった。バインダの配合量は、100質量部の第1複合粒子に対して0.7質量部であった。超音波ホモジナイザー(製品名「UH-50」、SMT社製)により、スラリーが十分攪拌された。スラリーが正極集電体の表面に塗工されることにより、塗膜が形成された。ホットプレートにより、塗膜が100℃で30分間乾燥された。これにより正極原反が製造された。正極原反から、円盤状の正極が切り出された。正極の面積は1cm2であった。これ以降、No.1と同様に全固体電池が製造された。
<No. 3>
No. 2. A slurry was prepared by mixing the first composite particles prepared in Example 2, a sulfide solid electrolyte, a conductive material, a binder, and a dispersion medium. The mixing ratio of the first composite particles to the sulfide solid electrolyte was "first composite particles/sulfide solid electrolyte = 7/3 (volume ratio)." The amount of conductive material was 3 parts by mass relative to 100 parts by mass of the first composite particles. The amount of binder was 0.7 parts by mass relative to 100 parts by mass of the first composite particles. The slurry was thoroughly stirred using an ultrasonic homogenizer (product name "UH-50", manufactured by SMT Corporation). The slurry was applied to the surface of a positive electrode current collector to form a coating film. The coating film was dried at 100°C for 30 minutes using a hot plate. This produced a positive electrode blank. A disk-shaped positive electrode was cut out from the positive electrode blank. The area of the positive electrode was 1 cm2 . After this, all-solid-state batteries were manufactured in the same manner as No. 1.

<評価>
全固体電池の初期容量が確認された。充放電条件は下記のとおりである。
充電:定電流-定電圧方式、レート=1/3C
放電:定電流方式、レート=1/3C
<Evaluation>
The initial capacity of the all-solid-state battery was confirmed. The charge and discharge conditions were as follows:
Charging: Constant current-constant voltage method, rate = 1/3C
Discharge: Constant current method, rate = 1/3C

「C」は電流のレート(時間率)を表す記号である。1Cのレートは、電池の定格容量を1時間で放電しきる。 "C" is the symbol for the current rate (hourly rate). A rate of 1C will fully discharge the battery's rated capacity in 1 hour.

初期容量の確認後、全固体電池のSOC(State Of Charge)が40%に調整された。2Cのレートにより、全固体電池が5秒間放電された。5秒経過時の電圧降下量から初期抵抗が求められた。 After confirming the initial capacity, the SOC (State of Charge) of the solid-state battery was adjusted to 40%. The solid-state battery was discharged at a rate of 2C for 5 seconds. The initial resistance was calculated from the voltage drop after 5 seconds.

初期抵抗の測定後、全固体電池のSOCが100%に調整された。100%のSOCにおいて、正極電位は、4.5V vs.Li/Li+であった。SOCの調整後、60℃の恒温槽内で、全固体電池が14日間保存された。14日経過後、初期抵抗と同じ条件により耐久後抵抗が測定された。耐久後抵抗が初期抵抗で除されることにより抵抗増加率が求められた。抵抗増加率は百分率で表される。抵抗増加率は下記表2に示される。 After measuring the initial resistance, the SOC of the all-solid-state battery was adjusted to 100%. At 100% SOC, the positive electrode potential was 4.5 V vs. Li/Li + . After adjusting the SOC, the all-solid-state battery was stored in a thermostatic chamber at 60°C for 14 days. After 14 days, the post-endurance resistance was measured under the same conditions as the initial resistance. The resistance increase rate was calculated by dividing the post-endurance resistance by the initial resistance. The resistance increase rate is expressed as a percentage. The resistance increase rate is shown in Table 2 below.

<結果>
No.2は、No.1に比して抵抗増加率が低かった。No.2の第1層は、ガラスネットワーク形成元素(P)を含む。No.1の第1層は、ガラスネットワーク形成元素を含まない。No.2は、第1層と第2層との密着性において、No.1よりも優位であると考えられる。
<Results>
Sample No. 2 had a lower resistance increase rate than Sample No. 1. The first layer of Sample No. 2 contains a glass network former (P). The first layer of Sample No. 1 does not contain a glass network former. Sample No. 2 is considered to be superior to Sample No. 1 in terms of adhesion between the first and second layers.

No.2は、No.3に比して抵抗増加率が低かった。No2の被膜は、第2層を含む。No.3の被膜は第2層を含まない。No.2は、正極内の硫化物固体電解質と、複合粒子とのイオン的接続において、No.3よりも優位であると考えられる。 No. 2 had a lower resistance increase rate than No. 3. The coating of No. 2 includes a second layer. The coating of No. 3 does not include a second layer. No. 2 is thought to have an advantage over No. 3 in terms of ionic connection between the sulfide solid electrolyte in the positive electrode and the composite particles.

本実施形態および本実施例は、全ての点で例示である。本実施形態および本実施例は、制限的ではない。本開示の技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内における全ての変更を包含する。例えば、本実施形態および本実施例から、任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも当初から予定されている。 The present embodiment and examples are illustrative in all respects. They are not limiting. The technical scope of this disclosure encompasses all modifications that are equivalent in meaning and scope to the claims. For example, it is anticipated from the outset that any configuration may be extracted from the present embodiment and examples and that they may be combined in any manner.

100 複合粒子、110 正極活物質粒子、120 被膜、121 第1層、122 第2層、200 全固体電池、210 正極、220 負極、230 固体電解質層、250 発電要素。 100 Composite particle, 110 Positive electrode active material particle, 120 Coating, 121 First layer, 122 Second layer, 200 All-solid-state battery, 210 Positive electrode, 220 Negative electrode, 230 Solid electrolyte layer, 250 Power generating element.

Claims (8)

正極活物質粒子と、
被膜と、
を含み、
前記被膜は、前記正極活物質粒子の表面の少なくとも一部を被覆しており、
前記被膜は、第1層と第2層とを含み、
前記第1層の少なくとも一部は、前記正極活物質粒子と前記第2層との間に介在しており、
前記第1層は、実質的に酸化物ガラスからなり、
前記酸化物ガラスは、任意成分であるリチウムと、必須成分であるリンと、残部の酸素とからなり、
前記酸化物ガラスは、リンと酸素との結合により形成されるネットワーク構造を主骨格として含み、
前記第1層において、リンに対するリチウムの組成比は、0以上0.5以下であり、
前記第2層は、硫化物固体電解質を含む、
複合粒子。
positive electrode active material particles;
A coating;
Including,
the coating covers at least a portion of the surface of the positive electrode active material particles,
the coating includes a first layer and a second layer;
at least a portion of the first layer is interposed between the positive electrode active material particles and the second layer;
the first layer consists essentially of an oxide glass;
The oxide glass comprises lithium as an optional component, phosphorus as an essential component, and oxygen as the balance,
The oxide glass contains a network structure formed by bonding of phosphorus and oxygen as a main skeleton,
In the first layer, a composition ratio of lithium to phosphorus is equal to or greater than 0 and equal to or less than 0.5,
The second layer includes a sulfide solid electrolyte.
composite particles.
前記第1層は、リン酸骨格を含む、
請求項1に記載の複合粒子。
the first layer comprises a phosphate backbone;
The composite particle according to claim 1 .
前記第2層による被覆率は、20%以上である、
請求項1または請求項2に記載の複合粒子。
The coverage of the second layer is 20% or more.
The composite particle according to claim 1 or claim 2.
前記硫化物固体電解質は、60%以上の第1伝導相と、残部とからなり、
前記残部は、第2伝導相と第3伝導相とを含み、
前記第1伝導相は、PS4の結晶相を含み、
前記第2伝導相は、PS4のアモルファス相を含み、
前記第3伝導相は、P26の結晶相を含む、
請求項1または請求項2に記載の複合粒子。
The sulfide solid electrolyte comprises 60% or more of a first conductive phase and the remainder,
the remainder includes a second conductivity phase and a third conductivity phase;
The first conductive phase comprises a crystalline phase of PS4 ;
the second conductive phase comprises an amorphous phase of PS4 ;
The third conductive phase comprises a crystalline phase of P2S6 ;
The composite particle according to claim 1 or claim 2.
前記第2層は、0.1~10μmの厚さを有する、
請求項1または請求項2に記載の複合粒子。
the second layer has a thickness of 0.1 to 10 μm;
The composite particle according to claim 1 or claim 2.
前記第2層は、導電性炭素をさらに含み、
前記導電性炭素の質量分率は、前記複合粒子に対して、1~10%である、
請求項1または請求項2に記載の複合粒子。
the second layer further comprises conductive carbon;
The mass fraction of the conductive carbon is 1 to 10% relative to the composite particles.
The composite particle according to claim 1 or claim 2.
請求項1に記載の複合粒子を含む、
正極。
Comprising the composite particles of claim 1 .
Positive electrode.
請求項7に記載の正極を含む、
全固体電池。
The positive electrode according to claim 7,
All-solid-state battery.
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