本公開涉及鋰二次電池以及鋰二次電池的制造方法。

背景技術(shù)：

1、鋰二次電池使用在金屬中具有高離子化傾向的鋰金屬以及/或者鋰合金作為負(fù)極活性物質(zhì)。鋰二次電池由于負(fù)極與正極的電位差大，可以得到高輸出電壓，并且具有高理論容量密度，因此，期待其實(shí)用化，公開了下述那樣的電池。

2、例如，在專利文獻(xiàn)1中公開了一種全固體電池，該全固體電池利用金屬鋰的析出-溶解反應(yīng)作為負(fù)極的反應(yīng)，其特征在于，該全固體電池具有：包含正極層的正極、包含負(fù)極集電體及負(fù)極層的負(fù)極、以及配置在該正極層和該負(fù)極層之間的固體電解質(zhì)層，所述負(fù)極層包含金屬鋰和金屬鎂的β單相的合金作為負(fù)極活性物質(zhì)，在所述全固體電池的滿充電時(shí)，所述合金中的鋰元素的元素比率為81.80atomic％以上且99.97atomic％以下。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，能夠提供充電放電效率高的全固體電池。

3、在專利文獻(xiàn)2中公開了一種全固體二次電池，該全固體二次電池包括：包含正極活性物質(zhì)層的正極層、負(fù)極層、以及配置在所述正極層和所述負(fù)極層之間且包含固體電解質(zhì)的固體電解質(zhì)層，所述負(fù)極層包括負(fù)極集電體、與所述固體電解質(zhì)層接觸的第一負(fù)極活性物質(zhì)層、以及配置在所述負(fù)極集電體和所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層之間的第二負(fù)極活性物質(zhì)層，所述第一負(fù)極活性物質(zhì)層包含第一碳系負(fù)極活性物質(zhì)，所述第二負(fù)極活性物質(zhì)層包含第二碳系負(fù)極活性物質(zhì)，所述第一碳系負(fù)極活性物質(zhì)的拉曼光譜中的d帶峰與g帶峰的強(qiáng)度比(i1d/i1g)比所述第二碳系負(fù)極活性物質(zhì)的拉曼光譜中的d帶峰與g帶峰的強(qiáng)度比(i2d/i2g)低。根據(jù)專利文獻(xiàn)2，能夠提供防止短路且循環(huán)特性優(yōu)異的全固體二次電池。

4、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

5、專利文獻(xiàn)

6、專利文獻(xiàn)1：日本特開2020-184513號(hào)公報(bào)

7、專利文獻(xiàn)2：日本特開2021-132033號(hào)公報(bào)

8、發(fā)明要解決的課題

9、鋰二次電池雖然被期待優(yōu)異的電池特性，但實(shí)際上，可逆容量小，而且循環(huán)特性也不充分。因此，從可逆容量以及循環(huán)特性的觀點(diǎn)出發(fā)，鋰二次電池存在改善的余地。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、因此，本公開的目的在于提供一種能夠增加可逆容量并提高循環(huán)特性的鋰二次電池。

2、用于解決課題的手段

3、本公開通過以下手段實(shí)現(xiàn)上述目的。

4、〈方式1〉

5、一種鋰二次電池，依次具有負(fù)極集電體層、第一鋰-錫合金層、鋰-鎂合金層、電解質(zhì)層、正極活性物質(zhì)層以及正極集電體層。

6、〈方式2〉

7、在方式1所述的鋰二次電池中，在滿充電狀態(tài)下，上述第一鋰-錫合金層的厚度為0.1～15μm。

8、〈方式3〉

9、在方式1或2所述的鋰二次電池中，在滿充電狀態(tài)下，上述鋰-鎂合金層的厚度為0.1～40μm。

10、〈方式4〉

11、在方式1～3中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池中，依次具有上述負(fù)極集電體層、上述第一鋰-錫合金層、上述鋰-鎂合金層、第二鋰-錫合金層、上述電解質(zhì)層、上述正極活性物質(zhì)層以及上述正極集電體層。

12、〈方式5〉

13、在方式1～4中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池中，

14、在滿充電狀態(tài)下，

15、上述第一鋰-錫合金層的厚度為0.1～15μm，并且，

16、上述第二鋰-錫合金層的厚度為0.1～15μm。

17、〈方式6〉

18、包括下述工序的、方式1～5中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池的制造方法：

19、依次層疊上述負(fù)極集電體層、包含錫的第一金屬層、包含鎂的第二金屬層、上述電解質(zhì)層、保持有鋰的上述正極活性物質(zhì)層、以及上述正極集電體層，得到預(yù)備鋰二次電池；以及

20、通過對(duì)上述預(yù)備鋰二次電池進(jìn)行充電操作，(i)使上述第一金屬層的錫與從上述正極活性物質(zhì)層移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述鋰-錫合金層，并且(ii)使上述第二金屬層的鎂與從上述正極活性物質(zhì)層移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述鋰-鎂合金層。

21、〈方式7〉

22、包括下述工序的、方式1～5中任一項(xiàng)所述的鋰二次電池的制造方法：

23、依次層疊上述負(fù)極集電體層、包含錫的上述第一金屬層、包含鎂的上述第二金屬層、包含錫的上述第三金屬層、上述電解質(zhì)層、保持有鋰的上述正極活性物質(zhì)層、以及上述正極集電體層，得到上述預(yù)備鋰二次電池；以及

24、通過對(duì)上述預(yù)備鋰二次電池進(jìn)行充電操作，(i)使上述第一金屬層的錫與從上述正極活性物質(zhì)層移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述第一鋰-錫合金層，(ii)使上述第二金屬層的鎂與從上述正極活性物質(zhì)層移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述鋰-鎂合金層，并且(iii)使上述第三金屬層的錫與從上述正極活性物質(zhì)層移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述第二鋰-錫合金層。

25、發(fā)明效果

26、根據(jù)本公開的鋰二次電池，能夠增加可逆容量并提高循環(huán)特性。

技術(shù)特征：

1.一種鋰二次電池，其中，

2.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中，

3.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中，

4.如權(quán)利要求1所述的鋰二次電池，其中，

5.如權(quán)利要求4所述的鋰二次電池，其中，

6.一種鋰二次電池的制造方法，其中，

7.一種鋰二次電池的制造方法，其中，

技術(shù)總結(jié)
本公開的目的在于提供一種鋰二次電池及其制造方法，能夠增加可逆容量并提高循環(huán)特性。鋰二次電池依次具有負(fù)極集電體層(110)、第一鋰?錫合金層(120)、鋰?鎂合金層(121)、電解質(zhì)層(130)、正極活性物質(zhì)層(140)以及正極集電體層(150)。包括下述工序的鋰二次電池的制造方法：得到預(yù)備鋰二次電池(200)；通過對(duì)預(yù)備鋰二次電池(200)進(jìn)行充電操作，(i)使第一金屬層(220)的錫與從正極活性物質(zhì)層(140)移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述鋰?錫合金層；以及(ii)使第二金屬層(221)的鎂與從正極活性物質(zhì)層(140)移動(dòng)來的鋰反應(yīng)，形成上述鋰?鎂合金層。

技術(shù)研發(fā)人員：朝倉(cāng)亮,鹽谷真也,金子咲南
受保護(hù)的技術(shù)使用者：豐田自動(dòng)車株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/19