氟化物离子传导体以及氟化物离子二次电池制造技术

本发明专利技术涉及氟化物离子传导体以及氟化物离子二次电池，其中，所述氟化物离子传导体含有钾，选自钙、钡和锶之中的至少1种的碱土类金属，以及氟；其中，氟化物离子传导体包含含有钾、至少1种的碱土类金属和氟的化合物的相。

Fluoride ion conductor and fluoride ion secondary battery

【技术实现步骤摘要】
氟化物离子传导体以及氟化物离子二次电池
本专利技术涉及氟化物离子传导体以及氟化物离子二次电池。
技术介绍
作为二次电池的一种，有梭芯型(shuttlecock-type)电池。在梭芯型电池中，离子通过电解质在正极和负极之间移动，从而进行充放电。移动的离子使用锂离子的锂离子二次电池作为梭芯型电池而得到广泛普及。近年来，已经报告了使用氟化物离子来代替锂离子的氟化物离子二次电池。专利文献1公开了一种能够在氟化物固态二次电池中使用的固体电解质。作为专利文献1所公开的固体电解质的例子，是以碱土类金属氟化物(CaF2、SrF2、BaF2)为基，与稀土类金属氟化物和/或碱金属氟化物(LiF、KF、NaF)和/或碱金属氯化物(LiCl、KCl、NaCl)的合金添加物的复合氟化物。专利文献2公开了一种电子绝缘非晶质离子传导体组合物，该组合物进一步含有玻璃网络修饰剂。专利文献2所公开的玻璃网络修饰剂为LaF3、BiF3、PbF2、KF、CaF2、BaF2、SnF2、SrF2或者稀土类金属氟化物。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2008-537312号公报专利文献2：日本特表2013-510409号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术提供一种例如能够在氟化物离子二次电池中使用的新型氟化物离子传导体。用于解决课题的手段本专利技术的一方式涉及一种氟化物离子传导体，其含有钾，选自钙、钡和锶之中的至少1种的碱土类金属，以及氟。所述氟化物离子传导体包含含有所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟的化合物的相。专利技术的效果本专利技术的氟化物离子传导体是一种新型氟化物离子传导体。本专利技术的氟化物离子传导体例如能够在氟化物离子二次电池中使用。附图说明图1是示意表示本专利技术的实施方式的氟化物离子二次电池的剖视图。图2是示意表示用于评价在实施例中制作的氟化物离子传导材料的离子传导度的单电池的剖视图。符号说明：1氟化物离子二次电池2正极层3电解质层4负极层5正极集电体6负极集电体51单电池52电解质层53金箔具体实施方式(成为本专利技术基础的见解)氟化物离子二次电池可以得到作为梭芯型二次电池的效果。该效果例如为高稳定性、高能量密度、高输出密度。但是，氟化物离子二次电池尚处在研究开发阶段。如果能够发现显示高氟化物离子传导性的电解质材料，则可以谋求氟化物离子二次电池的性能提高。本专利技术人进行了潜心的研究，结果发现了可以显示高氟化物离子传导性的本专利技术的材料。根据本专利技术，例如可获得具有高性能的氟化物离子二次电池。(本专利技术的各种方式的概要)本专利技术的第1方式涉及一种氟化物离子传导体，其含有选自钙、钡和锶之中的至少1种的碱土类金属、以及氟。所述氟化物离子传导体包含含有钾、至少1种的碱土类金属和氟的化合物的相。在化合物的相为结晶相的情况下，其组成以及结构可以采用X射线衍射法来进行鉴定。在本专利技术的第2方式中，上述第1方式的所述氟化物离子传导体也可以进一步包含含有所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟的混合物的相。混合物例如也可以混合有钾、碱土类金属和氟。或者，混合物例如也可以混合有钾的氟化物和碱土类金属的氟化物。在混合物的相含有多个结晶相的情况下，这些相的组成以及结构可以采用X射线衍射法来进行鉴定。在本专利技术的第3方式中，上述第1或第2方式的所述氟化物离子传导体也可以由所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟构成。此外，在本专利技术中，“由X构成(consistofX)”并不将含有在原料中或者制造工序中不可避免地混入的杂质的氟化物离子传导体排除在外(disclaim)。在此，不可避免地混入的杂质是指在氟化物离子传导体中以例如低于0.05摩尔％的量含有的杂质。在本专利技术的第4方式中，上述第1～第3方式中任一项的所述至少1种的碱土类金属也可以含有所述钙作为必须元素。在此情况下，在所述氟化物离子传导体的平均组成中，所述至少1种的碱土类金属的摩尔数MZ相对于所述钾和所述至少1种的碱土类金属的总摩尔数MK+MZ的比率MZ/(MK+MZ)也可以为0.2～0.3。在氟化物离子传导体为化合物相的单相结构的情况下，“平均组成”表示该化合物的组成。或者，在氟化物离子传导体为化合物相和混合物相的复相结构的情况下，“平均组成”表示对于氟化物离子传导体，不考虑各相的区別而进行元素分析所得到的组成。所谓“不考虑各相的区別”，典型地说，是指通过使用比氟化物离子传导体的原料粉的尺寸更大的试料进行元素分析而得到的组成。平均组成可以通过ICP(电感耦合等离子体)发射光谱分析以及离子色谱的组合来进行鉴定。例如，氟化物离子传导体中含有的金属使用ICP发射光谱分析来进行分析，氟使用离子色谱来进行分析。在本专利技术的第5方式中，上述第4方式的所述至少1种的碱土类金属也可以为所述钙。在本专利技术的第6方式中，上述第1～第3方式中任一项的所述至少1种的碱土类金属也可以含有所述锶作为必须元素。在此情况下，在所述氟化物离子传导体的平均组成中，所述至少1种的碱土类金属的摩尔数MZ相对于所述钾和所述至少1种的碱土类金属的总摩尔数MK+MZ的比率MZ/(MK+MZ)也可以为0.1～0.6。在本专利技术的第7方式中，上述第6方式的所述至少1种的碱土类金属也可以为所述锶。在本专利技术的第8方式中，上述第1～第3方式中任一项的所述至少1种的碱土类金属也可以含有所述钡作为必须元素。在此情况下，在所述氟化物离子传导体的平均组成中，所述至少1种的碱土类金属的摩尔数MZ相对于所述钾和所述至少1种的碱土类金属的总摩尔数MK+MZ的比率MZ/(MK+MZ)也可以为0.1～0.8。在本专利技术的第9方式中，上述第8方式的所述至少1种的碱土类金属也可以为所述钡。本专利技术的第10方式涉及一种氟化物离子二次电池，其包括正极、负极、以及配置于所述正极和所述负极之间且具有氟化物离子传导性的电解质。所述正极、所述负极以及所述电解质之中的至少1种包含上述第1～第9方式之中的任1项所述的氟化物离子传导体。在本专利技术的第11方式中，上述第10方式的所述负极也可以含有所述氟化物离子传导体。在本专利技术的第12方式中，上述第11方式的所述负极也可以含有负极活性物质、和覆盖所述负极活性物质的覆盖材料，所述覆盖材料也可以含有所述氟化物离子传导体。在此情况下，覆盖材料可以抑制负极活性物质和电解质的反应，由此，例如可以抑制电解质的分解。在本专利技术的第13方式中，上述第10～第12方式中任一项的所述正极也可以含有所述氟化物离子传导体。在本专利技术的第14方式中，上述第13方式的所述正极也可以含有正极活性物质、和覆盖所述正极活性物质的覆盖材料，所述覆盖材料也可以含有所述氟化物离子传导体。在此情况下，覆盖材料可以抑制正极活性物质和电解质的反应，由此，例如可以抑制电解质的分解。在本专利技术的第15方式中，上述第10～第14方式中任一项的所述电解质也可以是液体电解质。例如，液体电解质也可以是在溶剂中溶解有氟化物盐的溶液。在本专利技术的第16方式中，上述第10～第14方式中任一项的所述电解质也可以含有所述氟化物离子传导体。在本专利技术的第17方式中，上述第10～第16方式中任一项的所述正极也可以包含含有选自Co、Cu、Bi、Sn、Pb、Fe、Zn、Ga以及C之中的至少1种的正极活性物质。在本专利技术的第18方式中，上述第10～第17本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种氟化物离子传导体，其含有：钾，选自钙、钡和锶之中的至少1种的碱土类金属，以及氟；其中，所述氟化物离子传导体包含含有所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟的化合物的相。

【技术特征摘要】
2017.12.28 JP 2017-2544761.一种氟化物离子传导体，其含有：钾，选自钙、钡和锶之中的至少1种的碱土类金属，以及氟；其中，所述氟化物离子传导体包含含有所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟的化合物的相。2.根据权利要求1所述的氟化物离子传导体，其中，所述氟化物离子传导体进一步包含含有所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟的混合物的相。3.根据权利要求1或2所述的氟化物离子传导体，其中，所述氟化物离子传导体由所述钾、所述至少1种的碱土类金属和所述氟构成。4.根据权利要求1～3中任一项所述的氟化物离子传导体，其中，所述至少1种的碱土类金属含有所述钙作为必须元素，在所述氟化物离子传导体的平均组成中，所述至少1种的碱土类金属的摩尔数相对于所述钾和所述至少1种的碱土类金属的总摩尔数的比率为0.2～0.3。5.根据权利要求4所述的氟化物离子传导体，其中，所述至少1种的碱土类金属为所述钙。6.根据权利要求1～3中任一项所述的氟化物离子传导体，其中，所述至少1种的碱土类金属含有所述锶作为必须元素，在所述氟化物离子传导体的平均组成中，所述至少1种的碱土类金属的摩尔数相对于所述钾和所述至少1种的碱土类金属的总摩尔数的比率为0.1～0.6。7.根据权利要求6所述的氟化物离子传导体，其中，所述至少1种的碱土类金属为所述锶。8.根据权利要求1～3中任一项所述的氟化物离子传导体，其中，所述至少1种的碱土类金属含有所述钡作为必须元素，在所述氟化物离子传导体的平均组成中，所述至少1种的碱土类金属的摩尔数相对于所述钾和所述至少1种的碱土...

【专利技术属性】
技术研发人员：小森知行，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP