负极材料以及电池制造技术

本公开提供能够使电池的充放电效率提高的负极材料。一种负极材料(1000)，包含第1固体电解质材料的还原体(101)和导电助剂(103)。第1固体电解质材料(101)采用式(1)：Li

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】负极材料以及电池


[0001]本公开涉及负极材料以及电池。

技术介绍

[0002]在非专利文献1中公开了一种使用硫化物固体电解质材料作为负极材料的全固体锂离子电池。
[0003]在先技术文献
[0004]非专利文献
[0005]非专利文献1:F.Han et al.，“A Battery Made from Single Material”，Adv.Mater.27(2015)，3473～3483

技术实现思路

[0006]在现有技术中，希望进一步提高电池的充放电效率。
[0007]本公开的一方案中的负极材料，包含第1固体电解质材料的还原体和导电助剂，上述第1固体电解质材料采用下述的式(1)表示，
[0008]Li
α
M
β
X
γ
···
式(1)
[0009]在此，在上述式(1)中，α、β和γ均为大于0的值，M为选自Li以外的金属元素和半金属元素之中的至少一种元素，并且，X为选自F、Cl、Br和I之中的至少一种元素。
[0010]根据本公开，能够使电池的充放电效率提高。
附图说明
[0011]图1是表示第1固体电解质材料的还原体的一例即Li 2.7
Y 1.1
Cl 6
的还原体的X射线衍射图谱的图。
[0012]图2是表示实施方式1中的负极材料的一例即负极材料1000的概略构成的截面图。
[0013]图3是表示实施方式2中的电池的一例即电池2000的概略构成的截面图。
具体实施方式
[0014]以下参照附图来说明本公开的实施方式。
[0015](实施方式1)
[0016]实施方式1中的负极材料，包含第1固体电解质材料(以下也记载为“卤化物固体电解质材料”)的还原体(以下也记载为“卤化物还原体”。)和导电助剂。卤化物固体电解质材料是采用下述的式(1)表示的材料。
[0017]Li
α
M
β
X
γ
···
式(1)
[0018]在此，在上述式(1)中，α、β和γ均为大于0的值。另外，M为选自Li以外的金属元素和半金属元素之中的至少一种元素。X为选自F、Cl、Br和I之中的至少一种元素。
[0019]再者，所谓“半金属元素”是指B、Si、Ge、As、Sb以及Te。
[0020]另外，所谓“金属元素”是指：
[0021](i)元素周期表第1族(第1列)～第12族(第12列)中所含的将氢除外的所有元素、以及
[0022](ii)元素周期表第13族(第13列)～第16族(第16列)中所含的将B、Si、Ge、As、Sb、Te、C、N、P、O、S和Se除外的所有元素。即，“金属元素”是指在与卤化物形成无机化合物时能够成为阳离子的元素群。
[0023]实施方式1的负极材料，通过以上的构成，能够使电池的充放电效率提高。再者，充放电效率用以下的式子求出。
[0024]充放电效率(％)＝(放电容量/充电容量)
×
100
[0025]按照上述的那样，“
技术介绍
”项目中所记载的非专利文献1公开了一种将硫化物固体电解质材料的还原体(以下也记载为“硫化物还原体”)作为负极材料的电池。本专利技术人进行锐意研究的结果发现：使用硫化物还原体作为负极材料的电池，由于硫化物还原体的电子传导性以及离子传导性低等的原因而存在电池的充放电效率低下的课题。上述的卤化物还原体显示良好的电子传导性以及离子传导性。即，实施方式1的负极材料，包含显示良好的电子传导性和离子传导性的卤化物还原体和辅助电子传导的导电助剂，因此能够使电池的充放电效率提高。
[0026]实施方式1中的卤化物固体电解质材料，也可以在上述式(1)中满足1≤α≤5、0<β≤2和5.5≤γ≤6.5。
[0027]另外，实施方式1中的卤化物固体电解质材料，也可以在上述式(1)中满足1.5≤α≤4.5、0.5≤β≤1.5和γ＝6。
[0028]另外，实施方式1中的卤化物固体电解质材料，也可以在上述式(1)中满足例如α＝2.7、β＝1.1和γ＝6。
[0029]根据以上的构成，能够使电池的充放电效率更加提高。
[0030]实施方式1中的卤化物固体电解质材料，也可以在上述式(1)中满足α+mβ＝γ的关系。在此，m为M的价数。再者，在M包含多种元素的情况下，mβ成为各元素的组成比乘以该元素的价数所得到的值的合计。例如，在M包含元素M1和元素M2，并且，元素M1的组成比为β1、元素M1的价数为m1、元素M2的组成比为β2、元素M2的价数为m2的情况下，mβ＝m1β1+m2β2。另外，关于元素M的价数能够想到多个的情况，只要在将那些能够想到的价数作为m使用时能满足上述关系式即可。
[0031]根据以上的构成，能够使电池的充放电效率更加提高。
[0032]在上述式(1)中，M可以包含选自过渡金属元素之中的至少一种元素。
[0033]根据以上的构成，能够使电池的充放电效率更加提高。
[0034]在上述式(1)中，M可以包含钇(＝Y)。即，卤化物固体电解质材料可以包含作为金属元素的Y。
[0035]包含Y的卤化物固体电解质材料，例如可以采用下述的式(2)表示。
[0036]Li
a
Me
b
Y
c
X6···
式(2)
[0037]在此，在上述式(2)中，a、b和c满足a+m
e
b+3c＝6、且c＞0，Me为选自除了Li和Y以外的金属元素和半金属元素之中的至少一种元素。另外，m
e
为Me的价数。再者，在Me包含多种元素的情况下，m
e
b成为各元素的组成比乘以该元素的价数所得到的值的合计。例如，在Me
包含元素Me1和元素Me2，并且，元素Me1的组成比为b1、元素Me1的价数为m
e1
、元素Me2的组成比为b2、元素Me2的价数为m
e2
的情况下，m
e
b＝m
e1
b1+m
e2
b2。再者，Me1也可以为选自Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Sc、Al、Ga、Bi、Zr、Hf、Ti、Sn、Ta和Nb之中的至少一种。另外，关于元素Me的价数能够想到多个的情况，只要在将那些能够想到的价数作为m
e
使用的情况下满足上述关系式即可。
[0038]在实施方式1中的负极材料中，卤化物固体电解质材料满足上述式(2)的情况下，能够使电池的充放电效率更加提高。
[0039]实施方式1中的卤化物固体电解质材料，也可以是采用下述的组成式(3)表示的材料。
[0040]Li
6-3d
Y
d
X6···
式(3)
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种负极材料，包含第1固体电解质材料的还原体和导电助剂，所述第1固体电解质材料采用下述的式1表示，Li
α
M
β
X
γ
···
式1其中，在所述式1中，α、β和γ均为大于0的值，M为选自Li以外的金属元素和半金属元素之中的至少一种元素，并且，X为选自F、Cl、Br和I之中的至少一种元素。2.根据权利要求1所述的负极材料，在所述还原体的通过使用Cu-Kα射线作为射线源的X射线衍射测定而得到的X射线衍射图谱中，在衍射角2θ的值为θa以上且θb以下的范围内存在峰顶，所述θb是反映由Li和所述X形成的LiX的(220)面的峰的峰顶的衍射角2θ的值，所述θa是来源于所述第1固体电解质材料的峰的峰顶的衍射角2θ的值，并且是最接近所述θb的值。3.根据权利要求1或2所述的负极材料，所述第1固体电解质材料满足：1.5≤α≤4.5、0.5≤β≤1.5以及γ＝6。4.根据权利要求1～3的任一项所述的负极材料，所述第1固体电解质材料满足α+mβ＝γ的关系，其中，m为所述M的价数。5.根据权利要求1～4的任一项所述的负极材料，所述M包含选自过渡金属元素之...

【专利技术属性】
技术研发人员：大岛龙也，佐佐木出，西山诚司，河濑觉，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：