固体电解质的制造方法技术

本发明专利技术提供一种固体电解质的制造方法，能够使用液相法以高生产性廉价地提供具有较高离子电导率的固体电解质，包括通过使用了介质粒子作为介质的流动干燥将浆料干燥，所述浆料包含至少含碱金属、硫原子及磷原子作为构成原子的固体电解质或所述固体电解质的前体以及极性溶剂。极性溶剂。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质的制造方法


[0001]本专利技术涉及固体电解质的制造方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着个人计算机、摄像机及移动电话等信息相关设备或通讯设备等的迅速普及，作为其电源而利用的电池的开发也被重视起来。以往，在用于这样的用途的电池中，使用包含可燃性的有机溶剂的电解液，但通过使电池全固体化，在电池内不使用可燃性的有机溶剂而实现安全装置的简化，且制造成本、生产性优异，因此进行了将电解液替换为固体电解质层的电池的开发。
[0003]作为用于固体电解质层的固体电解质的制造方法，大致分为固相法与液相法。液相法是通过在溶剂中使原料反应而得到固体电解质的方法，例如有使固体电解质材料完全溶解于溶剂的均匀法与使固体电解质材料不完全溶解而经过固液共存的悬浊液(浆料)的不均匀法。
[0004]在采用液相法的情况下，为了去除溶剂而得到粉末的固体电解质必须要有干燥工序。干燥工序通常是使用了加热板等加热器的干燥、使用了真空泵等的真空干燥，或者其形式根据规模而不同，例如利用搅拌叶片等在搅拌的同时进行干燥的搅拌型干燥等，一般均进行间歇式干燥。
[0005]作为上述液相法中的均匀法，已知有使固体电解质溶解于溶剂而使其再析出的方法(例如，参照专利文献1)，作为不均匀法，已知有在包含极性非质子性溶剂的溶剂中使硫化锂等固体电解质原料反应的方法(例如参照专利文献2)。在这些专利文献所记载的液相法中，利用真空干燥来进行干燥。此外，在专利文献3中公开有一种固体电解质的制造方法，包括在液相法中，使用温度高于所用溶剂的液体或气体的介质，使该溶剂蒸发从而使硫银锗矿型晶体结构析出。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：日本特开2014
‑
191899号公报
[0009]专利文献2：国际公开第2014/192309号册子
[0010]专利文献3：日本特开2019
‑
169459号公报

技术实现思路

[0011]专利技术要解决的技术问题
[0012]但是，近年来，不仅要求制造离子电导率等性能优异的固体电解质，并且要求更廉价且大量地进行制造。而本专利技术人等深入研究的结果为，发现在上述专利文献1及2所公开的真空干燥等间歇式的干燥中，不仅作业效率较差，而且难以均匀地进行干燥，通过液相法生成的固体电解质及其前体等生成物凝集，容易造成品质劣化。并且，这样的倾向随着干燥的处理量的增加而变得显著。
[0013]另一方面，为了均匀地进行干燥，也可以考虑在高温下进行干燥，但已知由于施加由高温干燥带来的热经历，从而发生构成上述生成物的各原子、尤其是卤素原子洗脱，而容易造成离子电导率降低等品质劣化这样的现象。且为了抑制由热经历引起的品质的劣化，也可以考虑在低温下进行干燥。但是，如果进行低温下的干燥，则为了去除溶剂需要长时间的干燥时间，因此生产性变差。在上述专利文献1及2中进行真空干燥，但处于称不上在生产性方面优异，无法应对更加容易且大量地、即以较高的生产性制造上述的离子电导率等性能优异的固体电解质这一要求的状况。此外，在使用上述专利文献3的介质的方法中，虽然能够高效地制造固体电解质，但存在进一步改良的余地。
[0014]本专利技术是鉴于这样的状况而完成的，其目的在于提供一种能够使用液相法以较高的生产性来提供具有较高的离子电导率的固体电解质的制造方法。
[0015]用于解决上述技术问题的方案
[0016]本专利技术人为了解决上述技术问题而进行了深入研究，结果得到下述认知而完成了专利技术。
[0017]1.以通常的速度加热、干燥将固体电解质或固体电解质的前体分散至极性溶剂而得的浆料时，由于热带来的影响，容易从固体电解质或固体电解质的前体洗脱至极性溶剂的成分发生洗脱，在该体系中可观察到上述这样的独特的劣化反应。因此，变得难以得到具有较高离子电导率的固体电解质。另一方面，在不进行加热地进行真空干燥的情况下，难以达成能够实现批量生产的生产效率。
[0018]2.但是，通过利用使用了介质粒子的流动干燥对上述浆料进行干燥，从而在预热后的介质粒子的表面瞬间进行浆料的干燥，因此能够降低上述那样的劣化反应，其结果为，能够高效地制造具有较高离子电导率的固体电解质。
[0019]即，发现通过下述专利技术能够解决该技术问题。
[0020]1.一种固体电解质的制造方法，包括通过使用了介质粒子作为介质的流动干燥将浆料干燥，所述浆料包含至少含碱金属、硫原子及磷原子作为构成原子的固体电解质或所述固体电解质的前体以及极性溶剂。
[0021]2.如上述1所述的固体电解质的制造方法，还包含卤素原子作为所述构成原子。
[0022]3.如上述1或2所述的固体电解质的制造方法，所述固体电解质的前体是使用包含所述构成原子的原料含有物与所述极性溶剂而得的、具有所述碱金属、所述硫原子及所述磷原子经由极性溶剂以及/或者不经由极性溶剂而互相键合的结构的前体。
[0023]4.如上述1～3的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述极性溶剂是至少包含从氮原子、氧原子及卤素原子中选择的至少一种原子的溶剂。
[0024]5.如上述1～4的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述极性溶剂具有氨基。
[0025]6.如上述1～5的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述极性溶剂具有2个叔氨基。
[0026]7.如上述1～6的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述浆料还包含其它溶剂。
[0027]8.如上述1～7的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述干燥前的浆料中包含的所述极性溶剂的含量为5质量％以上。
[0028]9.如上述1～8的任一项所述的固体电解质的制造方法，使用具有利用气体使所述
介质粒子流动的机构的介质流动干燥机来进行所述流动干燥。
[0029]10.如上述1～9的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述介质粒子为陶瓷粒子。
[0030]11.如上述9或10所述的固体电解质的制造方法，所述气体为惰性气体。
[0031]12.如上述9～11的任一项所述的固体电解质的制造方法，所述气体被加热。
[0032]13.如上述1～12的任一项所述的固体电解质的制造方法，以循环式进行所述干燥。
[0033]14.如上述1～13的任一项所述的固体电解质的制造方法，利用袋滤器捕获通过进行所述干燥而得的粉末。
[0034]15.如上述14所述的固体电解质的制造方法，所述袋滤器的过滤器由聚四氟乙烯构成。
[0035]专利技术效果
[0036]根据本专利技术，能够提供一种能够使用液相法以较高的生产性来提供具有较高的离子电导率的固体电解质的制造方法。
附图说明
[0037]图1是说明在本实施方式的制造方法中使用的干燥机的一例的流程图。
[0038]图2是在实施例1中得到的电解质前体、非晶性固体电解质及结晶性固体电解质的X射线衍射光谱。
[0039]图3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】1.一种固体电解质的制造方法，其特征在于，包括通过使用了介质粒子作为介质的流动干燥将浆料干燥，所述浆料包含至少含碱金属、硫原子及磷原子作为构成原子的固体电解质或所述固体电解质的前体以及极性溶剂。2.如权利要求1所述的固体电解质的制造方法，其特征在于，还包含卤素原子作为所述构成原子。3.如权利要求1或2所述的固体电解质的制造方法，其特征在于，所述固体电解质的前体是使用包含所述构成原子的原料含有物与所述极性溶剂而得的、具有所述碱金属、所述硫原子及所述磷原子经由极性溶剂以及/或者不经由极性溶剂而互相键合的结构的前体。4.如权利要求1～3的任一项所述的固体电解质的制造方法，其特征在于，所述极性溶剂是至少包含从氮原子、氧原子及卤素原子中选择的至少一种原子的溶剂。5.如权利要求1～4的任一项所述的固体电解质的制造方法，其特征在于，所述极性溶剂具有氨基。6.如权利要求1～5的任一项所述的固体电解质的制造方法，其特征在于，所述极性溶剂具有2个叔氨基。7.如权利要求1～6的任一项所述的固体电解质的制造...

【专利技术属性】
技术研发人员：岛田省吾，石桥宏文，笼田康人，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：