固体电解质的制造方法技术

本发明专利技术的目的在于提供一种在不使制造工序变得复杂的情况下将硫化物固体电解质微粒化而制造具有较高的离子电导率的硫化物固体电解质的方法。结晶性硫化物固体电解质的制造方法包括：将包含从锂原子、硫原子及磷原子中选择的至少一种的原料含有物与络合剂在不使用机械处理机的情况下进行混合，得到电解质前体；加热所述电解质前体而得到络合分解物；对所述络合分解物进行平滑化处理，得到平滑化络合分解物；及加热所述平滑化络合分解物。及加热所述平滑化络合分解物。

【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，由于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，从全固体锂电池的性能、制造的观点出发，要求粒径较小的固体电解质。在全固体锂电池中，由于正极材料、负极材料及电解质全部成为固体，因此若固体电解质的粒径较小，则具有容易形成活性物质与固体电解质的接触界面、离子传导与电子传导的路径变得良好的优点。作为减小粒径(也称为“微粒化”)的方法，例如公开有具有在硫化物固体电解质材料的粗粒材料中添加醚化合物，通过粉碎处理进行微粒化的工序的制造方法(例如参照专利文献1)。
[0004]此外，作为固体电解质的制造方法，液相法作为能够简便且大量地进行合成的方法而受到关注。但在液相法中，难以保持构成固体电解质的原子的分散状态而析出，因此公开有进一步使用络合剂，经由电解质前体制造固体电解质的方法(例如参照专利文献2)。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2013
‑
20894号公报
[0008]专利文献2：国际公开第2020/105737号册子

技术实现思路

[0009]专利技术要解决的技术问题
[0010]本专利技术是鉴于这样的实际情况而完成的，其目的在于提供一种在不使制造工序变得复杂的情况下将硫化物固体电解质微粒化而制造具有较高的离子电导率的硫化物固体电解质的方法。
[0011]用于解决上述技术问题的方案
[0012]本专利技术的结晶性硫化物固体电解质的制造方法是如下的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，包括：
[0013]将包含从锂原子、硫原子及磷原子中选择的至少一种的原料含有物与络合剂在不使用机械处理机的情况下进行混合，得到电解质前体；
[0014]加热所述电解质前体而得到络合分解物；
[0015]对所述络合分解物进行平滑化处理，得到平滑化络合分解物；及
[0016]加热所述平滑化络合分解物。
[0017]此外，本专利技术的结晶性硫化物固体电解质的制造方法是如下的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，包括：
[0018]将包含从锂原子、硫原子及磷原子中选择的至少一种的原料含有物与络合剂在不使用机械处理机的情况下进行混合，得到电解质前体；
[0019]加热所述电解质前体而得到络合分解物；
[0020]对所述络合分解物进行机械处理，得到改性络合分解物；及
[0021]加热所述改性络合分解物。
[0022]专利技术效果
[0023]根据本专利技术，能够提供一种在不使制造工序变得复杂的情况下将硫化物固体电解质微粒化而制造具有较高的离子电导率的硫化物固体电解质的方法。
附图说明
[0024]图1是说明本实施方式的制造方法的优选方式的一例的流程图。
[0025]图2是说明包括在本实施方式的制造方法中使用的反应槽在内的流程的优选方式的一例的流程图。
[0026]图3是说明本实施方式的制造方法的优选方式的另一例的流程图。
[0027]图4是说明本实施方式的制造方法的优选方式的又一例的流程图。
[0028]图5是在实施例1中得到的电解质前体(1)、非晶质的络合分解物(1)及结晶性硫化物固体电解质(1)的X射线衍射光谱。
具体实施方式
[0029]以下，对本专利技术的实施方式(以下有时称为“本实施方式”)进行说明。另外，在本说明书中，“以上”、“以下”、“～”的数值范围所涉及的上限及下限的数值是能够任意组合的数值，此外也能够使用实施例的数值作为上限及下限的数值。
[0030](本专利技术人为了完成本专利技术而得到的发现)
[0031]本专利技术人为了解决上述技术问题而进行了深入研究，结果发现下述事项，从而完成了本专利技术。
[0032]在专利文献1所记载的制造方法中，由于即使微粒化也无法充分提高离子电导率，因此存在为了提高离子电导率而相对于微粒化工序前的固体电解质投下的能量量增大的倾向，制造效率不高。因此，要求高效地制造具有更高的离子电导率的结晶性硫化物固体电解质的方法。
[0033]确认到如专利文献2中记载的制造方法那样使用极性溶剂(络合剂)制造的固体电解质具有特征性的表面形状。此外，可知合成后的固体电解质粒子的平均粒径(D
50
)较大，需要减小粒径。
[0034]本专利技术人等发现，通过对使用极性溶剂(络合剂)制造的固体电解质粒子进行微粒化处理，能够减小平均粒径(D
50
)，同时提高离子电导率。
[0035]发现在本实施方式中，通过包括将所述电解质前体加热而制成所述络合分解物后，对所述络合分解物进行平滑化处理而得到平滑化络合分解物，或者对所述络合分解物进行机械处理而得到改性络合分解物，并且进一步进行加热，能够在不大幅改变以往的制
造工序的情况下制造具有较高的离子电导率的微粒化后的结晶性硫化物固体电解质。
[0036]在本实施方式中，“机械处理”是指通过搅拌、混合、粉碎或它们的组合进行的处理，通过进行“机械处理”，可在不使制造工序复杂的情况下将硫化物固体电解质微粒化，由此制造具有较高离子电导率的硫化物固体电解质。其中，“平滑化处理”是指至少包括粉碎的处理，可在实现微粒化的同时实现低比表面积，制造具有更高的离子电导率的硫化物固体电解质。
[0037]由于仅通过对固体电解质进行包括后述的平滑化处理的机械处理，硫化物固体电解质的离子电导率就得以提高，因此本实施方式是极其优异的制造法。本实施方式在着眼于一次粒子的表面状态这一点上与以往的制造方法不同。
[0038]虽然上述记载能够实现的理由尚未确定，但可考虑如下假设：认为在离子在固体电解质中移动时，传导在固体电解质的粒子彼此的界面上被阻碍，但若通过包括“平滑化处理”的“机械处理”进行微粒化，则作为离子传导的障碍的粒子界面减少，离子的移动变得顺畅，其结果为离子电导率改善。
[0039]以下，对本实施方式的第一方案至第十二方案的结晶性硫化物固体电解质的制造方法进行说明。
[0040]本实施方式的第一方案的结晶性硫化物固体电解质的制造方法是如下的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，包括：
[0041]将包含从锂原子、硫原子及磷原子中选择的至少一种的原料含有物与络合剂在不使用机械处理机的情况下进行混合，得到电解质前体；
[0042]加热所述电解质前体而得到络合分解物；
[0043]对所述络合分解物进行平滑化处理，得到平滑化络合分解本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，包括：将包含从锂原子、硫原子及磷原子中选择的至少一种的原料含有物与络合剂在不使用机械处理机的情况下进行混合，得到电解质前体；加热所述电解质前体而得到络合分解物；对所述络合分解物进行平滑化处理，得到平滑化络合分解物；及加热所述平滑化络合分解物。2.如权利要求1所述的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，所述原料含有物还包含卤素原子。3.如权利要求1或者2所述的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，所述混合包括使用第一络合剂的第一混合与使用不同于所述第一络合剂的第二络合剂的第二混合。4.如权利要求3所述的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，所述第一络合剂是能够形成包含Li3PS4与卤素原子的络合物的络合剂，所述第二络合剂是能够形成包含Li 3
PS4的络合物的络合剂。5.如权利要求1～4的任一项所述的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，使用从粉碎机及搅拌机中选择的至少一种装置进行所述平滑化处理。6.如权利要求1～5的任一项所述的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，使用溶剂进行所述平滑化处理。7.如权利要求1～6的任一项所述的结晶性硫化物固体电解质的制造方法，其特征在于，利用从球磨机、珠磨机、切碎磨机、锤式磨机、针磨机、塔式磨机、磨碎机、湿式砂磨机、砂磨机、粘胶磨机、粗碎机、...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴田诚之，山田拓明，井关勇介，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：