固体电解质材料及电池制造技术

本公开涉及一种固体电解质材料，可用组成式(1)：Li1‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质材料及电池


[0001]本公开涉及固体电解质材料及电池。

技术介绍

[0002]作为锂氧化卤化物(lithium oxide halide)固相电解质的原料，专利文献1公开了LiAlI4。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1：日本特开昭57
‑
103270号公报

技术实现思路

[0006]专利技术所要解决的课题
[0007]本公开的目的在于，提供一种适合提高锂离子传导率的固体电解质材料。
[0008]用于解决课题的手段
[0009]本公开的固体电解质材料可用以下的组成式(1)表示，
[0010]Li1‑
a
Al
a
X
1+2a
(1)
[0011]这里，满足0＜a＜0.5(但a＝0.5除外)，
[0012]X为选自Cl、Br及I中的至少1种。
[0013]专利技术效果
[0014]本公开提供一种适合提高锂离子传导率的固体电解质材料。
附图说明
[0015]图1表示第3实施方式的电池1000的剖视图。
[0016]图2表示用于评价固体电解质材料的离子传导率的加压成形模300的示意图。
[0017]图3是表示实施例1的固体电解质材料的通过阻抗测定而得到的Cole
‑
Cole图的曲线图。
[0018]图4是表示实施例1～6的固体电解质材料的X射线衍射图谱的曲线图。
[0019]图5是表示实施例1的电池的初期放电特性的曲线图。
具体实施方式
[0020]以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
[0021](第1实施方式)
[0022]第1实施方式涉及一种固体电解质材料，其可用以下的组成式(1)表示。
[0023]Li1‑
a
Al
a
X
1+2a
(1)
[0024]这里，满足0＜a＜1(但a＝0.5除外)。X为选自Cl、Br及I中的至少1种。
[0025]第1实施方式的固体电解质材料是适合提高锂离子传导率的固体电解质材料。第1
实施方式的固体电解质材料例如具有较高的锂离子传导率。因此，第1实施方式的固体电解质材料可用于得到充放电特性优异的电池。该电池的例子为全固体二次电池。
[0026]这里，较高的锂离子传导率的一个例子例如在室温附近为4
×
10
‑6S/cm以上。第1实施方式的固体电解质材料例如能够具有4
×
10
‑6S/cm以上的离子传导率。
[0027]在组成式(1)中，在满足0＜a时，难以形成具有较低的离子传导性的LiI。在满足a＜1时，因离子传导种即Li的量增加而使离子传导性提高。
[0028]第1实施方式的固体电解质材料也可以含有不可避免地混入的元素。该元素的例子为氢、氮或氧。这样的元素可存在于用于制造或保管固体电解质材料的原料粉或固体电解质材料的气氛中。不可避免地混入第1实施方式的固体电解质材料中的元素例如为1摩尔％以下。
[0029]为了提高固体电解质材料的离子传导性，在组成式(1)中，可以满足0＜a＜0.5，也可以满足0.01≤a≤0.48，还可以满足0.01≤a≤0.45。为了进一步提高固体电解质材料的离子传导性，可以满足0.2≤a≤0.48，也可以满足0.2≤a≤0.45，还可以满足0.33≤a≤0.45。
[0030]为了提高固体电解质材料的离子传导性，在组成式(1)中，可以满足0.5＜a＜1，也可以满足0.55≤b≤0.67。
[0031]为了提高固体电解质材料的离子传导性，X也可以含有I。X也可以为I。
[0032]第1实施方式的固体电解质材料可以是结晶质，或也可以是非晶质。
[0033]第1实施方式的固体电解质材料的形状没有限定。该形状的例子为针状、球状或椭圆球状。第1实施方式的固体电解质材料也可以为粒子。第1实施方式的固体电解质材料也能以具有粒料(pellet)或板的形状的方式来形成。
[0034]例如，在第1实施方式的固体电解质材料的形状为粒子状(例如球状)时，第1实施方式的固体电解质材料也可以具有0.1μm以上且100μm以下的中值粒径。所谓中值粒径，意味着体积基准的粒度分布中的体积累积达50％时的粒径。体积基准的粒度分布例如可通过激光衍射式测定装置或图像分析装置进行测定。
[0035]第1实施方式的固体电解质材料也可以具有0.5μm以上且10μm以下的中值粒径。由此，第1实施方式的固体电解质材料具有更高的离子传导性。另外，第1实施方式的固体电解质材料及活性物质之类的其它材料能够良好地分散。
[0036]第1实施方式的固体电解质材料也可以具有比活性物质小的中值粒径。由此，第1实施方式的固体电解质材料及活性物质能够良好地分散。
[0037](第2实施方式)
[0038]以下，对第2实施方式进行说明。可将与第1实施方式的固体电解质材料重复的说明适当省略。
[0039]第2实施方式的固体电解质材料为含有Li、Al及X
’
的固体电解质材料。这里，X
’
为选自Cl、Br及I中的至少1种。
[0040]第2实施方式的固体电解质材料含有归属于P21/c的第1结晶相和与第1结晶相不同的第2结晶相。
[0041]第2实施方式的固体电解质材料具有较高的锂离子传导率。因此，第2实施方式的固体电解质材料可用于得到充放电特性优异的电池。
[0042]第1结晶相也可以具有用LiAlX
’4表示的组成。LiAlX
’4具有归属于P21/c的晶体结构。
[0043]为了提高固体电解质材料的离子传导性，第2结晶相也可以具有归属于Fm
‑
3m的晶体结构。
[0044]第2结晶相也可以具有用LiX
’
表示的组成。LiX
’
具有归属于Fm
‑
3m的晶体结构。
[0045]为了提高固体电解质材料的离子传导性，第2结晶相也可以具有归属于C2/m或P21/c的晶体结构。
[0046]第2结晶相也可以具有用AlX
’3表示的组成。AlCl3具有归属于C2/m的晶体结构。AlBr3及AlI3具有归属于P21/c的晶体结构。
[0047]第2实施方式的固体电解质材料也可以含有第1结晶相、第2结晶相和与第1结晶相及第2结晶相不同的第3结晶相。
[0048]为了提高固体电解质材料的离子传导性，X
’
也可以含有I。X
’
也可以为I。
[0049]第2实施方式的固体电解质材料的形状没有限定。该形状的例子为针状、球状或椭圆球状。第2实施方式的固体电解质材料也可以为粒子。第2实施方式的固体本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种固体电解质材料，其中，可用以下的组成式(1)表示，Li1‑
a
Al
a
X
1+2a
(1)这里，满足0＜a＜1，但a＝0.5除外，X为选自Cl、Br及I中的至少1种。2.根据权利要求1所述的固体电解质材料，其中，在所述组成式(1)中，满足0＜a＜0.5。3.根据权利要求2所述的固体电解质材料，其中，在所述组成式(1)中，满足0.01≤a≤0.45。4.根据权利要求3所述的固体电解质材料，其中，在所述组成式(1)中，满足0.33≤a≤0.45。5.根据权利要求1所述的固体电解质材料，其中，在所述组成式(1)中，满足0.5＜a＜1。6.根据权利要求5所述的固体电解质材料，其中，在所述组成式(1)中，满足0.55≤a≤0.67。7.根据权利要求1～6中任一项所述的固体电解质材料，其中，X含有I。8.一种固体电解质材料，其是含有Li、Al及X
’
的固体电解质材料，这里，X
’
为选自Cl、Br及I中的至少1种，所述固体电解质材料含有归属于P2...

【专利技术属性】
技术研发人员：大浦恒星，横山智康，
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：