离子导体及其用途制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种提高了离子传导性的新型氧化物类的离子导体。通过下式表示的非晶质离子导体解决上述课题，(Li2‑

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】离子导体及其用途


[0001]本专利技术涉及离子导体及其用途。

技术介绍

[0002]近年来，在电动汽车、混合动力汽车等汽车、太阳能电池、风力发电等发电装置中，用于储存电力的锂离子二次电池的需求增大。另外，从确保安全性的观点出发，电解质层不使用液体而使用固体电解质的全固体电池正在积极研究。
[0003]锂离子二次电池的正极和负极有时含有锂离子导体。另外，在锂离子二次电池为全固体电池的情况下，固体电解质中含有锂离子导体。
[0004]作为氧化物类的锂离子导体，例如，日本专利技术专利公开公报特开2016
‑
213181(专利文献1)记载有氧化物类的锂离子导体。
[0005]现有技术文件
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本专利技术专利公开公报特开2016
‑
213181号

技术实现思路

[0008]本专利技术要解决的问题
[0009]通常，由氧化物类的锂离子导体构成的固体电解质在空气中的稳定性优于由硫化物类的锂离子导体构成的固体电解质，但是在许多情况下，其离子传导性比硫化物类差。本专利技术的课题在于提供一种与氧化锂相比提高了离子传导性的新型氧化物类的离子导体。
[0010]解决问题的手段
[0011]本专利技术的专利技术人进行了深入研究，结果发现，通过使用特定的非晶质离子导体，可以解决上述课题，从而完成了本专利技术。
[0012]因此，根据本专利技术，提供一种由式(Li2‑
x
O1‑
x
A
x
)1‑
y
Z
y
(I)(式中，A为选自F、Cl、Br和I中的1个以上的原子，x满足0.1≤x≤0.7，Z为网眼形成氧化物、网眼修饰氧化物或中间氧化物，y满足0≤y≤0.25)表示的非晶质离子导体。
[0013]另外，根据本专利技术，提供一种离子传导复合体，其具有：包含上述非晶质离子导体的第一相，以及包含具有由上述式表示的化学组成的结晶质离子导体的第二相。
[0014]另外，根据本专利技术，提供一种电极活性物质，其包含上述非晶质离子导体或上述离子传导复合体作为主要成分。
[0015]另外，根据本专利技术，提供了一种固体电解质，其包含上述非晶质离子导体或上述离子传导复合体作为主要成分。
[0016]另外，根据本专利技术，提供一种二次电池，其包含上述电极作为正极或负极。
[0017]另外，根据本专利技术，提供一种制备上述非晶质离子导体或上述离子传导复合体的方法，该方法包括对氧化锂Li2O、LiA(式中，A具有与上述式(I)中的A相同的含义)和任选的一种以上的氧化物Z(式中，Z具有与上述式(I)中的Z相同的含义)进行机械化学处理的工
序。
[0018]本专利技术的效果
[0019]根据本专利技术，可以提供新型氧化物类的离子导体。
附图说明
[0020]图1是表示50Li2O
·
50LiI和50Li2O
·
50LiI(heat treated)的XRD图谱的图。
[0021]图2A是表示50Li2O
·
50LiI(聚电池)的奈奎斯特图的图。
[0022]图2B是表示50Li2O
·
50LiI(heat treated)的奈奎斯特图的图。
[0023]图3是表示50Li2O
·
50LiI和66.7Li2O
·
33.3LiI(hand mixed)的XRD图谱的图。
[0024]图4A是表示66.7Li2O
·
33.3LiI(milled)的奈奎斯特图的图。
[0025]图4B是表示66.7Li2O
·
33.3LiI(hand mixed)的奈奎斯特图的图。
[0026]图5是表示(100
‑
x)Li2O
·
xLiI的XRD图谱的图。
[0027]图6A是表示(100
‑
x)Li2O
·
xLiI的阿仑尼乌斯图的图。
[0028]图6B是表示由阿仑尼乌斯图计算的室温电导率的图。
[0029]图7是将Li2O：LiX的离子传导率作图而得到的图。
[0030]图8A是表示66.7LiOH
·
33.3LiI的奈奎斯特图的图。
[0031]图8B是表示50Li2O
·
50LiOH的奈奎斯特图的图。
[0032]图9A是表示Li2O
‑
LiF的XRD图谱的图。
[0033]图9B是表示Li2O
‑
LiCl的XRD图谱的图。
[0034]图9C是表示Li2O
‑
LiBr的XRD图谱的图。
[0035]图9D是表示Li2O
‑
LiI的XRD图谱的图。
[0036]图9E是表示66.7LiOH
·
33.3LiI、50Li2O
·
50LiOH的XRD图谱的图。
[0037]图10是表示7Li MAS
‑
NMR谱的图。
[0038]图11A是表示Li2O
‑
LiI在200～900cm
‑1的拉曼光谱的图。
[0039]图11B是表示66.7Li2O
·
33.3LiI在1000
‑
4000cm
‑1的拉曼光谱的图。
[0040]图12是66.7Li2O
·
33.3LiI的3000倍SEM图像的示例。
[0041]图13A是66.7Li2O
·
33.3LiI的O的3000倍SEM
‑
EDS映射图像的示例。
[0042]图13B是66.7Li2O
·
33.3LiI的I的3000倍SEM
‑
EDS映射图像的示例。
[0043]图14A是表示66.7Li2O
·
33.3LiI
‑
Z的XRD图谱的图。
[0044]图14B是表示66.7Li2O
·
33.3LiI
‑
Z的XRD图谱的图。
[0045]图14C是表示66.7Li2O
·
33.3LiI
‑
Z的XRD图谱的图。
[0046]图15是66.7Li2O
·
33.3LiI
‑
Z与LiI的离子传导率的比较图。
[0047]图16A是表示改变研磨时间而制作的50Li2O
·
50LiI的XRD图谱的图。
[0048]图16B是表示通过改变研磨时间而制作的60Li2O
·
40LiI的XRD图谱的图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种非晶质离子导体，其特征在于，由下式表示，(Li2‑
x
O1‑
x
A
x
)1‑
y
Z
y
(I)式中，A为选自F、Cl、Br和I中的1个以上的原子，x满足0.1≤x≤0.7，Z为网眼形成氧化物、网眼修饰氧化物(其中，Li2O除外)或中间氧化物，y满足0≤y≤0.25，其中，除去0.2≤y≤0.25时A为I、Z为SiO2的物质。2.根据权利要求1的非晶质离子导体，其中，所述y满足0≤y＜0.2。3.根据权利要求1或2所述的非晶质离子导体，其中，所述y满足0≤y≤0.15。4.根据权利要求1
‑
3中任意一项所述的非晶质离子导体，其中，所述x满足0.1≤x≤0.5。5.根据权利要求1
‑
4中任意一项所述的非晶质离子导体，其中，所述网眼形成氧化物、网眼修饰氧化物或中间氧化物为选自Al2O3、B2O3、GeO2、P2O5、SiO2和V2O3中的一种以上的化合物。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的非晶质离子导体，其中，所述A为I。7.一种离子传导复合体，其具有：包含权利要求1
‑
6中任意一项所述的非晶质离子导体的第一相，以及包含具有由所述式(I)表示的化学组成的结晶质离子导体的第二相。8.根据权利要求7所述的离子传导复合体，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：作田敦，藤田侑志，辰巳砂昌弘，林晃敏，
申请(专利权)人：公立大学法人大阪，
类型：发明
国别省市：