固体电解质材料及全固体电池制造技术

本发明专利技术的固体电解质材料具有相互相对的一对表面，且含有规定的卤化物系固体电解质或硫化物系固体电解质中的任一种以上，其中，上述一对表面的至少一方的表面十点平均粗糙度

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】固体电解质材料及全固体电池


[0001]本专利技术涉及固体电解质材料及全固体电池
。
[0002]本申请基于
2021
年3月
29
日在日本申请的日本特愿
2021
‑
054538
号主张优先权，将其内容引用于此
。

技术介绍

[0003]近年来，电子技术的发展显著，实现了便携式电子设备的小型轻量化
、
薄型化
、
多功能化
。
随之，对成为电子设备的电源的电池强烈期待小型轻量化
、
薄型化
、
可靠性的提高
。
因此，使用固体电解质作为电解质的全固体电池备受关注
。
作为固体电解质，已知有氧化物系固体电解质
、
硫化物系固体电解质
、
卤化物系固体电解质
、
络合氢化物系固体电解质
(LiBH4等
)
等
。
[0004]作为氧化物系固体电解质，已知有
Li
1.3
Al
0.3
Ti
1.7
(PO4)3(LATP)
等
NASICON
型固体电解质
、La
0.51
Li
0.34
TiO
2.94
等钙钛矿型固体电解质
、Li7La3Zr2O
12
等石榴石型固体电解质
。
[0005]在专利文献1中，作为使用卤化物系固体电解质的全固体电池，公开有一种具有正极
、
负极以及固体电解质的电池，其中正极具备含有含
Li
元素的正极活性物质的正极层及正极集电体，负极具备含有负极活性物质的负极层及负极集电体，固体电解质被夹持于上述正极层和上述负极层之间，由下述通式所表示的化合物构成
。
[0006]Li3‑
2X
M
X
In1‑
Y
M'
Y
L6‑
Z
L'
Z
[0007](
式中，
M
及
M'
为金属元素，
L
及
L'
为卤素
。
另外，
X、Y
及
Z
独立地满足
0≤X
＜
1.5、0≤Y
＜
1、0≤Z≤6。)
[0008]在专利文献2中公开有一种由下述组成式表示的卤化物系固体电解质材料
。
[0009]Li6‑
3Z
Y
Z
X6[0010]此处，满足0＜
Z
＜2，
X
为
Cl
或
Br。
[0011]另外，在专利文献2中记载有一种负极和正极中的至少一者含有上述固体电解质材料的电池
。
[0012]在专利文献3中，作为使用了硫化物系固体电解质的全固体电池，公开有一种具备电极活性物质层的电池，上述电极活性物质层具有：活性物质；第一固体电解质材料，其与上述活性物质接触，具有与上述活性物质的阴离子成分不同的阴离子成分，并且是单相的电子
‑
离子混合导体；以及第二固体电解质材料，其与上述第一固体电解质材料接触，具有与上述第一固体电解质材料相同的阴离子成分，并且是不具有电子传导性的离子导体
。
另外，在专利文献3中公开有：第一固体电解质材料为
Li2ZrS3，上述第一固体电解质材料在使用
CuK
α
射线的
X
射线衍射测定中的2θ
＝
34.2
°±
0.5
°
的位置具有
Li2ZrS3的峰，且在将上述2θ
＝
34.2
°±
0.5
°
处的
Li2ZrS3的峰的衍射强度设为
I
A
、
并将2θ
＝
31.4
°±
0.5
°
处的
ZrO2的峰的衍射强度设为
I
B
的情况下，
I
B
/I
A
的值为
0.1
以下
。
[0013]现有技术文献
[0014]专利文献
[0015]专利文献1：日本特开
2006
‑
244734
号公报
(A)
[0016]专利文献2：国际公开第
2018/025582
号
(A)
[0017]专利文献3：日本特开
2013
‑
257992
号公报
(A)

技术实现思路

[0018]专利技术想要解决的技术问题
[0019]但是，在现有的全固体电池中，固体电解质的离子传导度不充分
。
因此，现有的使用固体电解质的全固体电池存在高电流密度下的放电容量低即倍率特性差的问题
。
[0020]本专利技术是鉴于上述技术问题而完成的，其目的在于提供离子传导性高的固体电解质材料及具备该固体电解质材料的提高了倍率特性的全固体电池
。
[0021]用于解决技术问题的技术手段
[0022]本专利技术人等为了解决上述技术问题，反复进行了深入研究
。
其结果发现，使用了含有卤化物系固体电解质或硫化物系固体电解质中的任一种以上，且对表面以表面十点平均粗糙度
Rz
JIS
计成为
20nm
以上
1500nm
以下的范围内的方式进行了粗面化处理的固体电解质材料的全固体电池的倍率特性提高，想到了本专利技术
。
[0023]即，为了解决上述技术问题，本专利技术提供了下述技术手段
。
[0024][1]一种固体电解质材料，其具有相互相对的一对表面，且含有下式
(1)
所表示的卤化物系固体电解质或硫化物系固体电解质中的任一种以上，其中，
[0025]所述一对表面的至少一方的表面十点平均粗糙度
Rz
JIS
位于
20nm
以上
1.5
μ
m
以下的范围内
。
[0026]Li
2+a
E1‑
b
G
b
D
c
X
d
……
(1)
[0027](
式
(1)
中，
E
为选自
Al、Sc、Y、Zr、Hf、
镧系元素本文档来自技高网...

【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，所述固体电解质材料具有相互相对的一对表面，且含有下述式
(1)
所表示的卤化物系固体电解质或硫化物系固体电解质中的任一种以上，所述一对表面的至少一方的表面十点平均粗糙度
Rz
JIS
位于
20nm
以上且
1500nm
以下的范围内，
Li
2+a
E1‑
b
G
b
D
c
X
d
……
(1)
式
(1)
中，
E
为选自
Al、Sc、Y、Zr、Hf、
镧系元素中的至少一种元素，
G
为选自
Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Ba、B、Si、Ti、Cu、Nb、Ag、In、Sn、Sb、Ta、W、Au、B...

【专利技术属性】
技术研发人员：加藤春菜，铃木长，上野哲也，清水千映子，
申请(专利权)人：TDK，
类型：发明
国别省市：