硫化物固体电解质和固体电池制造技术

技术编号：40020384 阅读：6 留言：0更新日期：2024-01-16 16:40

本发明专利技术涉及硫化物固体电解质和固体电池。主要目的在于提供离子传导率高的硫化物固体电解质。本公开通过提供下述硫化物固体电解质来解决上述课题，该硫化物固体电解质具备含有Li元素、M元素、P元素和S元素的LGPS型晶相，所述M元素为选自Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nb中的1种以上的元素，在<supgt;31</supgt;P‑NMR测定中，将在77ppm±1ppm的位置具有顶点的峰的半峰全宽设为y(ppm)，将测定的杂质相的比例设为x(％)的情况下，所述硫化物固体电解质满足下述式(1)：y≤‑0.0431x+4.28···(1)。

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【技术实现步骤摘要】

本公开涉及硫化物固体电解质和固体电池。

技术介绍

1、固体电池是在正极层和负极层之间具有固体电解质层的电池，与具有包含可燃性的有机溶剂的电解液的液系电池相比，具有容易实现安全装置的简化的优点。作为用于固体电池的固体电解质，已知硫化物固体电解质。

2、另外，作为硫化物固体电解质，已知所谓的具有lgps型晶相的硫化物固体电解质。例如，专利文献1中公开了一种硫化物固体电解质，其为含有m1元素(例如li)、m2元素(例如sn和p)和s元素的硫化物固体电解质，在x射线衍射测定中在规定的位置具有峰。另外，专利文献2中公开了一种硫化物固体电解质，其含有作为选自li、na、k、mg、ca、zn中的至少一种的m1元素、作为选自p、sb、si、ge、sn、b、al、ga、in、ti、zr、v、nb中的至少一种的m2元素、和s元素，具有lgps型晶相。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：国际公开第2013/118722号

6、专利文献2：国际公开第2011/118801号

技术实现思路

1、专利技术要解决的课题

2、从提高固体电池的性能的观点出发，需要离子传导性良好的硫化物固体电解质。本公开鉴于上述实际情况而完成，主要目的在于提供一种离子传导性高的硫化物固体电解质。

3、用于解决课题的手段

4、[1]硫化物固体电解质，是具备含有li元素、m元素、p元素和s元素的lgps型晶相的硫化物固体电解质，

5、y≤-0.0431x+4.28···(1)。

6、[2]根据[1]所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(2)：

7、y≤-0.0489x+4.09···(2)。

8、[3]根据[1]或[2]所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(3)：

9、y≤-0.156x+4.57···(3)。

10、[4]根据[1]至[3]中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(4)：

11、y≤-0.0043x+3.30···(4)。

12、[5]根据[1]至[4]中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述x为10以上。

13、[6]根据[1]至[5]中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质具有由li4-αm1-αpαs4表示的组成，其中0.55≤α≤0.76。

14、[7]根据[1]至[6]中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质至少含有sn元素作为所述m元素。

15、[8]根据[1]至[7]中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质的离子传导率在25℃下为5.0ms/cm以上。

16、[9]固体电池，其含有：含有正极活性物质的正极层、含有负极活性物质的负极层、和配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，其中，所述正极层、所述负极层和所述固体电解质层中的至少一个含有根据[1]至[8]中任一项所述的硫化物固体电解质。

17、专利技术的效果

18、本公开实现了能够提供离子传导性高的硫化物固体电解质的效果。

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【技术保护点】

1.硫化物固体电解质，是具备含有Li元素、M元素、P元素和S元素的LGPS型晶相的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质含有选自Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nb中的1种以上的元素作为所述M元素，

2.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(2)：

3.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(3)：

4.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(4)：

5.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述x为10以上。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质具有由Li4-αM1-αPαS4表示的组成，其中0.55≤α≤0.76。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质至少含有Sn元素作为所述M元素。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化

9.固体电池，其含有：含有正极活性物质的正极层、含有负极活性物质的负极层、和配置在所述正极层与所述负极层之间的固体电解质层，其中，所述正极层、所述负极层和所述固体电解质层中的至少一个含有权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质。

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【技术特征摘要】

1.硫化物固体电解质，是具备含有li元素、m元素、p元素和s元素的lgps型晶相的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质含有选自sb、si、ge、sn、b、al、ga、in、ti、zr、v、nb中的1种以上的元素作为所述m元素，

2.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(2)：

3.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(3)：

4.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述硫化物固体电解质还满足下述式(4)：

5.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述x为10以上。

6.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：菅沼光，南圭一，渡边真祈，山中龙信，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：

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