【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种钛酸系固体电解质材料。
技术介绍
1、锂离子二次电池是由正极、负极、防止正极与负极物理接触的分离膜和电解质构成，使锂离子通过电解质在正极与负极之间移动从而进行充放电的二次电池。锂离子二次电池的能量密度和输出密度等优异，在小型化、轻型化方面有效，因此用作笔记本电脑、平板型终端、智能手机的电源。此外，作为电动汽车的电源也受到关注。
2、目前的电解质使用含有可燃性有机溶剂的电解液，因此有容易发生液体泄漏、因过充放电而在电池内部发生短路(short)并起火的风险。因此，近年来为了提高安全性而进行使用无机固体电解质材料代替电解液的全固体锂离子二次电池的研究开发。
3、全固体锂离子二次电池中使用的无机固体电解质材料基于形成骨架的主要元素是氧原子还是硫原子，分为硫化物系固体电解质材料和氧化物系固体电解质材料这两类。硫化物系固体电解质材料虽然表现出高于氧化物系固体电解质材料的锂离子传导性，但其与水分的反应性大，存在生成硫化氢等的安全性问题。为此，正在研究提高(la,li)tio3(以下称为“llto”)、li6la2cata2o12、li6la2anb2o12(a＝ca、sr)、li2nd3tesbo12等氧化物系固体电解质材料的锂离子传导性的方法。例如公开有在llto中掺杂1质量％～5质量％的硫的方法(参照专利文献1)。
4、现有技术文献
5、专利文献
6、专利文献1：日本特开2018-73805号公报
技术实现思路
2、然而，由于专利文献1的氧化物系固体电解质材料含有硫，因此有生成硫化氢的风险。此外，由于使用稀土元素，因此在制造成本方面也有顾虑。而且，近年来对具有固体电解质的锂离子二次电池的要求很高，现有的氧化物系固体电解质材料存在电化学稳定性还是不足的问题。
3、本专利技术的目的在于提供一种没有生成硫化氢的风险、不含稀土元素、且电化学稳定性和锂离子传导性优良的钛酸系固体电解质材料、该钛酸系固体电解质材料的制造方法、以及使用了该钛酸系固体电解质材料的固体电解质和锂离子二次电池。
4、用于解决技术问题的技术方案
5、本专利技术提供以下的钛酸系固体电解质材料、钛酸系固体电解质材料的制造方法、以及使用了钛酸系固体电解质材料的固体电解质和锂离子二次电池。
6、第1项：一种钛酸系固体电解质材料，其特征在于：含有钛酸盐，该钛酸盐具有六个氧原子与钛原子配位而成的八面体以共棱方式在二维方向上链接形成的主体层(hostlayer)多层叠层，并且在该主体层的层间配置有锂离子和2价以上的阳离子(α)的结构，上述主体层中的部分钛位点被替换为1价～3价的阳离子(β)。
7、第2项：如第1项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，上述阳离子(α)为2价～8价的阳离子。
8、第3项：如第1项或第2项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，上述阳离子(α)为选自镁离子、铝离子、钙离子、锌离子、锶离子、钡离子、[al13o4(oh)24(h2o)12]7+、[ga13o4(oh)24(h2o)12]7+和[zr4(oh)8(h2o)16]8+中的至少一种。
9、第4项：如第1～3项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，上述阳离子(α)的离子半径为以上。
10、第5项：如第1～4项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，相对于存在于上述主体层的层间的离子100摩尔％，存在于上述主体层的层间的上述锂离子的含量为35摩尔％～95摩尔％。
11、第6项：如第1～5项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，存在于上述主体层的层间的上述阳离子(α)与上述锂离子的含量比(阳离子(α)/锂离子)以摩尔比计为1/99～60/40。
12、第7项：如第1～6项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，上述阳离子(β)为选自氢离子、氧鎓离子、锂离子和镁离子中的至少一种。
13、第8项：如第1～7项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，上述主体层的钛位点中的超过0摩尔％且为40摩尔％以下的钛位点被替换成上述阳离子(β)。
14、第9项：如第1～8项任一项所述的钛酸系固体电解质材料，其中，上述主体层的层间距离为
15、第10项：一种钛酸系固体电解质材料的制造方法，其用于制造第1～9项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，该制造方法包括：使层状结晶结构的钛酸与碱性化合物类或其盐作用的工序(i)；将上述工序(i)中得到的化合物与阳离子(α)的盐混合的工序(ii)；和将上述工序(ii)中得到的化合物与锂盐混合的工序(iii)。
16、第11项：一种钛酸系固体电解质材料的制造方法，其用于制造第1～9项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，该制造方法包括：将层状结晶结构的钛酸、锂盐和阳离子(α)的盐混合的工序(iv)。
17、第12项：一种固体电解质，其中，含有第1～9项中任一项所述的钛酸系固体电解质材料。
18、第13项：一种锂离子二次电池，其中，具有第12项所述的固体电解质。
19、专利技术效果
20、根据本专利技术，能够提供一种没有生成硫化氢的风险、不含稀土元素、且电化学稳定性和锂离子传导性优良的钛酸系固体电解质材料。通过使用含有该钛酸系固体电解质材料的固体电解质，能够得到安全性优异的高输出锂离子二次电池。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
2.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
3.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
4.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
5.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
6.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
7.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
8.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
9.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
10.一种钛酸系固体电解质材料的制造方法，其用于制造权利要求1～9中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，所述制造方法的特征在于，包括：
11.一种钛酸系固体电解质材料的制造方法，其用于制造权利要求1～9中任一项所述的钛酸系固体电解质材料，所述制造方法的特征在于：
12.一种固体电解质，其特征在于：
13.一种锂离子二次电池，其特征在于：>...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
2.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
3.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
4.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
5.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
6.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
7.如权利要求1所述的钛酸系固体电解质材料，其特征在于：
8.如权利要求1所...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。