硫化锂的精制方法技术

本发明专利技术提供一种硫化锂的精制方法，其特征在于，将在非质子性有机溶剂中使氢氧化锂和硫化氢反应得到的硫化锂，用有机溶剂在１００℃以上的温度下洗涤。通过该精制方法，能够降低硫化锂中含有的杂质。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种从电子、电气材料所用的硫化锂中，将硫的氧化物和N-甲胺基丁 酸锂(以下称为LMAB)等杂质高效去除的。而且，还涉及由通过该精制 方法被精制了的硫化锂组成的锂二次电池用固体电解质以及使用了该电解质的固体电池。
技术介绍
近年来，对于在便携式信息终端、便携式电子设备、家庭用小型电力储存装置、马 达作为动力源的自动二轮车、电动汽车、混合电动汽车等方面使用的高性能锂二次电池等 的需求不断增加。所谓二次电池，就是能充电、放电的电池。由于二次电池即使经过长期的 反复充放电仍被使用，因此，对其所用的构件要求具有长期稳定性和耐久性。用于二次电池的固体电解质等的原料的纯度如果低的话，容易造成构件的劣化。 因此，将固体电解质等的原料进行高纯度化是必要的。本申请的申请人，发现了通过简易的方法能获得高纯度的硫化锂的制备方法(特 开平7-330312号公报)。该方法是将硫化锂在N-甲基-2-吡咯烷酮(以下称为NMP)等的 非质子性有机溶剂中制备的，因为工序的连续性是可能的，因此该方法是经济的并且简便 的方法。但是，得到的硫化锂中混有来自于NMP的杂质LMAB。在特开平9-283156号公报中公开了一种使氢氧化锂和气体状硫源，在130°C以上 445°C以下的温度反应制备硫化锂的方法。采用该方法制备的硫化锂中，混有在制备过程中 生成的硫的氧化物(例如亚硫酸锂、硫酸锂、硫代硫酸锂等)等物质。如果将采用上述方法制备出的硫化锂，用作锂二次电池用固体电解质等的原料的 话，由于反复的充放电，会造成固体电解质的劣化，从而作为目的的电池性能就不能发挥。
技术实现思路
本专利技术是解决所述问题而提出的，其目的在于，提供一种将锂二次电池用固体电 解质的原料硫化锂中所含杂质降低的。而且，本专利技术还提供一种使用了杂质被降低的硫化锂的锂二次电池用固体电解 质，以及使用了该电解质的固体电池。为了实现上述目的，本专利技术人员经过反复的专心致志的研究，按照上述特开平 7-330312号公报中公开的方法制备了硫化锂，将该硫化锂用NMP等的具有100°C以上沸点 的有机溶剂，在100°C以上的温度洗涤，发现能高效地去除杂质，完成了本专利技术。 因此，依本专利技术的第一方式，提供一种，其特征是，将在非质子 性有机溶剂中使氢氧化锂和硫化氢反应得到的硫化锂，用有机溶剂在100°c以上的温度下 洗涤。依本专利技术的第二方式，提供使用了以上述本专利技术的第一方式的方法精制出的硫化 锂的锂二次电池用固体电解质。依本专利技术的第三方式，提供使用了上述本专利技术的第二方式的锂二次电池用固体电 解质的固体电池。根据本专利技术，能够经济地得到硫的氧化物的含量降低到0. 15质量％以下以及 LMAB的含量降低到0. 1质量％以下的高纯度的硫化锂。另外，使用了所得到的高纯度的硫化锂的锂二次电池用固体电解质，因杂质造成 的劣化被抑制，因而能够得到长期稳定性优良的锂二次电池(固体电池)。具体实施例方式以下，对本专利技术做详细说明。作为本专利技术的第一方式的(以下称为本专利技术的方法)，其特征 是，将在非质子性有机溶剂中使氢氧化锂和硫化氢反应得到的硫化锂，用有机溶剂在100°c 以上的温度下洗涤。本专利技术的方法中被精制的硫化锂是根据上述特开平7-330312号公报中记载的硫 化锂的制备方法而制备出来的。更为详细讲，特开平7-330312号公报中记载的制备方法 是，在0 150°C下，在非质子性有机溶剂中，一边通入硫化氢一边使氢氧化锂和硫化氢反 应生成氢硫化锂，然后，在150 20(TC下，不通入硫化氢，将该反应液进行脱硫化氢化，生 成硫化锂；或者在150 20(TC下，在非质子性有机溶剂中，使氢氧化锂和硫化氢反应直接 生成硫化锂。作为在硫化锂的制备中所用的非质子性有机溶剂，通常是将非质子性的极性有机 化合物(例如，酰胺化合物、内酰胺化合物、脲化合物、有机硫化合物、环状有机磷化合物 等)作为单独溶剂或者作为混合溶剂，能够很好地使用。在上述各种的非质子性有机溶剂中，理想的是N-甲基-2-吡咯烷酮、N-烷基己内 酰胺以及N-烷基吡咯烷酮，特别理想的是N-甲基-2-吡咯烷酮。作为硫化锂制备的原料氢氧化锂，没有特别限制，只要是高纯度就可以，能够使用 市场上出售的产品。另外，对作为另一种原料的硫化氢也没有特别限制。另外，硫化锂制备 的反应条件、原料的使用比例等按照特开平7-330312号公报中的记载。本专利技术的方法，其特征是，将按照特开平7-330312号公报上记载的上述方法制备 出的硫化锂，用有机溶剂在100°c以上的温度下洗涤。将有机溶剂在100°c以上的温度下使 用的理由是因为，在硫化锂制备时所用的非质子性有机溶剂是NMP时，生成的杂质LMAB在 有机溶剂中可溶化的温度是100°C。是为了使LMAB溶解在洗涤用的有机溶剂中，将其从硫 化锂中去除。因此，有机溶剂的温度如果是在100°C以上的话，没有特别限定可以随意选择。但 是，有机溶剂的温度要在其沸点以下，例如，使用NMP时，常压下是在其沸点203°C以下，在 使用密闭容器等的加压情况下通常是250°C以下。在本专利技术的方法中，用于洗涤的有机溶剂，理想的是非质子性极性溶剂，尤其，更 为理想的是用于硫化锂制备的非质子性有机溶剂和洗涤用的非质子性极性有机溶剂是相 同的。作为理想的洗涤用的非质子性有机溶剂能举例如，酰胺化合物、内酰胺化合物、脲 化合物、有机硫化合物、环状有机磷化合物等的非质子性的极性有机化合物，这些化合物能 作为单独溶剂或者混合溶剂来很好地使用。在这些非质子性的极性有机溶剂中，作为上述 的酰胺化合物能举例如，N, N-二甲基甲酰胺、N, N-二乙基甲酰胺、N, N-二甲基乙酰胺、 N，N-二丙基乙酰胺、N，N-二甲基苯甲酰胺等。另外，作为上述的内酰胺化合物能举例如， 己内酰胺、N-甲基己内酰胺、N-乙基己内酰胺、N-异丙基己内酰胺、N-异丁基己内酰胺、 N-正丙基己内酰胺、N-正丁基己内酰胺、N-环己基己内酰胺等的N-烷基己内酰胺类，N-甲 基-2-吡咯烷酮(NMP)、N-乙基-2-吡咯烷酮、N-异丙基-2-吡咯烷酮、N-异丁基-2-吡 咯烷酮、N-正丙基-2-吡咯烷酮、N-正丁基-2-吡咯烷酮、N-环己基-2-吡咯烷酮、N-甲 基-3-甲基-2-吡咯烷酮、N-乙基-3-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基-3，4，5-三甲基-2-吡 咯烷酮、N-甲基-2-哌啶酮、N-乙基-2-哌啶酮、N-异丙基-2-哌啶酮、N-甲基-6-甲 基-2-哌啶酮、N-甲基-3-乙基-2-哌啶酮等。作为上述的有机硫化合物能举例如，二甲亚 砜、二乙亚砜、6，6’ -亚联苯基砜、1-甲基-1-氧代环丁砜、1-苯基-1-氧杂环丁砜等。这 些各种的非质子性有机化合物可以分别以单独一种或者两种以上进行混合，再与对本专利技术 的目的无妨碍的其它溶剂成分混合，来作为上述非质子性有机溶剂使用。在上述各种的非 质子性有机溶剂中，理想的是N-烷基己内酰胺以及N-烷基吡咯烷酮，特别理想的是N-甲 基-2-吡咯烷酮(NMP)。洗涤用的有机溶剂的量没有特别限定，另外，洗涤次数也没有特别限定，但是以两 次以上为好。在本专利技术的方法中，洗涤在氮气、氩气等的惰性气体下进行为好。下面，就本专利技术的方法的操作，以硫化锂制备用的非质子性有机溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种硫化锂，其特征是，含有Ｎ－甲胺基丁酸锂，并且硫的氧化物的含量在０．１５质量％以下、Ｎ－甲胺基丁酸锂的含量在０．１质量％以下。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：清野美胜，千贺实，
申请(专利权)人：出光兴产株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[]