本发明专利技术的主要目的在于提供晶界处的Li离子传导性高的Li-La-Ti-O系固体电解质材料。本发明专利技术通过提供如下固体电解质材料，解决上述问题，所述固体电解质材料的特征在于，由通式Li3x(La(2/3-x)-aM1a)(Ti1-bM2b)O3表示，上述x满足0＜x＜0.17，上述a满足0≤a≤0.5，上述b满足0≤b≤0.5，上述M1为选自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba构成的组中的至少一种，上述M2为选自由Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga构成的组中的至少一种，上述固体电解质材料为结晶质，并且为薄膜状，厚度在250nm~850nm的范围内。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及晶界处的Li离子传导性高的Li-La-Ti-O系固体电解质材料。
技术介绍
近年来，伴随个人电脑、摄像机和手机等信息相关设备和通信设备等的迅速普及，作为其电源使用的电池的开发受到重视。另外，在汽车产业界等中，也正在进行用于电动汽车或混合动力汽车高的输出且高容量的电池的开发。目前，在各种电池中，从能量密度高的观点出发，锂二次电池受到关注。目前市售的锂电池使用含有可燃性的有机溶剂的电解液，因此，在抑制短路时温度上升的安全装置的安装、用于防止短路的结构和材料方面需要进行改善。与此相对，将电解液变为固体电解质层、使电池全固体化而得到的锂电池，由于在电池内不使用可燃性的 有机溶剂，因此认为可实现安全装置的简化并且使制造成本和生产率优良。作为全固体锂电池中使用的固体电解质材料，已知Li-La-Ti-O系固体电解质材料(LLT)。例如，非专利文献I中，公开了 Lia5Laa5TiO3的非晶质的薄膜。该薄膜的组成与通式Li3xLa2/3_xTi03中的x=0. 17时相当。另外,专利文献I中公开了一种固体电解质膜,具有锂离子传导性，其特征在于，具有LaxLiyTizO3 (0. 4彡X彡0. 6、0. 4彡Y彡0. 6、0. 8彡Z彡I. 2、Y < X)的组成,并且为非晶质结构。该组成范围与Li3xLa2/3_xTi03的组成范围完全不同。另外，专利文献2中公开了一种固体电解质层，由包含含有Li、La和Ti的复合氧化物的固体电解质构成，所述固体电解质层具有非晶质层、结晶质层和晶格缺陷层。另外，专利文献2中记载了如下要点固体电解质材料的组成优选为La2/3_xLi3xTi03(0. 03彡x彡0. 167)。另外，该固体电解质材料相当于通过使用行星式球磨机并进行煅烧而合成的所谓的块体，而不是薄膜。现有技术文献专利文献专利文献I :日本特开2009-238704号公报专利文献2 日本特开2008-059843号公报非专利文献非专利文献I : Jun-Ku Ahn et al.，“Characteristics of perovskite (Li0 5La0 5)TiO3 solid electrolyte thin films grown by pulsed laser deposition forrechargeable lithium micorobattery，，，Electrochimica Acta 50 (2004) 371-37
技术实现思路
专利技术所要解决的问题从电池的高输出化的观点出发，需要Li离子传导性高的固体电解质材料。特别是在晶界处具有Li离子传导性降低的倾向，因此，需要实现晶界处的Li离子传导性的提高。本专利技术鉴于上述实际情况而完成，其主要目的在于提供晶界处的Li离子传导性高的Li-La-Ti-O系固体电解质材料。用于解决问题的方法为了解决上述问题，本专利技术中，提供一种固体电解质材料，其特征在于，由通式Li3x (La(2/3_x)_aMla) (Ti1^b) O3 表示，所述 x 满足 0 < x < 0. 17，所述 a 满足 0 彡 a 彡 0. 5，所述 b 满足 0 ^ b ^ 0. 5，所述 Ml 为选自由 Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba 构成的组中的至少一种，所述 M2 为选自由 Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga 构成的组中的至少一种，所述固体电解质材料为结晶质，并且为薄膜状，厚度在250nnT850nm的范围内。根据本专利技术，由于具有上述通式，为结晶质，为薄膜状，并且具有特定的厚度，因此，能够得到晶界处的Li离子传导性高的Li-La-Ti-O系固体电解质 材料。特别是对于本专利技术的固体电解质材料而言，通过使厚度在特定的范围内，能够使晶粒之间良好地接合，从而能够提高晶界处的Li离子传导性。上述专利技术中，优选上述X满足0.06 SxS 0.08。这是由于，如后述实施例所记载，能够得到晶界处的Li离子传导性高的固体电解质材料。上述专利技术中，优选上述a以及上述b为O。另外，本专利技术中，提供一种锂电池，包含含有正极活性物质的正极活性物质层、含有负极活性物质的负极活性物质层、和在所述正极活性物质层以及所述负极活性物质层之间形成的固体电解质层，所述锂电池的特征在于，所述固体电解质层含有上述固体电解质材料。根据本专利技术，通过使用上述固体电解质材料，能够得到高输出的锂电池。另外，本专利技术中，提供一种固体电解质材料的制造方法，其特征在于，具有原料准备工序，准备由 Li、La、Ti、Ml (Ml 为选自由 Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba 构成的组中的至少一种)、以及 M2 (M2 为选自由 Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga构成的组中的至少一种)构成的原料；薄膜形成工序，使用所述原料，通过使用氧的反应性蒸镀法，在基板上形成LiLaTiO薄膜；和加热工序，通过加热所述LiLaTiO薄膜，形成固体电解质材料，所述固体电解质材料由通式Li3x (La(2/3_x)_aMla) (Ti1^b) O3表示，所述x满足0< X < 0. 17，所述a满足0<a<0. 5，所述b满足0 < b < 0. 5，并且所述固体电解质材料为结晶质，且为薄膜状，厚度在250nnT850nm的范围内。根据本专利技术，通过使用反应性蒸镀法，能够形成致密的LiLaTiO薄膜，通过进行加热处理，能够形成结晶性高的固体电解质材料。另外，通过使固体电解质材料的厚度在特定的范围内，能够使晶粒之间良好地接合，从而能够得到晶界处的Li离子传导性高的Li-La-Ti-O系固体电解质材料。上述专利技术中，优选上述X满足0.06 SxS 0.08。这是由于，如后述实施例所记载，能够得到晶界处的Li离子传导性高的固体电解质材料。上述专利技术中，优选在上述薄膜形成工序中，通过使用氧等离子体的反应性蒸镀法形成上述LiLaTiO薄膜。上述专利技术中，优选上述基板为具有正极活性物质层或负极活性物质层的构件。这是由于在锂电池的制作中有用。专利技术效果本专利技术中，实现能够得到晶界处的Li离子传导性高的Li-La-Ti-O系固体电解质材料的效果。附图说明图I是对固体电解质材料中的Li离子传导进行说明的示意截面图。图2是表示本专利技术的锂电池的一例的示意截面图。图3是表示本专利技术的固体电解质材料的制造方法的一例的示意截面图。图4是实施例1-广1-4、比较例1-1、1-2中得到的固体电解质材料的Li离子传导性的测定结果。图5是实施例2-广2-4、比较例2_1、2_2中得到的固体电解质材料的Li离子传导 性的测定结果。图6是比较例3-广3-6中得到的固体电解质材料的Li离子传导性的测定结果。图7是现有的固体电解质材料的表面的SEM照片。图8是本专利技术的固体电解质材料的表面的SEM照片。具体实施例方式以下，对本专利技术的固体电解质材料、锂电池、以及固体电解质材料的制造方法，详细地进行说明。A.固体电解质材料首先，对本专利技术的固体电解质材料进行说明。本专利技术的固体电解质材料，其特征在于，由通式Li3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】
【专利技术属性】
技术研发人员：矢田千宏，横石章司，布赖恩·埃利奥特·海登，蒂里·勒盖尔，邓肯·克利福德·艾伦·史密斯，克里斯托弗·爱德华·李，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：
国别省市：
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