本发明专利技术的主要目的在于提供Li离子传导性良好的固体电解质材料。本发明专利技术通过提供如下固体电解质材料来解决所述问题，所述固体电解质材料的特征在于，由通式Lix(La1-aM1a)y(Ti1-bM2b)zOδ表示，所述x、所述y和所述z满足x+y+z=1、0.652≤x/(x+y+z)≤0.753、0.167≤y/(y+z)≤0.232，所述a满足0≤a≤1，所述b满足0≤b≤1，所述δ满足0.8≤δ≤1.2，所述M1为选自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba组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组成的组中的至少一种。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及Li离子传导性良好的固体电解质材料。
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的高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，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 (O. 4彡X彡O. 6,0. 4彡Y彡O. 6,0. 8彡Z彡I. 2、Y < X)的组成，并且为非晶质结构。另夕卜，专利文献2中公开了一种固体电解质层，由含有Li、La和Ti的复合氧化物所形成的固体电解质构成，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中记载了如下内容固体电解质材料的组成优选为La2/3_XLI3xTiO3(O. 03彡x彡O. 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。另外，专利文献3中公开了一种由LixLayTiz03(x、y、z满足O. 08 ^ x ^ O. 75,O. 8 < z < I. 2、x+3y+4z=6)表示的I丐钛矿型复合氧化物。另外，专利文献4的实施例中公开了一种由Lia34Laa51Ti02.94表不的锂离子传导体。另外,专利文献5的实施例中公开了一种由Lia26Latl 57TiO3表示的钙钛矿型氧化物。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号公报专利文献3 :日本特开平11-079746号公报专利文献4 :日本特开平6-333577号公报专利文献5 :日本特开平9-219215号公报
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离子传导性良好的固体电解质材料。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Li离子传导性良好的固体电解质材料。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 Lix(La1^Mla)y (Ti1-J^b)zOs 表示，上述 X、上述 y 和上述 z 满足 x+y+z=l、0. 652 ( x/(x+y+z)彡O. 753,0. 167 ^ y/ (y+z)彡O. 232，上述a满足O彡a彡1，上述b满足O彡b彡1，上述 δ 满足 OK δ 彡 I. 2，上述 Ml 为选自由 Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba 组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组成的组中的至少一种。根据本专利技术，由于具有上述通式，因此，能够制成Li离子传导性良好的固体电解质材料。另外，本专利技术的固体电解质材料具有锂含有率高并且在大气中稳定的优点。上述专利技术中，优选固体电解质材料为非晶质。这是因为能够防止晶界处的电阻增 加。上述专利技术中，优选固体电解质材料为薄膜状。这是因为，能够制成致密的固体电解质材料，从而能够提高Li离子传导性。上述专利技术中，优选固体电解质材料的厚度在200ηπΓ5μπι的范围内。上述专利技术中，优选上述a和上述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、以及形成在上述正极活性物质层与上述负极活性物质层之间的固体电解质层，所述锂电池的特征在于，上述固体电解质层含有上述的固体电解质材料。根据本专利技术，通过使用上述的固体电解质材料，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 组成的组中的至少一种)和 M2 (M2 为选自由 Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga 组成的组中的至少一种)构成的原料；以及薄膜形成工序，使用上述原料，通过使用氧的反应性蒸镀法在基板上形成固体电解质材料,所述固体电解质材料由通式Lix(La1JMla)y(TihbI^b)ζ0δ 表示，上述 X、上述 y 和上述 z 满足 x+y+z=l、0. 652 ^ x/ (x+y+z) ^ O. 753、0· 167 ^ y/(y+z)彡O. 232，上述a满足O彡a彡1，上述b满足O彡b彡1，上述δ满足O. 8彡δ彡I. 2。根据本专利技术，通过使用反应性蒸镀法，能够形成致密的薄膜，并且通过设定为上述通式，能够得到Li离子传导性良好的固体电解质材料。上述专利技术中，优选上述固体电解质材料为非晶质。这是因为能够防止晶界处的电阻增加。上述专利技术中，优选上述固体电解质材料的厚度在200ηπΓ5 μ m的范围内。这是因为，能够得到致密的固体电解质材料，从而能够提高Li离子传导性。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固体电解质材料。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。这是因为在锂电池的制作中有用。专利技术效果本专利技术达到能够得到Li离子传导性良好的固体电解质材料的效果。附图说明图I是说明本专利技术的固体电解质材料的三元相图。图2是表示本专利技术的锂电池的一例的示意剖面图。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剖面图。图4是实施例f 6、比较例1、2中得到的固体电解质材料的Li离子传导率的测定结果。图5是说明实施例1飞、比较例1、2中得到的固体电解质材料的三元相图。 图6是实施例5、7 9、比较例3、4中得到的固体电解质材料的Li离子传导率的测定结果。图7是说明实施例5、7 9、比较例3、4中得到的固体电解质材料的三元相图。图8是说明实施例1(Γ15、比较例5 11中得到的固体电解质材料的三元相图。具体实施例方式以下，对本专利技术的进行详细说明。Α.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的特征在于，由通式Lix(LahMla)Y(TihbIGb)zOs表示，上述X、上述y和上述z满足x+y+z=l、O. 652 ^ x/ (x+y+z) ^ O. 753,0. 167 ^ y/ (y+z) ^ 0. 232，上述 a 满足 0 彡 a 彡 1，上述1^满足O彡b彡1，上述δ满足O. 8彡δ彡I. 2，上述Ml为选自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba组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，陶山博司，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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