[發(fā)明專利]硫化物固體電解質(zhì)材料

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510043299.3
• 申請日: 2010-02-02
• 公開（公告）號: CN104659411B
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辰己砂昌弘;林晃敏;濱重規(guī);川本浩二;土田靖;長瀨浩;上野幸義;神谷正人
• 申請（專利權(quán)）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M4/62;H01M10/052;H01B1/06
• 代理公司: 中原信達知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司11219
• 代理人: 盛曼,金龍河

本申請是申請?zhí)枮?01080009590.4(國際申請?zhí)枮镻CT/JP2010/051407)、中國國家階段進入日為2011年8月26日(國際申請日為2010年2月2日)、發(fā)明名稱為“硫化物固體電解質(zhì)材料”的中國發(fā)明專利申請的分案申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫化氫產(chǎn)生量少的硫化物固體電解質(zhì)材料。

背景技術(shù)

近年來，隨著個人電腦、攝影機以及手機等信息關(guān)聯(lián)設(shè)備和通信設(shè)備等的快速普及，作為其電源被利用的電池的開發(fā)越來越受到重視。另外，在汽車產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域等中，正在進行電動汽車用或者混合動力汽車用的高輸出并且高容量的電池的開發(fā)。目前，在各種電池中，從能量密度高的觀點出發(fā)，鋰電池備受矚目。

目前市售的鋰電池使用含有可燃性的有機溶劑的電解液，因此，需要進行抑制短路時溫度上升的安全裝置的安裝和用于防止短路的結(jié)構(gòu)/材料方面的改善。

針對這種情況，將電解液變?yōu)楣腆w電解質(zhì)層從而使電池全固體化的鋰電池，由于電池內(nèi)沒有使用可燃性的有機溶劑，因此，可認為實現(xiàn)了安全裝置的簡化，且制造成本和生產(chǎn)率優(yōu)良。另外，作為用于這樣的固體電解質(zhì)層的固體電解質(zhì)材料，已知硫化物固體電解質(zhì)材料。

硫化物固體電解質(zhì)材料由于Li離子傳導(dǎo)性高，因此，在實現(xiàn)電池的高輸出化方面有用，一直以來進行了各種研究。例如，在專利文獻1中，公開了主要成分由Li₂S-X(X為SiS₂、GeS₂、P₂S₅、B₂S₃)構(gòu)成的玻璃狀的硫化物固體電解質(zhì)材料、和利用熔融急冷法的硫化物固體電解質(zhì)材料的制造方法。另外，專利文獻1的實施例中公開了利用熔融急冷法制造的0.6Li₂S-0.4SiS₂系硫化物固體電解質(zhì)材料、0.6Li₂S-0.4GeS₂系硫化物固體電解質(zhì)材料等。另外，專利文獻2中公開了使用在特定條件下合成的Li₂S作為原料的Li₂S-SiS₂系玻璃狀固體電解質(zhì)材料。另外，專利文獻2的實施例中公開了利用熔融急冷法制造的60Li₂S-40SiS₂系硫化物固體電解質(zhì)材料、63Li₂S-36SiS₂-1Li₃PO₄系硫化物固體電解質(zhì)材料等。

另一方面，在專利文獻3中公開了存在以Li₂S及P₂S₅為主要成分的玻璃相和結(jié)晶相的硫化物系結(jié)晶化玻璃。另外，專利文獻4中公開了在X射線衍射中具有特定衍射峰的Li₂S-P₂S₅系結(jié)晶化玻璃。

現(xiàn)有技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開平6-279050號公報

專利文獻2：日本專利第3510420號

專利文獻3：日本特開2002-109955號公報

專利文獻4：日本特開2005-228570號公報

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的問題

以往的硫化物固體電解質(zhì)材料，存在與水(含有水分，以下相同)接觸時產(chǎn)生大量的硫化氫的問題。鑒于上述問題，本發(fā)明的主要目的在于，提供硫化氫產(chǎn)生量少的硫化物固體電解質(zhì)材料。

用于解決問題的方法

為了解決上述問題，本發(fā)明中提供一種硫化物固體電解質(zhì)材料，使用含有Li₂S、和第IV主族或第V主族元素的硫化物的原料組合物而成，其特征在于，實質(zhì)上不含交聯(lián)硫和Li₂S。

根據(jù)本發(fā)明，硫化物固體電解質(zhì)材料實質(zhì)上不含交聯(lián)硫和Li₂S，因此，能夠形成硫化氫產(chǎn)生量少的硫化物固體電解質(zhì)材料。

上述發(fā)明中，所述硫化物固體電解質(zhì)材料優(yōu)選為硫化物玻璃。認為這是由于：硫化物玻璃與結(jié)晶化硫化物玻璃相比更柔軟，因此，例如在制作固體電池時，能夠吸收活性物質(zhì)的膨脹收縮，循環(huán)特性優(yōu)良。

上述發(fā)明中，優(yōu)選通過拉曼光譜測定沒有檢測到所述交聯(lián)硫的峰，通過X射線衍射測定沒有檢測到所述Li₂S的峰。