[發(fā)明專利]固體電解質(zhì)材料、固體電解質(zhì)層、氟化物離子電池和氟化物離子電池的制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711051104.5
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN108075184B
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 三木秀教
• 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;H01M10/0525
• 代理公司: 中國貿(mào)促會專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 11038
• 代理人: 陳冠欽

本發(fā)明涉及固體電解質(zhì)材料、固體電解質(zhì)層、氟化物離子電池和氟化物離子電池的制造方法。本公開以提供一種低溫下的氟化物離子傳導(dǎo)率良好的固體電解質(zhì)材料為課題。在本公開中，通過提供一種固體電解質(zhì)材料來解決所述課題，該固體電解質(zhì)材料是用于氟化物離子電池的固體電解質(zhì)材料，其特征在于，含有以具有氟鈰鑭礦結(jié)構(gòu)且含有F元素的結(jié)晶相作為主相的固體電解質(zhì)粒子和CsF，所述固體電解質(zhì)材料中的所述CsF的含量為50重量％以下。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及在例如80℃左右的較低溫下的氟化物離子傳導(dǎo)率良 好的固體電解質(zhì)材料。

背景技術(shù)

作為高電壓且高能量密度的電池，例如已知有Li離子電池。Li 離子電池是利用了Li離子與正極活性物質(zhì)的反應(yīng)以及Li離子與負(fù)極 活性物質(zhì)的反應(yīng)的陽離子基的電池。另一方面，作為陰離子基的電池， 已知有利用了氟化物離子(氟化物陰離子)的反應(yīng)的氟化物離子電池。

例如，在非專利文獻(xiàn)1中，公開了一種具有氟鈰鑭礦結(jié)構(gòu)的氟化 物離子傳導(dǎo)性固體電解質(zhì)。另外，在專利文獻(xiàn)1中，公開了一種使用 了包含溶劑和氟化物鹽的電解液的液系氟化物離子電池。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2013-145758號公報

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：Carine Rongeat et al.,“Solid Electrodes for Dluoride IonBatteries:Ionic Conductivity in Polycrystalline Tysonite-Type Fluorides”,ACSAppl.Mater.Interface 2014,6, 2103-2110,Published January 20,2014

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明所要解決的課題

但是，以往的氟化物離子固體電池雖然在例如200℃以上的高溫 下呈現(xiàn)作為高容量電池的功能，但是在低溫狀態(tài)下難以作為電池發(fā)揮 作用。作為其一個原因，可舉出在低溫狀態(tài)下，固體電解質(zhì)的氟化物 離子傳導(dǎo)率低。

本公開是鑒于上述實際情況而完成的，主要目的在于，提供在例 如80℃左右的較低溫下的氟化物離子傳導(dǎo)率良好的固體電解質(zhì)材料。

用于解決課題的手段

為了解決上述課題，在本公開中，提供一種固體電解質(zhì)材料，其 是用于氟化物離子電池的固體電解質(zhì)材料，其特征在于，含有以具有 氟鈰鑭礦結(jié)構(gòu)且含有F元素的結(jié)晶相作為主相的固體電解質(zhì)粒子和 CsF，所述固體電解質(zhì)材料中的所述CsF的含量為50重量％以下。

根據(jù)本公開，通過含有規(guī)定量的CsF，可制得在較低溫下的氟化 物離子傳導(dǎo)率良好的固體電解質(zhì)材料。

在本公開中，優(yōu)選所述結(jié)晶相具有由Ln_1-xM_xF_3-x(Ln為鑭系金屬， M為堿土金屬。x滿足0≤x≤0.2。)表示的組成。

在本公開中，優(yōu)選所述固體電解質(zhì)材料中的所述CsF的含量在20 重量％～30重量％的范圍內(nèi)。

在本公開中，提供一種固體電解質(zhì)層，其是用于氟化物離子電池 的固體電解質(zhì)層，其特征在于，含有上述的固體電解質(zhì)材料。

根據(jù)本公開，通過固體電解質(zhì)層含有上述的固體電解質(zhì)材料，可 制得在較低溫下的氟化物離子傳導(dǎo)率良好的固體電解質(zhì)層。

在本公開中，提供一種氟化物離子電池，其是具有正極層、負(fù)極 層、以及形成于所述正極層和所述負(fù)極層之間的電解質(zhì)層的氟化物離 子電池，其特征在于，所述固體電解質(zhì)層含有上述的固體電解質(zhì)材料。