[發(fā)明專利]硫化物固體電解質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201780048970.0
• 申請(qǐng)日: 2017-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN109526242B
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宇都野太;寺井恒太
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 出光興產(chǎn)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01M10/0562
• 分類號(hào): H01M10/0562;H01B1/06;H01B1/10;H01M4/62;H01M10/052
• 代理公司: 上海立群專利代理事務(wù)所(普通合伙) 31291
• 代理人: 毛立群

一種硫化物固體電解質(zhì)，包含鋰、磷、硫、以及從除硫以外的氧族元素以及鹵族元素構(gòu)成的組中選擇的一種以上的元素X，包含硫銀鍺礦型晶體結(jié)構(gòu)，鋰相對(duì)于磷的摩爾比a(Li/P)、硫相對(duì)于磷的摩爾比b(S/P)以及元素X相對(duì)于磷的摩爾比c(X/P)滿足下述式(1)～(3)，5.0≦a≦7.1(1)，1.0＜a?b≦1.5(2)，6.5≦a+c＜7.1(3)，式中，滿足b0且c0。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及硫化物固體電解質(zhì)、電極復(fù)合材料以及鋰離子電池。

背景技術(shù)

近年來，隨著計(jì)算機(jī)、攝像機(jī)以及移動(dòng)電話等信息相關(guān)設(shè)備或者通訊設(shè)備等迅速地普及，作為其電源而利用的電池的開發(fā)也被重視起來。從高能量密度的觀點(diǎn)來看，在該電池中，鋰離子電池備受矚目。

由于目前市售的鋰離子電池使用了包含可燃性的有機(jī)溶劑的電解液，所以需要安裝抑制短路時(shí)溫度上升的安全裝置或者在用于防止短路的結(jié)構(gòu)、材料方面進(jìn)行改善。與之相對(duì)地，由于將電解液變?yōu)楣腆w電解質(zhì)從而將電池全固體化的鋰離子電池在電池內(nèi)不使用可燃性有機(jī)溶劑，所以被認(rèn)為可以實(shí)現(xiàn)安全裝置的簡化，且制造成本及生產(chǎn)性優(yōu)秀。

作為鋰離子電池所采用的固體電解質(zhì)，公知有硫化物固體電解質(zhì)。作為硫化物固體電解質(zhì)的晶體結(jié)構(gòu)，公知有各種各樣的結(jié)構(gòu)，其中之一為硫銀鍺礦(Argyrodite)晶體結(jié)構(gòu)(專利文獻(xiàn)1～5、非專利文獻(xiàn)1～3)。

硫銀鍺礦晶體結(jié)構(gòu)是穩(wěn)定性較高的晶體，此外還存在離子傳導(dǎo)率較高的硫銀鍺礦晶體結(jié)構(gòu)。然而，需要開發(fā)能夠量產(chǎn)化的制造方法及進(jìn)一步改善離子傳導(dǎo)率。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特表2010-540396號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)2：國際公開WO2015/011937

專利文獻(xiàn)3：國際公開WO2015/012042

專利文獻(xiàn)4：日本特開2016-24874號(hào)公報(bào)

專利文獻(xiàn)5：國際公開WO2016/104702

非專利文獻(xiàn)

非專利文獻(xiàn)1：《德國應(yīng)用化學(xué)(Angewandte Chemie International Edition)》第47期(2008)，第4號(hào)，第755-758頁

非專利文獻(xiàn)2：《凝聚態(tài)物理Physica Status solidi》第208期(2011)，第8號(hào),第1804-1807頁

非專利文獻(xiàn)3：《固態(tài)離子學(xué)(Solid State Ionics)》第221期(2012),第1-5頁

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的之一在于提供一種新的硫化物固體電解質(zhì)，該硫化物固體電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)率高，并包含硫銀鍺礦型晶體結(jié)構(gòu)。

根據(jù)本發(fā)明的一實(shí)施方式，能夠提供一種硫化物固體電解質(zhì)，

該硫化物固體電解質(zhì)包含鋰、磷、硫、從除硫以外的氧族元素以及鹵族元素構(gòu)成的組中選擇的一種以上的元素X，

該硫化物固體電解質(zhì)包含硫銀鍺礦型晶體結(jié)構(gòu)，

所述鋰相對(duì)于磷的摩爾比a(Li/P)、所述硫相對(duì)于磷的摩爾比b(S/P)以及所述元素X相對(duì)于磷的摩爾比c(X/P)滿足下述式(1)～(3)，

5.0≦a≦7.1 (1)，

1.0＜a-b≦1.5 (2)，

6.5≦a+c＜7.1 (3)，

(式中，滿足b0且c0)。

發(fā)明效果