[發明專利]硫化物固體電解質材料和使用該材料的電池

有效

• 申請號: 201810585767.3
• 申請日: 2018-06-06
• 公開（公告）號: CN109088092B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 佐佐木出
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M10/0565
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王磊;徐健

本公開提供一種離子導電率高、硫化氫的生成量少的硫化物固體電解質材料。本公開的硫化物固體電解質材料(10)包含磷和硫。將硫化物固體電解質材料(10)的通過supgt;31/supgt;P?NMR測定得到的譜圖中出現在87.5～88.5ppm的范圍內的峰定義為第1峰，將該譜圖中出現在84.2～85.2ppm的峰定義為第2峰，第1峰的積分強度與第2峰的積分強度的比率由x:1?x表示，此時，滿足0.00926≤x≤0.37。

技術領域

本公開涉及硫化物固體電解質材料和使用該材料的電池。

背景技術

鋰二次電池具備正極、負極和配置于它們之間的電解質層。電解質層包含非水電解液或固體電解質。廣泛使用的電解液為可燃性的，因此對于使用電解液的鋰二次電池而言，需要用于確保安全性的系統。由于固體電解質為不可燃性的，因此能夠將上述系統簡化。使用固體電解質的電池被稱為全固體電池。

固體電解質大致分為有機固體電解質和無機固體電解質。前者也被稱為高分子固體電解質。室溫下的有機固體電解質的離子電導率為10^-6S/cm左右，因此難以使使用有機固體電解質的全固體電池在室溫下工作。作為后者，有氧化物固體電解質和硫化物固體電解質。

專利文獻1公開了硫化物固體電解質的結晶度為20～99％。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開2016-27554號公報

發明內容

【發明要解決的課題】

硫化物固體電解質具有容易產生有害的硫化氫這樣的課題。本公開的一個實施方式，提供離子電導率高、且硫化氫的生成量少的硫化物固體電解質材料。

【用于解決課題的手段】

本公開的一個實施方式涉及的硫化物固體電解質材料，包含磷和硫。將該硫化物固體電解質材料的通過³¹P-NMR測定得到的譜圖中出現在87.5～88.5ppm的范圍內的峰定義為第1峰，將所述譜圖中出現在84.2～85.2ppm的峰定義為第2峰，所述第1峰的積分強度與所述第2峰的積分強度的比率由x:1-x表示，此時，滿足0.00926≤x≤0.37。再者，本公開的概括或具體的實施方式，可以通過材料、電池、裝置、系統、方法以及它們的任意組合來實現。

【發明的效果】

根據本公開的一個實施方式涉及的硫化物固體電解質材料，能夠提高離子電導率，并且減少硫化氫的生成量。

附圖說明

圖1是實施方式2涉及的電池的概略剖視圖。

圖2是變形例涉及的電解質層的概略剖視圖。

圖3是表示比較例3和4的硫化物固體電解質材料中的P₂S₇晶體、PS₄晶體和PS₄玻璃的各自的含有比率的圖。

圖4是表示PS₄晶體的含有比率x、離子導電率以及硫化氫的生成量的關系的圖。

圖5是表示實施例1和2以及比較例1、2和3的NMR譜圖的圖。

附圖標記說明

10?硫化物固體電解質材料

20?電池

21?正極

22?電解質層

23?負極

24?正極活性物質粒子

25?負極活性物質粒子

26?第1電解質層