[發明專利]硫化物固體電解質

有效

• 申請號: 201880033384.3
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN110679028B
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 寺井恒太;佐藤淳;宇都野太
• 申請（專利權）人: 出光興產株式會社
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;C01B25/14;H01B1/06;H01B1/10;H01M4/62;H01M10/052;C01B17/22
• 代理公司: 上海立群專利代理事務所(普通合伙) 31291
• 代理人: 毛立群

本發明的目的之一在于提供一種在電池制造時的加工性良好且離子傳導率較高的硫化物固體電解質。本發明涉及一種硫化物固體電解質，包含鋰、磷以及硫，在使用CuKα射線的粉末X射線衍射中，在2θ＝25.2±0.5deg具有衍射峰A，在2θ＝29.7±0.5deg具有衍射峰B，在固體³¹P?NMR測量中，將在60～120ppm的范圍內觀測到的峰進行峰分離而得的峰的至少一個峰的半寬值為500～800Hz。

技術領域

本發明涉及硫化物固體電解質。

背景技術

近年來，隨著計算機、攝像機以及移動電話等信息相關設備或者通訊設備等迅速地普及，作為其電源而利用的電池的開發也被重視起來。從高能量密度的觀點來看，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溶劑的電解液，所以需要安裝抑制短路時溫度上升的安全裝置或者在用于防止短路的結構、材料方面進行改善。與之相對地，由于將電解液變為固體電解質從而將電池全固體化的鋰離子電池在電池內不使用可燃性有機溶劑，所以被認為可以實現安全裝置的簡化，且制造成本及生產性優良。

作為鋰離子電池所采用的固體電解質，公知有硫化物固體電解質。作為硫化物固體電解質的晶體結構，已知有各種各樣的結構，但從擴大電池的使用溫度區域的觀點出發，優選為在較廣的溫度范圍內結構難以變化的穩定的晶體結構。作為這樣的硫化物固體電解質，開發有例如具有硫銀鍺礦(Argyrodite)型晶體結構的硫化物固體電解質(例如參照專利文獻1～5)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特表2010-540396號公報

專利文獻2：國際公開WO2015/011937

專利文獻3：國際公開WO2015/012042

專利文獻4：日本特開2016-24874號公報

專利文獻5：國際公開WO2016/104702

發明內容

具有硫銀鍺礦型晶體結構的硫化物固體電解質的穩定性較高，此外，還存在離子傳導率較高的硫化物固體電解質。然而，要求進一步改善電池制造時的加工性和離子傳導率等。

本發明的目的之一在于提供一種在電池制造時的加工性良好且離子傳導率較高的硫化物固體電解質。

本發明人們深入研究的結果為，發現了與以往的具有硫銀鍺礦型晶體結構的硫化物固體電解質具有不同的特征的硫化物固體電解質。本發明的一實施方式的硫化物固體電解質在固體³¹P-NMR測量中，觀測到半寬值為500～800Hz的峰。此外，在本發明的一實施方式的硫化物固體電解質中，在粉末X射線衍射中，在2θ＝25.2±0.5deg具有衍射峰A，在2θ＝29.7±0.5deg具有衍射峰B，衍射峰B相對于Si的相對半寬值為1.3以上3.0以下，衍射峰B相對于Si的相對峰強度為0.01以上0.15以下。上述特征未在以往的硫化物固體電解質中觀測到。

本發明發現，具有上述特征的新型硫化物固體電解質在電池制造時的加工性較高，具體而言，壓密性較好且離子傳導率較高。

根據本發明的一實施方式，提供了一種硫化物固體電解質，包含鋰、磷以及硫，在使用CuKα射線的粉末X射線衍射中，在2θ＝25.2±0.5deg具有衍射峰A，在2θ＝29.7±0.5deg具有衍射峰B，在固體³¹P-NMR測量中，將在60～120ppm的范圍內觀測到的峰進行峰分離而得的峰的至少一個峰的半寬值為500～800Hz。