[發明專利]固體電解質材料和使用它的電池

在審

• 申請號: 201980062289.0
• 申請日: 2019-10-31
• 公開（公告）號: CN112753079A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 田中良明;上野航輝;淺野哲也;酒井章裕
• 申請（專利權）人: 松下知識產權經營株式會社
• 主分類號: H01B1/06
• 分類號: H01B1/06;C01G33/00;C01G35/00;H01B1/08;H01M10/052;H01M10/0562
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 王磊;劉靜

本公開提供一種具有高的鋰離子傳導率的固體電解質材料。本公開的固體電解質材料包含Li、M、O和X，M是選自Nb和Ta中的至少一種元素，X是選自Cl、Br和I中的至少一種元素。

技術領域

本公開涉及固體電解質材料和使用它的電池。

背景技術

專利文獻1公開了一種使用硫化物固體電解質材料的全固體電池。

在先技術文獻

專利文獻1：日本特開2011-129312號公報

發明內容

發明要解決的課題

本公開的目的是提供一種具有高的鋰離子傳導率的固體電解質材料。

用于解決課題的手段

本公開的固體電解質材料，包含Li、M、O和X，其中，M是選自Nb和Ta中的至少一種元素，X是選自Cl、Br和I中的至少一種元素且包含Cl。

發明的效果

本公開提供一種具有高的鋰離子傳導率的固體電解質材料。

附圖說明

圖1表示第2實施方式的電池1000的剖視圖。

圖2表示第2實施方式的電極材料1100的剖視圖。

圖3表示用于評價固體電解質材料的離子傳導率的加壓成型模具300的示意圖。

圖4是表示試樣1的固體電解質材料的離子傳導率的溫度依賴性的圖表。

圖5是表示試樣1、8和9的固體電解質材料的X射線衍射圖的圖表。

圖6是表示試樣1～7的固體電解質材料的X射線衍射圖的圖表。

圖7是表示試樣1的電池的初期放電特性的圖表。

具體實施方式

以下，參照附圖對本公開的實施方式進行說明。

(第1實施方式)

第1實施方式的固體電解質材料，包含Li、M、O和X，其中，M是選自Nb和Ta中的至少一種元素，X是選自Cl、Br和I中的至少一種元素，并且包含Cl。第1實施方式的固體電解質材料具有高的鋰離子傳導率。

第1實施方式的固體電解質材料，能夠在設想的電池的使用溫度范圍(例如-30℃～80℃的范圍)內維持高的鋰離子傳導率。因此，使用了第1實施方式的固體電解質材料的電池，即使在存在溫度變化的環境中也能夠穩定地工作。

從安全性的觀點出發，期望第1實施方式的固體電解質材料中不含硫。不含硫的固體電解質材料即使暴露于大氣中也不會產生硫化氫，因此安全性優異。請注意專利文獻1公開的硫化物固體電解質材料如果暴露于大氣中則會產生硫化氫。

為了提高固體電解質材料的離子傳導性，M可以包含Ta。

為了提高固體電解質材料的離子傳導率，Ta相對于Nb和Ta的合計的摩爾比可以為0.5以上且1.0以下。即、在將構成M的Nb的物質量設為m_Nb，將構成M的Ta的物質量設為m_Ta時，可以滿足式子：0.5≤m_Ta/(m_Nb+m_Ta)≤1.0。

為了進一步提高固體電解質材料的離子傳導率，可以滿足式子：m_Ta/(m_Nb+m_Ta)＝1.0。即、M可以是Ta。