硫化物固体电解质的制造方法技术

本发明专利技术涉及硫化物固体电解质的制造方法。本发明专利技术的课题为提供可使用含LiBr的原料来制造提高了离子传导性能的硫化物固体电解质的硫化物固体电解质的制造方法。作为其解决手段，该方法具有投入工序：将用于制造以通式(100-x)(0.75Li2S·0.25P2S5)·xLiBr(其中x为0<x<100)为主体的硫化物固体电解质的原料投入容器；非晶化工序：在该投入工序后，制造将原料非晶化而成的非晶体；和烧成工序：在该非晶化工序后，烧成非晶体；其中，控制容器内的反应场温度，使得上述通式中含有的x以及非晶化工序中容器内的反应场温度y[℃]满足y<0.5x+1.48×102。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设及，特别地，设及使用含Li化的原料制造 的。
技术介绍
具有使用了阻燃性的固体电解质的固体电解质层的金属离子二次电池（例如裡 离子二次电池等。W下有时称为"全固体电池"）具有容易简化用于确保安全性的系统等优 点。 作为与该样的全固体电池有关的技术，例如在专利文献1中，公开了通过机械研 磨法制造LisS-PsSg系结晶化玻璃（裡离子传导性硫化物系结晶化玻璃）的技术。 现有技术文献 [000引专利文献 专利文献1 ;特开2005-228570号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题[000引在作为具有离子传导性的硫化物固体电解质的LisS-PsSs系电解质中添加了LiBr的LisS-PsSg-LiBr电解质，可显现高的离子传导性能。该些硫化物固体电解质可使用专利 文献1所公开的那样的机械研磨法来制造。然而，存在该样的问题，即，如果通过专利文献 1中公开的技术制造该些硫化物固体电解质，机械研磨中的温度变高时，容易制得离子传导 性能降低的硫化物固体电解质。 因此，本专利技术W提供可使用含Li化的原料来制造提高了离子传导性能的硫化物 固体电解质的为课题。 用于解决课题的手段 本专利技术人发现了如下锐意研究的结果；使用含Li化的原料制造W通式（100-X) (0. 75Li2S?0. 25P2Se) 'xLi化(X为0<x<100)为主体的硫化物固体电解质时，在将合成硫化 物玻璃的容器内的反应场温度设为y时，如果y达到规定温度W上，则特定的结晶相 (LisPS箱晶相。W下相同。）出现，具有该特定的结晶相的硫化物固体电解质的离子传导 性能容易降低。进一步地，本专利技术人发现，通过控制合成硫化物玻璃时的容器内的反应场温 度y，使得上述X和y满足规定的条件式，可防止上述特定的结晶相的出现，其结果是，可制 造提高了离子传导性能的硫化物固体电解质。而且，本专利技术人发现，通过控制合成硫化物玻 璃时的容器内的反应场温度y，使得上述X和y满足规定的条件式，一方面防止上述特定的 结晶相的出现，一方面容易提高离子传导性能提高了的硫化物固体电解质的生产率。本发 明是基于该些发现而完成的。 为了解决上述课题，本专利技术采用了W下的手段。良P， 本专利技术是，该制造方法具有；投入工序：将用于制 造W通式（100-x) (0.75Li2S? 0.25P2S5) ?xLiBr(其中X为 0<x<100。w下相同。）为主体 的硫化物固体电解质的原料投入容器；非晶化工序；在该投入工序后，制造将上述原料非 晶化而成的非晶体；和烧成工序；在该非晶化工序后，烧成非晶体；其中，控制上述容器内 的反应场温度，使得上述通式中含有的x、W及在非晶化工序中容器内的反应场温度y 满足下述式（1)。 y<0. 5x+l. 48X 1〇2…式（1)在此，在本专利技术中，所谓"W通式（lOO-xHO.75叫5? 0.25P2S5) ? xLiBr 为主体的硫化物固体电解质"，是指硫化物固体电解质中含有的W通式（100-X) (0. 75Li2S.O.25P2S5)*xLi化表示的硫化物固体电解质的比例至少在50mol%W上。另 外，"用于制造W通式（100-X) (0.75Li2S? 0. 25P2Sg) ? xLi化为主体的硫化物固体电解质 的原料"只要是可制造LisS-PsSg-LiBr电解质的原料（W下有时仅称作"电解质原料"）， 就不特别地限定。作为该样的电解质原料，除LisS.PsSgW及Li化的组合外，还可W例举 含有Li、P、SW及化的其它原料的组合等。另外，在本专利技术中，"投入工序"只要是向容 器中至少投入电解质原料的工序即可，也可W是在向容器中投入电解质原料的同时投入例 如湿式机械研磨法中使用的液体的工序。另外，在本专利技术中，"非晶化工序"可W是使用姪 等不与原料及生成的电解质反应的液体的湿式机械研磨法，可W是不使用该液体的干式机 械研磨法，也可W是烙融急冷法。此外，也可使用通过对投入容器内的原料加热、揽拌W使 之反应从而使原料非晶化的除机械研磨W外的方法。而且，在通过机械研磨法进行非晶化 的方式的非晶化工序的情况下，所谓"控制容器内的反应场温度使得满足式（1)"，意味着 控制容器内的反应场温度使得在非晶化工序中的反应场的最高温度满足式（1)。与此相 对，在通过烙融急冷法进行非晶化的方式的非晶化工序的情况下，所谓"控制容器内的反 应场温度使得满足式（1)"，意味着控制容器内的反应场温度，使得在非晶化工序中，一旦 升温到成为y^ 0 . 5X+1.48X102的温度后急冷时的达到温度（最低温度）满足式（1)。 另外，在本专利技术中，"烧成工序"是通过烧成在非晶化工序中得到的非晶体，制造结晶化的 LiaS-PaSg-Li化电解质的工序。烧成工序只要是在不形成上述特定的结晶相的同时，制造结 晶化的LisS-PsSe-Li化电解质的工序，其方式就不特别地限定。 通过具有边进行控制，使原料非晶化时的容器内的反应场温度y，使其满足上述式 (1)，边使原料非晶化的非晶化工序，可不使成为离子传导性降低因素的特定的结晶相产生 来制造结晶化的LisS-PsSg-Li化电解质。通过不使成为离子传导性降低因素的结晶产生， 可提高制造的LiaS-PaSg-LiBr电解质的离子传导性能。 另外，在上述本专利技术中，X可W为X^ 5巧兰x<100)。[001引另外，在上述本专利技术中，在非晶化工序中，优选使容器内的反应场温度为40°cw上。通过该种方式，由于容易提高将原料非晶化、合成硫化物玻璃的速度，因此，变得容易降 低硫化物固体电解质的制造成本。 另外，在上述本专利技术中，在非晶化工序中，优选向容器内赋予热能。通过该种方式， 通过控制赋予的热能，变得容易控制硫化物玻璃的合成速度。其结果，提高了硫化物玻璃的 合成速度，而且变得容易制造具有优异的离子传导性能的硫化物固体电解质。 在此，所谓"向容器内赋予热能"，除了通过从容器的外侧加热向容器内赋予热能 的方式W外，能够例举即使不使用外部热源也能在容器内使热能产生，且通过抑制放热可 w使容器内的反应场温度为规定温度w上的方式（例如，在机械研磨法中，使用与从容器 的外侧加热时使用的容器相比更大的容器的方式）等。 另外，在上述本专利技术中，非晶化工序可W是通过湿式机械研磨法将原料非晶化的 工序。即使是该种方式，也可使用含有Li化的原料制造提高了离子传导性能的硫化物固体 电解质。[00巧专利技术效果 根据本专利技术，能够提供可使用含Li化的原料来制造提高了离子传导性能的硫化 物固体电解质的。【附图说明】【图1】是说明本专利技术的的图。【图2】是示出X射线衍射测定结果的图。【图3】是示出X射线衍射测定结果的图。【图4】是示出X射线衍射测定结果的图。[002引【图5】是说明实验结果的图。【具体实施方式】 下面，一边参照附图一边对本专利技术进行说明。而且，W下示出的方式是本专利技术的例 示，本专利技术不限于W下示出的方式。 图1是说明本专利技术的（W下有时仅称作"本专利技术"） 的图。图1所示的本专利技术具有投入工序（S1)、非晶化工序（S2)、回收工序（S3)、干燥工序 (S4)和烧成工序（S5)。[003U 投入工序（W下有时称作"S1")是向容器中投入用本文档来自技高网...

【技术保护点】
硫化物固体电解质的制造方法，该方法具有：投入工序：将用于制造以通式(100‑x)(0.75Li2S·0.25P2S5)·xLiBr为主体的硫化物固体电解质的原料投入容器，其中，x为0<x<100，非晶化工序：在所述投入工序后，制作将所述原料非晶化而成的非晶体，和烧成工序：在所述非晶化工序后，烧成所述非晶体，控制所述容器内的反应场温度，使得所述通式中含有的x、以及所述非晶化工序中所述容器内的反应场温度y[℃]满足下述式(1)：y<0.5x+1.48×102        …式(1)。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：田中拓海，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP