本发明专利技术的课题在于提供了离子传导性良好、且能够抑制充放电效率下降的硫化物固体电解质材料。本发明专利技术提供硫化物固体电解质材料，其特征在于，含有Li元素、P元素和S元素，在使用了CuKα射线的X射线衍射测定中的2θ＝30.21°±0.50°的位置具有峰，基本上不含有属于第3族～第16族的金属元素，由此解决了上述课题。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及离子传导性良好、且能够抑制充放电效率下降的硫化物固体电解质材 料。
技术介绍
随着近年来个人电脑、摄像机和手机等的信息关联设备、通信设备等的快速普及， 作为其电源而被利用的电池的开发正受到重视。另外，在汽车产业界中，也正在推进电动汽 车用或混合动力汽车用的高输出且高容量的电池的开发。当前，在各种电池中，从能量密度 高的观点考虑，锂电池正受到关注。 目前市售的锂电池由于使用包含可燃性的有机溶剂的电解液，因此需要安装抑制 短路时的温度上升的安全装置、在用于防止短路的结构?材料方面进行改善。与此相对，将 电解液变更为固体电解质层而使电池全固体化的锂电池由于在电池内不使用可燃性的有 机溶剂，因此可认为实现了安全装置的简化，制造成本、生产率优异。 作为用于全固体锂电池的固体电解质材料，已知的有硫化物固体电解质材料。例 如，在非专利文献1中，公开了一种具有Li(4-x)Ge(i- x：)PxS4的组成的Li离子传导体(硫化物固 体电解质材料）。另外，在专利文献1中，公开了一种在X射线衍射测定中具有特定峰的结晶 相的比例高的LiGePS系的硫化物固体电解质材料。另外，在非专利文献2中，公开了一种 LiGePS系的硫化物固体电解质材料。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:国际公开第2011/118801号 非专利文献 非专利文献 1: Ryoji Kanno et al ·，"Lithium Ionic Conductor Thio-LISICON The Li2S-GeS2-P2S5System，> , Journal of The Electrochemical Society, 148(7)A742-A746(2001) 非专利文南犬 2 :Noriaki Kamaya et al ·，"A lithium superionic conductor"， Nature Materials ,Advanced online publication ,31 July 2011,D01:10.1038/ NMAT3066
技术实现思路
专利技术所要解决的课题 从电池的高输出化的观点考虑，需要离子传导性良好的固体电解质材料。在专利 文献1中，公开了在X射线衍射测定中具有特定峰的结晶相的比例高的硫化物固体电解质材 料具有良好的离子传导性。另一方面，专利文献1所记载的LiGePS系硫化物固体电解质材料 的耐还原性(特别是充电时的耐还原性)低。因此，例如在使用这样的硫化物固体电解质材 料制作电池的情况下，存在充放电效率低的问题。 本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其主要目的在于提供一种离子传导性良好、且 能够抑制充放电效率下降的硫化物固体电解质材料。 用于解决课题的手段 为了解决上述课题，在本专利技术中，提供了一种硫化物固体电解质材料，其特征在 于，含有Li元素、P元素和S元素，在使用了 CuKa射线的X射线衍射测定中的2Θ = 30.21° 土 0.50°的位置具有峰，基本上不含有属于第3族~第16族的金属元素。 根据本专利技术，由于具备具有20 = 30.21°附近的峰的结晶相，因此能够制成离子传 导性良好的硫化物固体电解质材料。进而，由于硫化物固体电解质材料基本上不含有属于 第3族~第16族的金属元素，因此能够制成耐还原性高且能够抑制充放电效率下降的硫化 物固体电解质材料。 在上述专利技术中，优选硫化物固体电解质材料包含⑶岭+必―XS4(0 < X < 0.2,0<y< 0.3)的组成。 在上述专利技术中，优选硫化物固体电解质材料包含Li^PhSKO. 1 < X < 0.2)的组 成。 在上述专利技术中，优选在2Θ = 24.60° ±0.50°的位置进一步具有峰。另外，在本专利技术中，提供一种硫化物固体电解质材料，其特征在于，含有如下的晶 体结构：具有由Li元素和S元素构成的八面体?、由P元素和S元素构成的四面体Ti以及由P 元素和S元素构成的四面体T2,上述四面体Ti和上述八面体?共有棱，上述四面体T 2和上述 八面体?共有顶点。根据本专利技术，由于八面体?、四面体Ti和四面体!^具有规定的晶体结构（三维结 构），因此能够制成离子传导性良好的硫化物固体电解质材料。进而，由于上述晶体结构由 Li、P和S构成且上述晶体结构不含有属于第3族~第16族的金属元素，因此能够制成耐还原 性高且能够抑制充放电效率下降的硫化物固体电解质材料。 在上述专利技术中，优选硫化物固体电解质材料包含Li^y+sPi-XS4(0 < X < 0.2,0<y < 0.3)的组成。 在上述专利技术中，优选硫化物固体电解质材料包含Li^PhSKO. 1 < X < 0.2)的组 成。另外，在本专利技术中，提供一种电池，其具备含有正极活性物质的正极活性物质层、 含有负极活性物质的负极活性物质层以及在上述正极活性物质层和上述负极活性物质层 之间形成的电解质层，其特征在于，上述正极活性物质层、上述负极活性物质层和上述电解 质层中的至少一者含有上述的硫化物固体电解质材料。 根据本专利技术，通过使用上述的硫化物固体电解质材料，能够制成高输出且耐还原 性高的电池。 另外，在本专利技术中，提供一种硫化物固体电解质材料的制造方法，该制造方法为上 述的硫化物固体电解质材料的制造方法，其特征在于，具有:离子传导性材料合成工序，其 中使用含有上述硫化物固体电解质材料的构成成分的原料组合物，通过熔融急冷法，合成 非晶化的离子传导性材料;和加热工序，其中通过加热上述非晶化的离子传导性材料，得到 上述硫化物固体电解质材料。根据本专利技术，利用熔融急冷法进行非晶化，其后进行加热工序，由此能够得到具备 具有2Θ = 30.21°附近的峰的结晶相的硫化物固体电解质材料。因此，能够得到离子传导性 良好的硫化物固体电解质材料。进而，由于硫化物固体电解质材料具备具有20 = 30.21°附 近的峰的结晶相，因此能够得到耐还原性高且能够抑制充放电效率下降的硫化物固体电解 质材料。专利技术效果 在本专利技术中，取得了能够得到离子传导性良好且能够抑制充放电效率下降的硫化 物固体电解质材料的效果。【附图说明】 图1是说明本专利技术的硫化物固体电解质材料的晶体结构的一个例子的立体图。 图2是示出本专利技术的电池的一个例子的概要截面图。 图3是示出本专利技术的硫化物固体电解质材料的制造方法的一个例子的说明图。 图4是实施例1和比较例3中得到的硫化物固体电解质材料的X射线衍射谱。 图5是比较例1中得到的硫化物固体电解质材料的X射线衍射谱。 图6是比较例2中得到的硫化物固体电解质材料的X射线衍射谱。 图7是实施例1和比较例1、2中得到的硫化物固体电解质材料的Li离子传导率的测 定结果。 图8是使用了实施例1中得到的硫化物固体电解质材料的电池的充放电试验的结 果。 图9是使用了比较例3中得到的硫化物固体电解质材料的电池的充放电试验的结 果。 图10是使用了比较例4中得到的硫化物固体电解质材料的电池的充放电试验的结 果。 图11是使用了比较例5中得到的硫化物固体电解质材料的电池的充放电试验的结 果。图12是使用了实施例1和比较例3~5中得到的硫化物固体电解质材料的电池的本文档来自技高网...
【技术保护点】
硫化物固体电解质材料，其特征在于，含有Li元素、P元素和S元素，在使用了CuKα射线的X射线衍射测定中的2θ＝30.21°±0.50°的位置具有峰，基本上不含有属于第3族～第16族的金属元素。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：菅野了次，平山雅章，加藤祐树，大友崇督，山崎久嗣，
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
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