固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体技术

固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体。本发明专利技术提供一种主体的锂离子传导率优异，并且可以在足够低的煅烧温度下得到晶界电阻足够低的固体电解质的成型体的固体电解质、主体的锂离子传导率优异，并且可以在足够低的煅烧温度下得到晶界电阻足够低的固体电解质的成型体的固体电解质的制造方法、以及活性物质和固体电解质之间的晶界电阻足够低的复合体。本发明专利技术的固体电解质的特征在于，其由下述组成式(1)所示。Li7‑

【技术实现步骤摘要】
固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体


[0001]本专利技术涉及一种固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体。

技术介绍

[0002]作为以便携式信息设备为主的众多电气设备的电源，利用有锂电池(包括一次电池及二次电池)。其中，作为兼顾高能量密度和安全性的锂电池，提出了将固体电解质用于在正负极间的锂的传导的全固体型锂电池(例如，参见专利文献1)。
[0003]固体电解质能够不使用有机电解液来传导锂离子，由于不会产生电解液泄漏或因驱动发热导致的电解液的挥发等，因而，其作为安全性较高的材料备受关注。
[0004]作为用于这种全固体型锂电池的固体电解质，锂离子传导性高，绝缘性优异，且化学稳定性高的氧化物系的固体电解质广为人知。作为这种氧化物，锆酸镧锂系的材料具有特别高的锂离子传导率，有望应用于电池。
[0005]在这种固体电解质为形成粒子状的固体电解质粒子的情况下，多通过压缩成型根据所需的形状来进行成型。但是，固体电解质粒子非常硬，因此，得到的得成型品中固体电解质粒子彼此的接触不充分，晶界电阻升高，进而导致锂离子电导率容易降低。
[0006]作为降低晶界电阻的方法，已知有将固体电解质粒子压缩成型之后，通过在1000℃以上的高温下烧结来将粒子彼此熔合的方法。但是，在这种方法中，组成容易因高热而产生变化，难以制造具有所需的物性的固体电解质的成型体。
[0007]因而，尝试通过在锆酸镧锂中取代一部分分元素来制得适合低温下烧结的材料。
[0008]专利文献1：日本特开2009/>‑
215130号公报

技术实现思路

[0009]然而，尚未得到可以在足够低的煅烧温度下得到晶界电阻足够低的固体电解质的成型体的固体电解质。
[0010]本专利技术是为了解决上述的课题而完成的，能够作为以下的应用例实现。
[0011]本专利技术的应用例中的固体电解质由下述组成式(1)所示。
[0012]Li7‑
y
La3(Zr2‑
x
‑
y
Ge
x
M
y
)O
12
···
(1)
[0013]式(1)中，x、y满足0.00<x≤0.40、0.00<y≤1.50，M为Sb，或者，M为Nb及Ta中的至少一种元素和Sb。
[0014]另外，本专利技术的应用例中的固体电解质的制造方法具备：
[0015]混合工序，混合包含下述组成式(1)中所含的金属元素的多种原材料，以得到混合物；
[0016]第一加热工序，对所述混合物施加第一加热处理，以制成预煅烧体；以及
[0017]第二加热工序，对所述预煅烧体施加第二加热处理，以形成下述组成式(1)所表示的晶质的固体电解质。
[0018]Li7‑
y
La3(Zr2‑
x
‑
y
Ge
x
M
y
)O
12
···
(1)
[0019]式(1)中，x、y满足0.00<x≤0.40、0.00<y≤1.50，M为Sb，或者，M为Nb及Ta中的至少一种元素和Sb。
[0020]另外，本专利技术的应用例中的复合体具备活性物质、和包覆所述活性物质的表面的一部分的本专利技术中的固体电解质。
附图说明
[0021]图1为示意性示出第一实施方式的作为二次电池的锂离子电池的构成的示意立体图。
[0022]图2为示意性示出第二实施方式的作为二次电池的锂离子电池的构成的示意立体图。
[0023]图3为示意性示出第二实施方式的作为二次电池的锂离子电池的结构的示意剖视图。
[0024]图4为示意性示出第三实施方式的作为二次电池的锂离子电池的构成的示意立体图。
[0025]图5为示意性示出第三实施方式的作为二次电池的锂离子电池的结构的示意剖视图。
[0026]图6为示意性示出第四实施方式的作为二次电池的锂离子电池的构成的示意立体图。
[0027]图7为示意性示出第四实施方式的作为二次电池的锂离子电池的结构的示意剖视图。
[0028]图8为示出第一实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的流程图。
[0029]图9为示意性示出第一实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0030]图10为示意性示出第一实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0031]图11为示意性示出固体电解质层的其它形成方法的示意剖视图。
[0032]图12为示出第二实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的流程图。
[0033]图13为示意性示出第二实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0034]图14为示意性示出第二实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0035]图15为示出第三实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的流程图。
[0036]图16为示意性示出第三实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0037]图17为示意性示出第三实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0038]图18为示出第四实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的流程图。
[0039]图19为示意性示出第四实施方式的作为二次电池的锂离子电池的制造方法的示意图。
[0040]图20为示意性示出通过CV测定得到的扫描电位
‑
响应电流的图表的图。
[0041]附图标记说明：
[0042]100
…
锂离子电池、10
…
正极、10a
…
面、20
…
固体电解质层、30
…
负极、41、42
…
集电体、210
…
正极合材、210a
…
面、210b
…
面、211
…
正极活性物质、212
…
固体电解质、220
…
电解质层、220a
…
面、330
…
负极合材、330a
…
面、330b
…
面、331
…
负极活性物质、500
…
全自动涂膜机、501
…
涂布辊、502
…
刮浆辊、503
…
刮板、504
…
输送辊、505
…
平台、506
…
基材、80
…
颗粒模、81
…
盖子、20m
…
浆料、20s
…
固体电解质形成用片材、20f
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种固体电解质，其特征在于，所述固体电解质由下述组成式(1)所示，Li7‑
y
La3(Zr2‑
x
‑
y
Ge
x
M
y
)O
12
···
(1)式(1)中，x、y满足0.00<x≤0.40、0.00<y≤1.50，M为Sb，或者，M为Nb及Ta中的至少一种元素和Sb。2.一种固体电解质的制造方法，其特征在于，具备：混合工序，混合包含下述组成式(1)中所含的金属元素的多种原材料，得到混合物；第一加热工序，对所述混合物施加第一加热处理，制成预煅烧体；以及第二加热工序，对所述预煅烧体施加第二加热处理，形成下述组成式(1)所表示的晶质的固体电解质，...

【专利技术属性】
技术研发人员：山本均，寺冈努，横山知史，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：