[发明专利]固体电解质片

说明书

技术领域

本发明涉及固体电解质片。更详细地说，涉及扩散离子种为锂离子的固体电解质片，即可适用于高压(4V级)的全部固体锂电池的固体电解质部件的固体电解质片。

背景技术

现行的锂二次电池的电解质中使用可燃性有机溶剂，电池的起火等危险性成为问题。作为确保锂二次电池的安全性的方法，使用不燃性固体电解质是有效的，从而开发了高离子传导体。

然而，这些材料的成形体较硬，而且较脆，因此，缺乏加工性，难以薄膜化、片材化。因此，制造电池时的处理性差，因此，寻求改进。

针对这些问题，例如，公开了含有锂离子传导度无机固体电解质和高分子而成的锂离子传导度固体电解质复合体(例如，参照专利文献1)。

然而，该复合体若作为高压(4V级)的全部固体锂电池的固体电解质使用，则充电放电时引起还原反应，存在作为电池不稳定地运行的问题。

专利文献1：特开2003-331912号公报

发明内容

本发明是鉴于上述问题做成的，其目的在于提供同时具备安全性和加工性，且即使作为工作电压高的电池使用，也不氧化还原的固体电解质片。

本发明人等发明了作为构成成分含有锂、磷及硫元素的无机固体电解质，即显示极高的Li离子传导度的材料(特愿2004-35380)。还有，发现向该材料的粉体中添加粘结材料形成片材化的材料的加工性优越，且显示极高的Li离子传导度，从而完成本发明。

根据本发明可知，提供以下所述的固体电解质片、及使用其的锂电池。

1.一种固体电解质片，其包含：

无机固体电解质80～99重量％，其是煅烧包含硫化锂(Li₂S)、和五硫化磷(P₂S₅)或单体磷及单体硫的原料而得到的；

粘结材料1～20重量％。

2.根据1所述的固体电解质片，其中，

所述无机固体电解质是在150～360℃下煅烧处理由Li₂S：68～74摩尔％及P₂S₅：26～32摩尔％的组成构成的硫化物系玻璃而得到的无机固体电解质。

3.根据1或2所述的固体电解质片，其中，

所述无机固体电解质在X射线衍射(CuKα：λ＝1.5418)中，在2θ＝17.8±0.3deg、18.2±0.3deg、19.8±0.3deg、21.8±0.3deg、23.8±0.3deg、25.9±0.3deg、29.5±0.3deg、30.0±0.3deg具有衍射峰。

4.根据1～3中任一项所述的固体电解质片，其中，

离子传导度是10^-4S/cm以上，片厚度是5～500μm。

5.根据1～4中任一项所述的固体电解质片，其中，

通过形成使所述无机固体电解质彼此相接的连续体，显现所述固体电解质片的一面和对置的另一面之间的离子传导性。

6.一种锂电池，其包含1～5中任一项所述的固体电解质片。

根据本发明可知，能够提供同时具备安全性和加工性，且即使作为工作电压高的电池使用，也不氧化还原的固体电解质片。

附图说明

图1是本发明的固体电解质片的概念剖面图，(a)表示在粘结材料中分散固体电解质的结构，(b)表示形成固体电解质扩散为一层的薄膜，粘结材料作为各固体电解质的连接物存在的结构，(c)表示将粒径不同的固体电解质分散于粘结材料层的结构。

具体实施方式

以下，具体说明本发明的固体电解质片。

本发明的固体电解质片包含：无机固体电解质80～99重量％，其是煅烧硫化锂(Li₂S)、和五硫化磷(P₂S₅)或单体磷及单体硫而得到的；粘结材料1～20重量％。

作为本发明中使用的无机固体电解质，使用煅烧硫化锂、和五硫化磷或单体磷及单体硫而得到的电解质。这是因为由该成分组成构成的固体电解质显示高Li离子电导性，因此，即使片材化，也能够维持优越的离子电导性。