[发明专利]锂离子导电性物质、使用了该锂离子导电性物质的锂离子导电性固体电解质、锂离子电池的电极保护层、及该锂离子导电性物质的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子导电性物质、使用了该锂离子导电性物质的锂离子导电性固体电解质、锂离子电池的电极保护层、及该锂离子导电性物质的制造方法。

背景技术

近些年，随着便携式计算机、手机等便携设备、及电动汽车等的发展，对可小型化、轻量化的高容量电池、电容器的要求正在提高。

作为高容量的电池、电容器，以往以来一直在研究锂离子电池、锂-空气电池、锂离子电容器等使用锂离子导电性物质的电池、电容器。

其中，锂离子电池已经被实际使用，作为其电解质，使用了将高氯酸锂等无机电解质溶解在有机电解液中的液体电解质。由于有液体泄露、蒸发等可能性，因此液体的电解质存在安全性、储存性、长期可靠性等问题。

为了解决该问题，研究了可在固体状态下使用的锂离子导电性物质。特别是，对于作为下一代电池而被期待的Li-空气电池，其作为可带来安全性的不可燃性、以及无透水性的耐水性高的材料，作为陶瓷材料的固体的锂离子导电性物质的研究正在进行。作为固体的锂离子导电性物质，例如在专利文献1中公开了将Li_1+x+yAl_xTi_2-xSi_yP_3-yO₁₂的一部分取代的材料，在专利文献2中公开了将由Li_xLa_yTiO₃所表示的钙钛矿型结构物质及其一部分取代的材料。另外，在非专利文献1中公开了Li_xZr₂(PO₄)₃，在非专利文献2中公开了Li_1.2Zr_1.9Ca_0.1(PO₄)₃。

<现有技术文献>

<专利文献>

专利文献1：(日本)特开2007-134305号公报

专利文献2：(日本)特开平6-333577号公报

<非专利文献>

非专利文献1：Sol id State Ionics123(1999)173-180

非专利文献2：Journal of Power Sources196(2011)7760-7762

发明内容

<本发明所要解决的技术问题>

然而，对于专利文献1、2、非专利文献1、2中公开的具有钙钛矿型结构、或NASICON型构造的固体的锂离子导电性物质，尽管其综合导电率较高，但也仅是10^-4Scm^-1左右。与现在所使用的液体的锂离子导电性物质相比，由于其晶界电阻较高因此在室温区域内的锂离子导电性较低，难以说是充分的性能。再有，还存在当进行大面积化时难以制造出表面粗糙精度较高的产品的问题。

由此，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种锂离子导电性高的固体的锂离子导电性物质。

<用于解决技术问题的方案>

本发明提供一种锂离子导电性物质，其特征在于，含有在由Li_1+x+yAl_xTi_2-xSi_yP_3-yO₁₂(0≤x≤1、0≤y≤1)所表示的复合氧化物中掺杂选自Zr、Hf、Y、Sm的至少一种元素的化合物。

<发明的效果>

根据本发明，能够提供一种锂离子导电性优良的固体的锂离子导电性物质。

附图说明

图1是表示关于本发明的实施例1中所得到的试剂的离子导电率的烧结温度依赖性。

图2是表示关于本发明的实施例1中所得到的以1100℃度烧结的试剂的离子导电率的温度依赖性。

图3是本发明的实施例1中所得到的试剂的X射线衍射图案。

图4是本发明的实施例1中所得到的以1100℃度烧结试剂的SEM照片及EDX匹配结果。

图5是用于对本发明的实施例2中所得到的试剂的曲率性能进行说明的照片。

图6是本发明的实施例5中所得到的片材的剖面部的电子显微镜照片。

具体实施方式

以下，对本发明的实施方式进行说明，本发明并不限定于下述实施方式，在不超出本发明的范围的情况下，可对下述实施方式进行各种变形及置换。