[发明专利]固体电解质

说明书

技术领域

本发明涉及固体电解质。

背景技术

在全固体电池领域中，以往以来已知硫化物系固体电解质材料。例如，专利文献1中报道了将Li₂S和P₂S₅以特定的摩尔比（68：32～73：27）混合，对其进行机械磨碎处理、并实施热处理，由此可得到具有高离子传导率（～2×10^-3S/cm）的玻璃陶瓷电解质粒子。然而，本材料容易水解（与水接触而产生硫化氢），高露点环境下的使用中存在限制。

专利文献2中提出了抑制该水解性的技术。然而，本技术中虽然水解性降低，但却存在离子传导率大幅下降的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-228570号公报

专利文献2：日本特开2010-199033号公报。

发明内容

本发明的课题在于提供不易水解、且具有高离子传导率的固体电解质。

根据本发明，提供以下的固体电解质等。

1. 固体电解质，其含有碱金属元素、磷、硫和卤素作为构成成分。

2. 1所述的固体电解质，其中，所述碱金属元素为锂。

3. 1或2所述的固体电解质，其中，在¹P-NMR光谱中，在75.0ppm以上且80.0ppm以下的峰区域具有峰。

4. 1～3中任一项所述的固体电解质，其中，在³¹P-NMR光谱中，在86.0ppm以上且92.0ppm以下的峰区域具有峰。

5. 1～4中任一项所述的固体电解质，其中，在³¹P-NMR光谱中，在75.0ppm以上且80.0ppm以下的第一峰区域具有第一峰，

相对于所述第一峰，处于所述第一峰区域、和86.0ppm以上且92.0ppm以下的区域即第二峰区域以外的区域的峰的强度比为0.5以下。

6. 5所述的固体电解质，其中，在所述第一峰区域和第二峰区域分别具有峰。

7. 6所述的固体电解质，其中，处于所述第二峰区域的第二峰（I₂）相对于所述第一峰（I₁）的峰强度比（I₂/I₁）为1～10。

8. 5～7中任一项所述的固体电解质，其中，离子传导率为5×10^-4S/cm以上。

9. 5～8中任一项所述的固体电解质，其中，通过水解试验得到的硫化氢浓度平均值为200ppm以下。

10. 1～4中任一项所述的固体电解质，其中，离子传导率为3×10^-4S/cm以上。

11. 1～4、10中任一项所述的固体电解质，其中，通过水解试验得到的硫化氢浓度平均值为200ppm以下。

12. 1～11中任一项所述的固体电解质，其具有下述式（A’）所示的组成，

L_aM_bP_cS_dX_e…（A’）

式中，L表示碱金属，M表示B、Al、Si、Ge、As、Se、Sn、Sb、Te、Pb或Bi、或者它们的组合，X表示I、Cl、Br或F或者它们的组合；a～e满足：0＜a≤12、0≤b≤0.2、c＝1，0＜d≤9、0＜e≤9。

13. 12所述的固体电解质，其中，所述b为0。

14. 12所述的固体电解质，其中，所述d为4。

15. 12～14中任一项所述的固体电解质，其中，所述X为I、Br或Cl。

16. 12～15中任一项所述的固体电解质，其具有结晶结构。

17. 12～14中任一项所述的固体电解质，其中，所述X为Br或Cl，且该固体电解质为非晶质。

18. 12～17中任一项所述的固体电解质，其以硫化锂和硫化磷、硫和磷、硫化磷和硫、或硫化磷和硫和磷、与

下述式（E’）所示的化合物为原料，

M_wX_x…（E’）

式中，M表示Li、B、Al、Si、P、S、Ge、As、Se、Sn、Sb、Te、Pb或Bi，X表示F、Cl、Br或I；w表示1～2的整数，x表示1～10的整数。

19. 18所述的固体电解质，其中，所述M为P，所述X为Br、I或Cl。