[发明专利]硫化物固体电解质

说明书

提供硫化物固体电解质材料，其具有不含Ge、Li含量比以往技术少的组成，兼具锂离子传导性、化学稳定性。具有如下晶体结构的硫化物固体电解质：由组成式(Li_{3.45+β‑4α}Sn_α)(Si_0.36Sn_0.09)(P_0.55‑βSi_β)S₄表示在此，α≤0.67；β≤0.33；0.43α+β，其中不包含β＝0.2时的0.23α≤0.4和β＝0.3时的0.13α≤0.4；或者由组成式Li_7+γSi_γP_1‑γS₆表示，在此，0.1≤γ0.3。

技术领域

本发明涉及硫化物固体电解质，其为不含Ge、固溶有Sn-Si的硫化物固体电解质，特别是在以往未确认的组成范围内具有晶体结构。

背景技术

随着近年来的计算机、摄像机和便携电话等信息关联设备和通信设备等的快速普及，作为其电源利用的电池的开发正受到重视。另外，在汽车产业界等中也正在进行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出发，锂电池受到关注。

当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和用于防止短路的结构·材料方面的改善。与此相对，将电解液变为固体电解质层、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，因此认为实现安全装置的简化，制造成本和生产率优异。

作为用于全固体锂电池的固体电解质材料，已知有硫化物固体电解质材料。例如，在非专利文献1中公开了具有Li_(4-x)Ge_(1-x)P_xS₄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。进而，在非专利文献2中也公开了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等，“Lithium Ionic Conductor Thio-LISICON:TheLi₂S-GeS₂-P₂S₅ System”,Journal of The Electrochemical Society,148(7)A742-A746(2001)

非专利文献2：Noriaki Kamaya等,“A lithium superionic conductor”,NatureMaterials,Advanced online publication,31 July 2011,DOI:10.1038/NMAT3066

发明内容

发明所要解决的课题

从电池的高输出化的观点出发，需求离子传导性良好的固体电解质材料。

非专利文献2报道了呈现12×10^-3Scm^-1这样的与电解液相匹敌的程度的高离子传导率的Li₁₀GeP₂S₁₂(以下有时称作“LGPS系硫化物固体电解质”、“LGPS”等)。