[发明专利]硫化物固体电解质

说明书

一种硫化物固体电解质，包含锂、磷、硫、以及从卤族元素中选择的2种以上的元素X，包含硫银锗矿型晶体结构，硫相对于磷的摩尔比b(S/P)以及元素X相对于磷的摩尔比c(X/P)满足下述式(1)：0.23＜c/b＜0.57…(1)。

技术领域

本发明涉及硫化物固体电解质、电极复合材料以及锂离子电池。

背景技术

近年来，随着计算机、摄像机以及移动电话等信息相关设备或者通讯设备等迅速地普及，作为其电源而利用的电池的开发也被重视起来。从高能量密度的观点来看，在该电池中，锂离子电池备受瞩目。

由于目前市售的锂离子电池使用了包含可燃性的有机溶剂的电解液，所以需要安装抑制短路时温度上升的安全装置或者在用于防止短路的结构、材料方面进行改善。与之相对地，由于将电解液变为固体电解质从而将电池全固体化的锂离子电池在电池内不使用可燃性的有机溶剂，所以被认为可以实现安全装置的简化，且制造成本及生产性优秀。

作为锂离子电池所采用的固体电解质，公知有硫化物固体电解质。作为硫化物固体电解质的晶体结构，公知有各种各样的结构，其中之一为硫银锗矿(Argyrodite)型晶体结构(专利文献1～5、非专利文献1～3)。非专利文献4及非专利文献5公开了具有Li₆PS₅X的组成且以特定的比例含有氯和溴的固体电解质。在硫银锗矿型晶体结构中，还存在锂离子传导率较高的硫银锗矿型晶体结构。然而,需要进一步改善离子传导率。此外，通常硫化物系固体电解质存在有可能与大气中的水分反应而产生硫化氢的技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2010-540396号公报

专利文献2：国际公开WO2015/011937

专利文献3：国际公开WO2015/012042

专利文献4：日本特开2016-24874号公报

专利文献5：国际公开WO2016/104702

非专利文献

非专利文献1：《德国应用化学(Angewandte Chemie Internatio nalEdition)》第47期(2008)，第4号，第755-758页

非专利文献2：《凝聚态物理Physica Status solidi》第208期(2011)，第8号,第1804-1807页

非专利文献3：《固态离子学(Solid State Ionics)》第221期(2012),第1-5页

非专利文献4：《电气化学会第82回演讲要旨集》(2015)，2H08

非专利文献5：《日本化学会第94春季年会2014年演讲预印本II》，第474页，1H2-50

发明内容

本发明的目的之一在于提供一种新的硫化物固体电解质，该硫化物固体电解质具有更高的离子传导率。

此外，本发明的目的之一在于提供一种优良的新的硫化物固体电解质，该硫化物固体电解质能够抑制硫化氢产生量。

根据本发明的一实施方式，提供了一种硫化物固体电解质，该硫化物固体电解质包含锂、磷、硫、从卤族元素中选择的2种以上的元素X，并包含硫银锗矿型晶体结构，所述硫相对于磷的摩尔比b(S/P)以及所述元素X相对于磷的摩尔比c(X/P)满足下述式(1)，

0.23＜c/b＜0.57···(1)。

此外，根据本发明的一实施方式，提供了一种包含上述硫化物固体电解质与活性物质的电极复合材料。