[发明专利]用于全固态二次电池的固体电解质、复合电极、全固态二次电池和制备固体电解质的方法

说明书

本公开内容提供用于全固态二次电池的固体电解质、复合电极、全固态锂二次电池和制备固体电解质的方法。用于全固态二次电池的固体电解质其中，所述固体电解质具有由式(1)表示的组成，其中1.2<x<1.75，所述固体电解质具有硫银锗矿晶体结构，和当通过使用CuKα辐射的X‑射线衍射进行分析时，所述固体电解质具有至少一个在29.65±0.50°2θ的位置处的峰。Li_7‑xPS_6‑xBr_x (1)。

对相关申请的交叉引用

本申请要求2017年11月14日在日本专利局提交的日本专利申请No.2017-0219084和2018年10月26日在韩国专利局提交的韩国专利申请No.2018-0129354的权益和优先权，且将其内容通过引用全部引入本文中。

技术领域

本公开内容涉及用于全固态二次电池的固体电解质、全固态二次电池、和制备所述固体电解质的方法。

背景技术

作为用于二次电池的非水电解质的替代物，包括固体电解质的全固态二次电池已经被检验用作二次电池。由于全固态二次电池是完全固态的，因此在电池中不含易燃的有机溶剂。这样，使用固体电解质的全固态二次电池被认为与使用非水电解质的二次电池相比具有更好的安全性性质。

全固态二次电池中使用的固体电解质可具有比非水电解质的离子电导率低的离子电导率。因此，研究和开发正在进行以提高固体电解质的离子电导率。近来，具有硫银锗矿晶体结构的固体电解质(下文中称作“硫银锗矿固体电解质”)已经被检验为是有希望的，因为硫银锗矿固体电解质具有相对高的离子电导率(例如，约10^-4S/cm-10^-3S/cm)。硫银锗矿固体电解质是已知的，例如在日本专利No.2016-24874、国际专利公布No.WO 2016/009768、日本专利No.5957144、国际专利公布No.WO 2015/011937、国际专利公布No.WO2015/012042、日本专利No.2011-96630和日本专利No.2015-72783中。具有硫银锗矿晶体结构的固体电解质被发现具有不合乎需要的高的活化能，例如，30千焦/摩尔(kJ/mol)或更大。具有高的活化能导致差的温度稳定性，因此硫银锗矿固体电解质的特性可取决于使用温度而显著变化。

因此，存在对于改善的固体电解质的需要，其对于锂是稳定的、具有合适的离子电导率和活化能、并且在多种使用温度下是稳定的。

发明内容

在这方面，本公开内容提供使用用于全固态二次电池的固体电解质的全固态二次电池和制备所述固体电解质的方法，其中所述固体电解质能够在保持具有硫银锗矿晶体结构的固体电解质的高的离子电导率的同时降低活化能。

另外的方面将部分地在随后的描述中阐明，并且部分地将从所述描述明晰，或者可通过所呈现实施方式的实践而获知。

根据一个实施方式的方面，提供用于全固态二次电池的固体电解质，所述固体电解质具有由式(1)表示的组成：

Li_7-xPS_6-xBr_x ...(1)，

其中1.2<x<1.75，所述固体电解质具有硫银锗矿晶体结构，和当通过使用CuKα辐射的X-射线衍射进行分析时，所述固体电解质至少一个在29.65±0.50°2θ的位置处的峰。

在实施方式中，式(1)中的x可满足1.23≤x≤1.5的范围。

在实施方式中，所述固体电解质可进一步满足(IB/IA)<0.5，其中当通过使用CuKα辐射的X-射线衍射进行分析时，IA为在29.65°±0.50°2θ位置处的峰的最大强度，且IB为在28.00°±0.50°2θ的位置处的峰的最大强度。