[发明专利]固体电解质材料和使用它的电池

说明书

本公开提供一种具有高的锂离子传导率的固体电解质材料。本公开的固体电解质材料包含Li、M、O和X，M是选自Nb和Ta中的至少一种元素，X是选自Cl、Br和I中的至少一种元素。

技术领域

本公开涉及固体电解质材料和使用它的电池。

背景技术

专利文献1公开了一种使用硫化物固体电解质材料的全固体电池。

在先技术文献

专利文献1：日本特开2011-129312号公报

发明内容

发明要解决的课题

本公开的目的是提供一种具有高的锂离子传导率的固体电解质材料。

用于解决课题的手段

本公开的固体电解质材料，包含Li、M、O和X，其中，M是选自Nb和Ta中的至少一种元素，X是选自Cl、Br和I中的至少一种元素且包含Cl。

发明的效果

本公开提供一种具有高的锂离子传导率的固体电解质材料。

附图说明

图1表示第2实施方式的电池1000的剖视图。

图2表示第2实施方式的电极材料1100的剖视图。

图3表示用于评价固体电解质材料的离子传导率的加压成型模具300的示意图。

图4是表示试样1的固体电解质材料的离子传导率的温度依赖性的图表。

图5是表示试样1、8和9的固体电解质材料的X射线衍射图的图表。

图6是表示试样1～7的固体电解质材料的X射线衍射图的图表。

图7是表示试样1的电池的初期放电特性的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。

(第1实施方式)

第1实施方式的固体电解质材料，包含Li、M、O和X，其中，M是选自Nb和Ta中的至少一种元素，X是选自Cl、Br和I中的至少一种元素，并且包含Cl。第1实施方式的固体电解质材料具有高的锂离子传导率。

第1实施方式的固体电解质材料，能够在设想的电池的使用温度范围(例如-30℃～80℃的范围)内维持高的锂离子传导率。因此，使用了第1实施方式的固体电解质材料的电池，即使在存在温度变化的环境中也能够稳定地工作。

从安全性的观点出发，期望第1实施方式的固体电解质材料中不含硫。不含硫的固体电解质材料即使暴露于大气中也不会产生硫化氢，因此安全性优异。请注意专利文献1公开的硫化物固体电解质材料如果暴露于大气中则会产生硫化氢。

为了提高固体电解质材料的离子传导性，M可以包含Ta。

为了提高固体电解质材料的离子传导率，Ta相对于Nb和Ta的合计的摩尔比可以为0.5以上且1.0以下。即、在将构成M的Nb的物质量设为m_Nb，将构成M的Ta的物质量设为m_Ta时，可以满足式子：0.5≤m_Ta/(m_Nb+m_Ta)≤1.0。

为了进一步提高固体电解质材料的离子传导率，可以满足式子：m_Ta/(m_Nb+m_Ta)＝1.0。即、M可以是Ta。