[发明专利]固体电解质及其制造方法

说明书

本发明涉及一种具有硫银锗矿型晶体结构的固体电解质的制造方法，具有：混合工序，将原料混合，使得锂(Li)、磷(P)、硫(S)、氧(O)及卤素(X)满足下述式(11)～(14)；加热工序，对通过混合工序得到的混合物进行加热。4.8≤Li/P≤5.3…(11)3.8≤S/P≤4.4…(12)0＜O/P≤0.8…(13)1.0＜X/P≤2.0…(14)(式(11)为Li相对于P的摩尔比，式(12)为S相对于P的摩尔比，式(13)为O相对于P的摩尔比，式(14)为卤素(X)相对于P的摩尔比)。

技术领域

本发明涉及固体电解质及其制造方法。

背景技术

已知硫化物固体电解质会因空气中的水分而劣化。对此，例如，在专利文献1公开了一种固体电解质，其特征在于，含有由硫银锗矿(Argyrodite)型晶体结构构成的Li_7-aPS_6-aHa_a(Ha表示卤素，a为0.2＜a≤1.8)及Li₃PS₄，在通过X射线衍射法(XRD)测量得到的X射线衍射图谱中，出现在源自Li₃PS₄的衍射角2θ＝26.0～28.8°的位置的峰强度相对于出现在源自硫银锗矿型晶体结构的衍射角2θ＝24.9～26.3°的位置的峰强度的比率为0.04～0.3。在专利文献2公开了一种硫化物固体电解质，固体电解质中混合有碱性化合物，所述碱性化合物中包含的碱金属的摩尔量相对于固体电解质中包含的Li的摩尔量的比为1/1000以上1/25以下。

此外，在专利文献3及4公开了包含锂、磷、硫及卤素并具有立方晶系硫银锗矿型晶体结构的硫化物类固体电解质粒子和表面被具有包含锂、磷及硫的非硫银锗矿型晶体结构的化合物包覆的锂二次电池用硫化物类固体电解质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2019/131725号

专利文献2：日本特开2017-120728号公报

专利文献3：国际公开第2019/176895号

专利文献4：日本专利第6293383号

发明内容

在专利文献1～4的固体电解质中，未充分兼顾抑制硫化氢的产生与离子传导率，要求进一步的改善。

本发明的目的在于提供一种抑制硫化氢的产生并且具有较高离子传导率的固体电解质及其制造方法。

根据本发明的一实施方式，提供一种具有硫银锗矿型晶体结构的固体电解质的制造方法，具有：混合工序，将原料混合，使得锂(Li)、磷(P)、硫(S)、氧(O)及卤素(X)满足下述式(11)～(14)；加热工序，对通过所述混合工序得到的混合物进行加热。

4.8≤Li/P≤5.3…(11)

3.8≤S/P≤4.4…(12)

0＜O/P≤0.8…(13)

1.0＜X/P≤2.0…(14)

(式(11)为Li相对于P的摩尔比，式(12)为S相对于P的摩尔比，式(13)为O相对于P的摩尔比，式(14)为卤素(X)相对于P的摩尔比。)

此外，根据本发明的一实施方式，提供一种固体电解质，具有包含锂(Li)、磷(P)、硫(S)、氧(O)及卤素(X)的硫银锗矿型晶体结构，所述固体电解质中Li₃PO₄晶体结构占总晶体的比例为0.1质量％以上3.0质量％以下，所述固体电解质满足下述式(21)～(23)。

4.8≤Li/P≤5.3…(21)

3.8≤S/P≤4.4…(22)