[发明专利]固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体

说明书

固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体。提供：固体电解质，主体的锂离子电导率优异，并且可以在充分低的烧制温度下得到晶界电阻充分低的固体电解质的成型体；固体电解质的制造方法，主体的锂离子电导率优异，并且可以在充分低的烧制温度下得到晶界电阻充分低的固体电解质的成型体；以及复合体，活性物质和固体电解质之间的晶界电阻充分低。本发明的固体电解质的特征在于，由下述组成式(1)所示：Li₇(La_3‑xBix)Zr₂O₁₂…(1)式(1)中，x满足0.05x0.40。

技术领域

本发明涉及一种固体电解质、固体电解质的制造方法及复合体。

背景技术

作为以便携式信息设备为主的众多电气设备的电源，利用有锂电池(包括一次电池及二次电池)。其中，作为兼顾高能量密度和安全性的锂电池，提出了将固体电解质用于正负极间的锂的传导的全固体型锂电池(例如，参见专利文献1)。

固体电解质能够不使用有机电解液来传导锂离子，不会产生由电解液泄露或驱动发热导致的电解液的挥发等，因而，其作为一种安全性高的材料备受关注。

作为用于这种全固体型锂电池的固体电解质，锂离子电导率高，绝缘性优异，且化学稳定性高的氧化物系的固体电解质广为人知。作为这种氧化物，锆酸镧锂系的材料具有特别高的锂离子电导率，有望应用于电池。

在这种固体电解质为形成粒子状的固体电解质粒子的情况下，多通过压缩成型来与所需的形状相对应地成型。但是，固体电解质粒子非常硬，因而，在得到的成型品中，固体电解质粒子彼此的接触不充分，晶界电阻增高，锂离子电导度容易降低。

作为降低晶界电阻的方法，已知有在将固体电解质粒子压缩成型之后，在1000℃以上的高温烧结，由此使粒子彼此融合的方法。但是，在这种方法中，组成容易因高热产生变化，从而难以制造具有所需的物性的固体电解质的成型体。

因此，尝试了通过在锆酸镧锂中置换部分元素来制成适合低温下烧结的材料。

专利文献1：日本特开2009-215130号公报

然而，未得到可以在充分低的烧制温度下得到晶界电阻充分低的固体电解质的成型体的固体电解质。

本发明是为了解决上述的课题而提出，能够作为以下的应用例来实现。

发明内容

本发明的应用例所涉及的固体电解质由下述组成式(1)所示。

Li₇(La_3-xBi_x)Zr₂O₁₂···(1)

式(1)中，x满足0.05x0.40。

另外，本发明的应用例所涉及的固体电解质的制造方法具备：

混合工序，混合包含下述组成式(1)所包含的金属元素的多种原材料，以得到混合物；

第一加热工序，对所述混合物施加第一加热处理，以制成预烧制体；以及

第二加热工序，对所述预烧制体施加第二加热处理，以形成下述组成式(1)所示的晶质的固体电解质。

Li₇(La_3-xBi_x)Zr₂O₁₂···(1)

式(1)中，x满足0.05x0.40。

另外，本发明的应用例所涉及的复合体具备：活性物质；以及本发明的固体电解质，包覆所述活性物质的表面的一部分。

附图说明