CN102124600B - 发电元件以及具有该发电元件的非水电解质电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种发电元件、以及具有该发电元件的非水电解质电池，其中所述发电元件具有优异的循环特性，并且能够以令人满意的产率制得。所述发电元件包括正极层、负极层以及设置在这两种电极层之间的固体电解质层，所述固体电解质层包含Li、P、S和O，所述固体电解质层的O含量被设定成由正极层侧至负极层侧，该O含量逐步降低或连续降低。在制造均具有上述结构的发电元件时，大多数发电元件具有稳定的循环特性，即，该发电元件能够以令人满意的产率制得。

Description

发电元件以及具有该发电元件的非水电解质电池

技术领域

本发明涉及发电元件、以及具有该发电元件的非水电解质电池，其中所述发电元件具有优异的循环特性，并且能够以令人满意的产率制得。 

背景技术

近年来，非水电解质电池已经受到人们的关注，其中该非水电解质电池是通过锂离子在正极层和负极层之间的移动来进行充电和放电的。据报导，在这种电池中，Li离子传导性高的硫化物系固体电解质(例如，Li₂S-P₂S₅系电解质)被用于设置在正极层和负极层之间的电解质层。 

然而，硫化物系固体电解质的缺点在于：其对在电池充电过程中沉积在固体电解质层和负极层间界面处的金属Li不具有电化学稳定性，因而这种固体电解质易于发生分解。因此，人们试图向硫化物系固体电解质中引入氧(O)，以改善其对金属Li的电化学稳定性。此外，本申请人通过改进含O的硫化物系固体电解质层而研制出了一种电池结构(发电元件)，该电池结构具有更高的容量和优异的循环特性，其中该容量即使在进行了反复充电和放电之后也不容易降低(参见专利文献1)。 

引用列表 

专利文献 

PTL 1：日本未审查专利申请公开No.2008-152925 

发明内容

技术问题 

然而，本发明人进行了更为深入的研究，发现PTL 1中所述的电 池在电池产率方面仍存在改善的余地。这里所用的术语“电池产率”是指在所制造出的多个电池中，在进行预定次数的充放电操作后仍保持一定放电容量的电池的比例。 

具体而言，对PTL 1中所披露的发电元件进行描述。该发电元件的设计基于如下两项发现： 

“较高的氧含量会降低固体电解质层的Li离子传导性”以及 

“较高的氧含量会改善固体电解质层对负极层的金属Li的电化学稳定性”。 

鉴于上述发现，基于这样的技术观点：在负极层侧，较高的O含量会改善对金属Li的稳定性、并且使得固体电解质层整体的O含量最小化，将PTL 1中所述的固体电解质层设计成具有如下三种构造之一： 

(A)固体电解质层被分为两部分，即，正极层侧和负极层侧，并且正极层侧的O含量＜负极层侧的O含量； 

(B)固体电解质层被分为三部分，即，正极层侧、负极层侧和中间部分，并且中间部分的O含量＜正极层侧的O含量＜负极层侧的O含量；以及 

(C)固体电解质层被分为三部分，即，正极层侧、负极层侧和中间部分，并且中间部分的O含量＜负极层侧的O含量＜正极层侧的O含量。 

在构造(A)中，由正极层侧至负极层侧，锂离子传导性降低。在构造(B)和(C)中，由中间部分至负极层侧，锂离子传导性降低。形象地来说，这些构造均类似于其中距离出口越近则车道数越少的公路。与出口处所造成的交通拥堵那样，在电池充电过程中，固体电解质层的负极层侧的Li离子浓度增加。此时，如果固体电解质层中的位于固体电解质层和负极层之间的界面附近的部分的Li离子传导性不均匀，则Li离子易于聚集在Li离子传导性高的部分。通常，在电池充电过程中迁移至负极层侧的Li离子易于以金属Li的形式沉积于界面处。Li离子的聚集造成沉积的金属Li在界面处的不均匀分布。如果电池在这种情况下进行放电，则沉积的金属Li会溶解而形 成Li离子并且迁移至正极层侧。当金属Li分布不均匀时，Li离子主要从金属Li分布不均匀的部分进行迁移。这样，使电极面积大幅降低。即，不能利用电极层的全部面积进行充放电操作。因而随着充放电循环次数的增加，容量随之降低。换言之，尽管PTL 1中所述的发电元件具有高放电容量以及优异的循环特性，但是其产率往往取决于固体电解质层的负极层侧的性能。 

鉴于上述情况完成了本发明。本发明的目的是提供一种发电元件以及具有该发电元件的非水电解质电池，其中所述发电元件具有优异的循环特性，并且能够以令人满意的产率进行制造。 

解决问题的手段 

(1)根据本发明的发电元件，包括正极层、负极层、以及设置在这两种电极层之间的固体电解质层，所述固体电解质层包含Li、P、S和O，其中所述固体电解质层的O含量被设定成从所述正极层侧至所述负极层侧，该O含量逐步降低或连续降低，并且所述固体电解质层中的位于所述固体电解质层与所述负极层之间的界面附近的部分的O含量为3原子％以上。 

在具有本发明上述结构的发电元件中，固体电解质层的性质不会发生微小的变化。大多数的发电元件都具有稳定的循环特性。即，这些发电元件能够以令人满意的产率进行制造。其原因为：如下面的篇幅中所述的那样，在充电过程中，Li离子不容易局部地分布在发电元件的固体电解质层和负极层之间的界面附近。 

如上所述，在Li·P·S·O-系固体电解质层中，较高的O含量易于造成Li离子传导性降低。因此，对于本发明的构造，在电池充电过程中，当Li离子由正极层通过固体电解质层而迁移至负极层时，Li离子的传导在正极层侧受到限制。此外，随着与负极层之间距离的缩短，固体电解质层中的Li离子传导性逐渐增加。因此，Li离子在固体电解质层中均匀分散并进行迁移，从而使Li离子相对均匀地分布在固体电解质层与负极层之间的界面附近。这样，即使界面处的固体电解质层的Li离子传导性存在差异，也不会发生大量Li离子的局部聚集现象。若将固体电解质层与Li离子间的关系比作高速路与车辆 间的关系，则固体电解质层就像入口数量少、而车道数量逐渐增多的高速路。由于车流量受到入口数量的限制，因此车辆(即，Li离子)不会在出口侧造成交通拥堵。按照与上述相同的逻辑，避免了Li离子局部存在于界面处。 

此外，与负极层相邻的固体电解质层部分的O含量为3原子％以上。这有助于提高发电元件的产率。另外，对O含量的限制足以确保固体电解质层对负极层中所含金属Li的电化学稳定性、并且使Li离子传导性保持在较高水平。 

(2)在根据本发明实施方案的所述发电元件中，固体电解质层中的位于正极层与固体电解质层之间的界面附近的部分的O含量为30原子％以下。 

O含量的限定如上，从而提高了发电元件的产率。此外，可确保固体电解质层具有足够高的Li离子传导性，从而使发电元件具有适合多种应用的放电容量。 

(3)在根据本发明实施方案的所述发电元件中，固体电解质层中的位于正极层和固体电解质层之间的界面附近的部分的O含量优选为15原子％以下。 

对与正极层相邻的固体电解质层中的O含量进行限制提高了发电元件的产率。此外，还可提高固体电解质层中的Li离子传导性。另外，当制造包括该发电元件的电池时，该电池具有较高的放电容量。 

(4)在根据本发明实施方案的所述发电元件中，优选如下设定固体电解质层中的Li、P和S的浓度： 

Li浓度为20原子％至52原子％； 

P浓度为10原子％至20原子％；并且 

S浓度为30原子％至56原子％。 

对固体电解质层中的上述元素的比例进行了限定，由此提高了固体电解质层中的Li离子传导性以及Li离子的迁移数。 

(5)在根据本发明实施方案的所述发电元件中，在利用Cu-Kα辐射而获得的固体电解质层的X射线衍射图案中，以2θ表示，主峰位于16.7±0.25°、20.4±0.25°、23.8±0.25°、25.9±0.25°、29.4±0.25°、 30.4±0.25°、31.7±0.25°、33.5±0.25°、41.5±0.25°、43.7±0.25°和51.2±0.25°，并且各峰的半宽均为0.5°以下。 

表现出上述各峰的固体电解质层为结晶性的。结晶性固体电解质层的Li离子传导性往往优于非晶态的固体电解质层的Li离子传导性。具有表现出上述各峰的固体电解质层的发电元件具有高的放电容量。 

(6)在根据本发明实施方案的发电元件中，在利用Cu-Kα辐射而获得的固体电解质层的X射线衍射图案中，以2θ表示，主峰可以位于约11°和约30°，并且各峰的半宽均为10°以下。 

表现出上述各峰的固体电解质具有介于结晶结构和非结晶结构之间的弱晶体结构。非晶态固体电解质的抗应力性往往稍强于晶态固体电解质。因此，非晶态固体电解质不太容易受到应力的损害，其中该应力是在电池充电或放电过程中正极层或负极层的体积变化而导致的。因此，具有表现出上述各峰并且具有弱晶体结构的固体电解质层的发电元件往往具有优异的循环特性。 

(7)在根据本发明实施方案的发电元件中，所述固体电解质层可以为非晶态的，并且利用Cu-Kα辐射而获得的所述固体电解质层的X射线衍射图案可以不显示出任何明确的峰。 

具有未表现出上述各峰的非晶态固体电解质层的发电元件往往具有优异的循环特性。 

(8)根据本发明的非水电解质电池，其包括上述发电元件。 

包括本发明发电元件的电池具有高放电容量和优异的循环特性。这种电池可用于多种应用，例如，便携设备中所使用的电源。另外，可制得其中多个本发明的发电元件被叠加在一起的堆叠电池(stacked-cell battery)。 

发明效果 

本发明的发电元件具有优异的循环特性，因而可以适合用作非水电解质电池中所使用的发电元件。另外，根据本发明的发电元件具有高的制造产率，因而降低了电池制造所用材料的损失。 

附图说明

图1为样品29的发电元件中所包含的固体电解质层的X射线衍射图案，该X射线衍射图案表明该固体电解质层为结晶态的。 

图2为样品31的发电元件中所包含的固体电解质层的X射线衍射图案，该X射线衍射图案表明该固体电解质层具有介于结晶结构和非结晶结构之间的晶体结构。 

具体实施方式

下面将对本发明的发电元件的实施方案进行说明。 

本发明的发电元件包括正极层、负极层和设置在这两种电极层之间的固体电解质层。在这些层中，固体电解质层具有特征性组成。在下文中，首先对正极层和负极层进行简要地描述。随后对作为本发明发电元件的特征的固体电解质层进行详细描述。 

(正极层) 

正极层含有能够吸入(intercalate)和放出锂离子的正极活性材料、以及用作正极层中的Li离子传导介质的固体电解质。作为正极活性材料，适合的有由化学式LiαO₂或Liβ₂O₄(其中，α和β各自表示Co、Mn和Ni中的至少一者)所表示的材料。正极活性材料的具体例子包括LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄。此外，作为含有除Co、Mn或Ni以外的其他元素的材料，可使用(例如)LiCo_0.5Fe_0.5O₂。 

另外，可以在正极层侧(与邻近固体电解质层的一侧相对)形成集流体。作为集流体，可恰当地使用(例如)选自Al、Ni、它们的合金、以及不锈钢中的一者。 

(负极层) 

负极层含有能够吸入和放出锂离子的负极活性材料。作为负极活性材料，可使用金属Li或Li合金。能够与Li形成合金的元素的例子包括Si、Al、Ga、Ge、In、Sn、Tl和Pb。 

此外，可以在负极层侧(与邻近固体电解质层的一侧相对)形成集流体。然而，如果负极活性材料本身具有高的传导性，则可省略负极层的集流体。 

(固体电解质层) 

固体电解质层含有Li、P、S和O。固体电解质层的O含量被设定成由正极层侧至负极层侧，该O含量逐步降低或连续降低。除了不可避免的杂质外，固体电解质层可由上述四种元素构成。或者，可有意地添加除上述四种元素以外的其它元素。在这两种情况中，O含量均被设定成由正极层侧至负极层侧，该O含量降低。 

固体电解质层中所含四种元素的优选比例如下。 

*整个固体电解质层中的Li浓度为20原子％至52原子％。 

*整个固体电解质层中的P浓度为10原子％至20原子％。 

*整个固体电解质层中的S浓度为30原子％至56原子％。 

*固体电解质层中的位于固体电解质层与正极层之间的界面附近的部分的O含量为30原子％以下，更优选为15原子％以下。 

*固体电解质层中的位于固体电解质层与负极层之间的界面附近的部分的O含量为3原子％以上。该含量限定是必要的。 

此处，术语“固体电解质层中的位于界面附近的部分”表示固体电解质层的一部分，该部分由固体电解质的与负极层相接触的表面延伸至距该表面1μm或更小的位置。 

在上述四种元素中，O为重要的元素，其确保固体电解质层对金属Li的电化学稳定性，但同时也是降低固体电解质层的Li离子传导性的因素。因而，优选设定较低的O含量。 

固体电解质层可具有结晶结构、非结晶结构、或介于结晶结构和非结晶结构之间的晶体结构。固体电解质层的结晶度越高，其Li离子传导性往往越高。而固体电解质层的非晶态相的程度越高，则往往使循环特性得以改善。 

(本发明发电元件的制造方法) 

为了制造本发明的发电元件，准备(例如)由铜(Cu)、镍(Ni)、铁(Fe)、不锈钢(SUS)等构成的金属箔以用作正极集流体。或者，准备其中在绝缘基底上形成有金属层的部件。随后，在正极集流体上依次形成正极层、固体电解质层和负极层。当然，可通过准备负极集流体，并在该负极集流体上依次形成负极层、固体电解质层、正极层 和正极集流体以制造发电元件。此外，在制备固体电解质层之后，可在固体电解质层的前表面和后表面分别形成正极层和负极层。或者，直接在绝缘基底上形成正极层、固体电解质层和负极层，随后可将集流体粘附在各电极层上。 

此处，为了改变本发明发电元件中固体电解质层中的O含量，优选采用气相法，例如，气相沉积法、溅射法、离子镀法或激光烧蚀法。例如，在使用气相沉积法的情况中，可利用含氧材料和不含氧材料作为蒸发源，并随着时间逐步地或连续地改变含氧材料的蒸发速率，从而调节固体电解质层的O含量。此外，在使用激光烧蚀法的情况中，可在沉积过程中逐步地或连续地改变气氛气体中的O含量，从而调节固体电解质层的O含量。 

可采用气相法作为形成正极层和负极层的方法。或者，可通过诸如湿法工艺(例如，溶胶-凝胶法、胶体法或浇铸法)来形成正极层。 

例子 

实施例1 

下文中制得了根据实施例和比较例的发电元件。对发电元件的产率进行了评价。各发电元件均是通过在待形成为正极集流体的基底上依次堆叠正极层、固体电解质层和负极层而制得的。本文所定义的术语“产率”表示在进行预定次数的充放电循环后，仍保持其容量的电池的比例。 

<正极层的形成> 

将待形成为正极层集流体的不锈钢箔置于真空室内并固定在由不锈钢构成的底座上，其中所述不锈钢箔为100mm×100mm的正方形，厚度为100μm。用Ar离子束对不锈钢箔的表面进行清洁。接下来，利用KrF准分子激光，通过激光烧蚀法在不锈钢箔上形成厚度为1μm的正极层，该正极层含有作为正极活性材料的LiCoO₂。沉积条件如下所示。 

(沉积气氛)：压力为10^-2Pa的氧气气氛 

(基底的表面温度)：650℃ 

(激光)：能量密度为2J/cm²且重复率为10Hz的脉冲辐射 

此处，在形成正极层时，还另外制备用于测量正极层厚度的测量样品。该测量样品的制备如下：将Si基板置于真空室内的不锈钢箔附近，并在Si基板上形成其组成与正极层相同的层。利用该测量样品能够使得在不损害发电元件的情况下，测得发电元件中正极层的厚度。利用触针式轮廓仪测量厚度。 

<固体电解质层的形成> 

将其上形成有正极层(其由LiCoO₂构成)的不锈钢箔压制成外径均为16mm的圆片。利用不锈钢掩模将圆片掩蔽，由此制得正极基底，其中各掩模均具有外径为15mm的开孔。将各正极基底固定在真空室的支承物上。随后利用KrF准分子激光，通过激光烧蚀法在各正极层的整个表面上形成厚度为5μm的固体电解质层。除了不可避免的杂质以外，固体电解质层由化学式为aLi·bP·cS·dO(a+b+c+d＝1)的化合物构成。具体而言，固体电解质层的沉积过程如下。 

准备硫化锂(Li₂S)和五硫化二磷(P₂S₅)以作为固体电解质层的原料。在充满Ar气(其露点为-80℃)的手套箱中，将原料粉末称重并混合，以获得Li、P和S的所需组成。将所得混合物形成为球状目标材料。将各目标材料在不暴露于空气的条件下转移至真空室内。将正极基底固定在室内的支承物上。利用KrF准分子激光，通过激光烧蚀法在正极基底的正极层上形成厚度为5μm的固体电解质层。待固体电解质层形成完毕后，将基底温度升至225℃，并保持该温度达300秒。沉积条件如下所述。固体电解质的玻璃化转变温度为约250℃。 

(沉积气氛)：在总压力为10^-1Pa的Ar气氛中，在10^-1Pa至0Pa的范围内逐步降低O₂气的分压。 

(正极基底的温度)：未加热 

(激光)：能量密度为2J/cm²且重复率为10Hz的脉冲辐射 

此处，在形成固体电解质层时，还另外制得用于测量固体电解质层的Li离子传导性(S/cm)和组成的测量样品。各测量样品的制备如下：将玻璃基板置于真空室内的相应正极基底附近，并在玻璃基板上形成固体电解质层。通过在测量样品上形成梳形Au电极并通过复阻抗测量方法进行测量，从而测定Li离子传导性。借助于由ULVAC-PHI株式会社制造的ESCA 5400MC，通过XPS方法对各固体电解质层在厚度方向上的组成进行分析。下面的表I和表II示出了距离固体电解质层与正极层之间的界面10nm的位置处的组成，并且还示出了距离固体电解质层与负极层之间的界面10nm的位置处的组成。 

<负极层的形成> 

接下来，利用不锈钢掩模将固体电解质层的表面掩蔽，其中各掩模均具有外径为14mm的开孔。将各个被掩蔽的固体电解质层固定在真空室的支承物上。在真空度为10^-4Pa的条件下，通过气相沉积法在各固体电解质层上形成由金属Li构成的负极层，由此制得了发电元件，其中所述负极层的外径为10mm、厚度为1μm。 

另外还制备了用于测量负极层厚度的测量样品。通过在放置于真空室中的不锈钢基板上形成负极层，从而制得各测量样品。通过电感偶合等离子发射光谱(ICP)来测量负极层的厚度。 

<完成> 

在充满Ar气(其露点为-80℃)气氛的手套箱中，将上述制得的发电元件装入硬币型电池容器中，由此制得非水电解质电池。对于各组成，制得具有相同发电元件的二十个电池。 

<测试和评价> 

首先，经测定，所有获得的电池的开路电压(OCV)均为3V以上。此外，经测定，在将电池充电并保持24小时后，全部电池中均未发生电压降，正极层和负极层之间没有出现短路，并且不具有由固体电解质层的还原分解而导致的电子传导性。 

对各电池在以下条件下进行充放电循环测试：恒定电流为0.4mA(10C)、充电截止电压为4.2V、放电截止电压为3V。在具有 相同发电元件的20个电池中，对进行1000次充放电操作循环之后容量保持率为80％以上的电池的比例(即，可接受产品的产率)进行研究。此外，由充放电测试所获得的数据来计算电池的比容量(mAh/g)。表I和表II示出了其结果以及发电元件中固体电解质层的组成。 

表I和表II表明，对于如下样品而言，可接受产品的产率超过50％，所述样品为：从固体电解质层的相应的正极层侧至相应的负极层侧，固体电解质层的O含量降低，并且各固体电解质层中的位于相应的负极层侧附近的部分的O含量为3原子％以上。另外，据发现，固体电解质层中的位于各正极层附近的部分的O含量降低，可提高可接受产品的产率。与此形成对比的是，下述样品的产率为50％以下：样品14和样品28，这两种样品中的固体电解质层具有均匀的O含量；样品16和样品30，在这两种样品中，从固体电解质层的相应的负极层侧至相应的正极层侧，O含量降低；以及样品1、8、9、17、23和24，在这些样品中，各固体电解质层中的位于相应的负极层侧附近的部分的O含量小于3原子％。 

此外，Li浓度为20原子％至52原子％、P浓度为10原子％至20原子％并且S浓度为30原子％至56原子％的固体电解质层，具有优异的Li离子传导性。由于这种固体电解质层具有优异的Li离子传导性，因此具有这种固体电解质层的电池具有优异的比容量。 

实施例2 

对于包括具有不同晶态的固体电解质层的发电元件，研究了在10C时的比容量以及可接受产品的产率。另外，还研究了发电元件中固体电解质层的Li离子传导性。 

<样品的制造> 

(样品29) 

制造实施例1的样品29。在形成样品29的固体电解质层时，对该固体电解质层在225℃下进行热处理。这样，固体电解质层可能为结晶态的。 

(样品31) 

按照样品29的方式制造样品31，不同之处如下所述。 

不同之处为：在正极层上形成固体电解质层之后，于100℃下热处理30分钟。 

(样品32) 

按照样品29的方式制造样品32，不同之处如下所述。 

不同之处为：在正极层上形成固体电解质层之后，未进行热处理。 

<结晶状态的确认> 

在露点为-90℃的Ar气氛中，利用Cu-Kα辐射作为X射线源，对样品31、32和29的固体电解质层进行X射线衍射测量。 

测量结果如下所示：图1中所示出的样品29的固体电解质层的X射线衍射图案表明，以2θ表示，峰位于16.7±0.25°、20.4±0.25°、23.8±0.25°、25.9±0.25°、29.4±0.25°、30.4±0.25°、31.7±0.25°、33.5±0.25°、41.5±0.25°、43.7±0.25°和51.2±0.25°，并且各峰的半宽为0.5°以下。该结果表明，样品29的固体电解质层具有结晶结构。在图1中，符号(o)表示来自于固体电解质层的衍射峰。符号(▲)表示来自于固体电解质层以外的其他部件的衍射峰。 

该测量结果还表明了以下内容：图2中所示出的样品31的固体电解质层的X射线衍射图案表明，以2θ表示，峰位于约11°和约30°，并且各峰的半宽为10°以下。该结果表明，样品31的固体电解质层的晶体结构介于结晶结构和非结晶结构之间。 

另外，该测量结果还表明，样品32的固体电解质层的X射线衍射图案中不存在峰(图中未示出)。这表明样品32的固体电解质为非晶态。 

<发电元件的特性的测量> 

按照实施例1的方式测定发电元件的特性。表III示出了这些特性的评价结果。 

[表III] 

<评价> 

表III中所示出的结果表明，与现有技术中的发电元件相比，无论发电元件中所包括的各固体电解质层具有结晶结构、非结晶结构或者介于结晶结构和非结晶结构之间的晶体结构，这些发电元件均具有优异的比容量，并且可接受产品的产率优异。 

本发明并不局限于上述实施方案。可在不脱离本发明范围的情况下对本发明进行恰当地修改。 

工业实用性 

本发明的发电元件以及非水电解质电池适用于便携装置中所用的电源。 

Claims (8)

1.一种发电元件，包括正极层、负极层、以及设置在这两种电极层之间的固体电解质层，所述固体电解质层包含Li、P、S和O，

其中所述固体电解质层的O含量被设定成从所述正极层侧至所述负极层侧，该O含量逐步降低或连续降低，并且

所述固体电解质层中的位于所述固体电解质层与所述负极层之间的界面附近的部分的O含量为3原子％以上，其中界面附近的部分表示固体电解质层的一部分，该部分由固体电解质的与负极层相接触的表面延伸至距该表面1μm或更小的位置。

2.根据权利要求1所述的发电元件，其中所述固体电解质层中的位于所述正极层与所述固体电解质层之间的界面附近的部分的O含量为30原子％以下，其中界面附近的部分表示固体电解质层的一部分，该部分由固体电解质的与正极层相接触的表面延伸至距该表面1μm或更小的位置。

3.根据权利要求1所述的发电元件，其中所述固体电解质层中的位于所述正极层与所述固体电解质层之间的界面附近的部分的O含量为15原子％以下，其中界面附近的部分表示固体电解质层的一部分，该部分由固体电解质的与正极层相接触的表面延伸至距该表面1μm或更小的位置。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的发电元件，

其中在所述固体电解质层中，

Li浓度为20原子％至52原子％，

P浓度为10原子％至20原子％，并且

S浓度为30原子％至56原子％。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的发电元件，其中在利用Cu-Kα辐射而获得的所述固体电解质层的X射线衍射图案中，以2θ表示，主峰位于16.7±0.25°、20.4+0.25°、23.8±0.25°、25.9±0.25°、29.4±0.25°、30.4+0.25°、31.7±0.25°、33.5+0.25°、41.5+0.25°、43.7+0.25°和51.2±0.25°，并且各峰的半宽均为0.5°以下。

6.根据权利要求1至3中任意一项所述的发电元件，其中在利用Cu-Kα辐射而获得的所述固体电解质层的X射线衍射图案中，以2θ表示，主峰位于11°和30°，并且各峰的半宽均为10°以下。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的发电元件，其中所述固体电解质层为非晶态的，并且其中利用Cu-Kα辐射而获得的所述固体电解质层的X射线衍射图案未显示出任何明确的峰。

8.一种非水电解质电池，具有权利要求1至7中任意一项所述的发电元件。

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