CN109216780A - 氟化物穿梭二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种含有新型氟化物离子传导材料的氟化物穿梭二次电池。氟化物穿梭二次电池具有正极层、负极层和电解质层。所述电解质层配置于所述正极层和所述负极层之间。选自所述正极层、所述负极层以及所述电解质层之中的至少1层包含氟化镧和氟化锶。

Description

氟化物穿梭二次电池
技术领域
本发明涉及一种氟化物穿梭二次电池(shuttle secondary battery)。
背景技术
作为二次电池的一种，有梭芯型(shuttle cock-type)电池。在梭芯型电池中，离子通过电解质在正极和负极之间移动，从而进行充放电。移动的离子使用锂离子的锂离子二次电池作为梭芯型电池而得到广泛普及。近年来，已经报告了使用氟化物离子来代替锂离子的氟化物穿梭二次电池。
在专利文献1中，公开了在燃料电池的电解质中使用的O2－(氧离子)传导材料。该材料用式A1－xBxZ来表示。A为La、Ce、Nd、Pr、Sc或者它们的混合物。B为Sr、Ca、Ba或者Mg。Z为F3－x或者OcFd。x大约为0～0.9999。c、d以及x满足式2c+d＝3－x。c为0.0001～1.5。d为0.0001～3。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表平2-504445号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的一方式提供一种含有新型氟化物离子传导材料的氟化物穿梭二次电池。
用于解决课题的手段
本发明的一方式的氟化物穿梭二次电池具有正极层、负极层和电解质层。所述电解质层配置于所述正极层和所述负极层之间。选自所述正极层、所述负极层以及所述电解质层之中的至少1层包含含有氟化镧和氟化锶的氟化物离子传导材料。
发明的效果
本发明的一方式的氟化物穿梭二次电池包含新型氟化物离子传导材料。
附图说明
图1是示意表示本发明的实施方式的氟化物穿梭二次电池的剖视图。
图2是示意表示用于评价在实施例中制作的氟化物离子传导材料的离子传导度的单电池的剖视图。
符号说明：
1氟化物穿梭二次电池 2正极层
3电解质层 4负极层
5正极集电体 6负极集电体
51单电池 52电解质层
53金箔
具体实施方式
(达成本发明的一方式的经纬)
氟化物穿梭二次电池可以得到作为梭芯型二次电池的效果。该效果例如为高稳定性、高能量密度、高输出密度等。但是，氟化物穿梭二次电池尚处在研究开发阶段。如果能够发现显示高氟化物离子传导性的电解质材料，则可以谋求氟化物穿梭二次电池的性能提高。本发明人发现了可以显示高氟化物离子传导性的材料。根据本发明，例如可获得具有高性能的氟化物穿梭二次电池。
(公开的方式)
本发明的第1方式的氟化物离子传导材料含有氟化镧和氟化锶。
在本发明的第2方式中，例如第1方式的氟化物离子传导材料具有由式La1－xSrxF3－x表示的组成。其中，上述式中的x满足0.05≤x≤0.4。具有该组成的氟化物离子传导材料显示出更高的氟化物离子传导性。
本发明的第3方式涉及一种氟化物穿梭二次电池，其具有正极层、负极层和电解质层，其中，所述电解质层配置于所述正极层和所述负极层之间，选自所述正极层、所述负极层以及所述电解质层之中的至少1层含有上述第1或者第2方式的氟化物离子传导材料。
在本发明的第4方式的氟化物穿梭二次电池中，例如第3方式的氟化物穿梭二次电池的所述电解质层和/或所述负极层含有所述氟化物离子传导材料。
在本发明的第5方式的氟化物穿梭二次电池中，例如第3方式的氟化物穿梭二次电池的所述电解质层含有所述氟化物离子传导材料。
在本发明的第6方式的氟化物穿梭二次电池中，例如第3～第5方式之中的任一项的氟化物穿梭二次电池的所述正极层含有正极活性物质，所述正极活性物质含有选自Co、Cu、Bi、Sn、Pb、Fe、Zn、Ga以及C之中的至少1种。
在本发明的第7方式的氟化物穿梭二次电池中，例如第3～第6方式之中的任一项的氟化物穿梭二次电池的所述负极层含有负极活性物质，所述负极活性物质含有选自Ti、Zr、Al、Sc、Rb、Ge、Cs、Mg、K、Na、La、Ca、Ba以及Sr之中的至少1种。
以下参照附图，就本发明的实施方式进行说明。此外，以下说明的实施方式均示出了概括的或者具体的例子。以下的实施方式所示的数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置以及连接形态、工艺条件、步骤、步骤的顺序等为一个例子，并不是限定本发明的主旨。另外，在以下的实施方式的构成要素中，对于在表示最上位概念的独立权利要求中没有记载的构成要素，作为任意的构成要素进行说明。此外，各图为示意图，未必是严格的图示。
[氟化物离子传导材料]
本发明的氟化物离子传导材料含有氟化镧和氟化锶。该材料的组成并未受到限定。该材料中含有的镧(La)和锶(Sr)的摩尔比用La：Sr表示，例如为95：5～10：90。该摩尔比既可以为95：5～20：80，也可以为95：5～60：40。该材料中含有的氟化镧和氟化锶的摩尔比用氟化镧：氟化锶表示，例如为95：5～10：90。该摩尔比既可以为95：5～20：80，也可以为95：5～60：40。在本发明的材料中，氟的一部也可以缺损。
本发明的氟化物离子传导材料可以具有用式La1－xSrxF3－x表示的组成。其中，上述式中的x满足0.05≤x≤0.4。x可以满足0.1≤x≤0.2。具有这些组成的离子传导材料可以显示出更高的氟化物离子传导性。
本发明的氟化物离子传导材料的结晶状态并未受到限定，可以取单晶、多晶、非晶以及它们混在一起的状态。
本发明的氟化物离子传导材料的形状并未受到限定。该材料例如可以具有粒子、薄膜、片材、盘、块、压粉体等任意的形状。该材料例如可以取能够收纳于后述的氟化物穿梭二次电池的壳体内的形状。该材料例如可以取能够与后述的氟化物穿梭二次电池的正极层以及负极层层叠的形状。本发明的离子传导材料可以是固体的氟化物离子传导材料。
本发明的氟化物离子传导材料所显示的氟化物离子传导度在140℃下，例如为2.0×10－7(S/cm)以上、1.0×10－6(S/cm)以上、1.0×10－5(S/cm)以上、1.0×10－4(S/cm)以上、2.0×10－4(S/cm)以上、4.0×10-4(S/cm)以上、1.0×10－3(S/cm)以上，进而可以为3.0×10－3(S·cm)以上。氟化物离子传导性例如可以通过对粒子状的该材料进行压力加工而制成盘状，并将保持在140℃下的该盘的两个主面与阻抗分析仪进行连接，从而采用复数阻抗法进行评价。本发明的氟化物离子传导材料在140℃这一200℃以下的较低的温度下，可以显示出较高的氟化物离子的传导性。
本发明的氟化物离子传导材料的用途并未受到限定。用途例如为固体的氟化物离子传导材料。用途的更具体的例子是传导氟化物离子的固体电解质。本发明的离子传导材料例如可以在氟化物穿梭二次电池中使用。氟化物穿梭二次电池为能够进行充放电的二次电池。在氟化物穿梭二次电池中，氟化物离子通过电解质在正极和负极之间移动，从而进行充放电。作为该电池的选自正极层、负极层以及电解质层之中的至少1层所含有的电解质，可以使用本发明的氟化物离子传导材料。更具体地说，作为该电池的电解质层特别是固体电解质层所含有的电解质，可以使用本发明的氟化物离子传导材料。另外，通过与正极层中含有的正极活性物质的组合，作为氟化物穿梭二次电池的负极层中含有的负极活性物质，也可以使用本发明的氟化物离子传导材料。
使用本发明的氟化物离子传导材料的氟化物穿梭二次电池可以为全固体二次电池。全固体二次电池的安全性高，而且通过正极层、电解质层以及负极层的构成便可以具有高能量密度。
通过将本发明的氟化物离子传导材料用作氟化物穿梭二次电池的电解质和/或负极活性物质，便可以构筑能够在例如200℃以下、进而在150℃以下工作的氟化物穿梭二次电池。
本发明的氟化物离子传导材料的制造方法并未受到限定。例如，能够以混合后的La和Sr的含有摩尔比成为所希望的值的方式将氟化镧和氟化锶混合而进行制造。在使用球磨机、棒磨机等粉碎机、粒子混合装置而实施混合的情况下，离子传导材料的组成变得更均匀。氟化镧例如为LaF3。氟化锶例如为SrF2。混合后的离子传导材料可以通过成形而加工成规定的形状。成形例如可以利用压力加工、烧结。
[氟化物穿梭二次电池]
(实施方式1)
图1是示意表示实施方式1的氟化物穿梭二次电池的构成的剖视图。图1所示的氟化物穿梭二次电池1具有正极层2、负极层4和电解质层3。电解质层3配置于正极层2和负极层4之间。正极层2、电解质层3以及负极层4相互接触。
正极层2、电解质层3以及负极层4均为固体。电池1为全固体二次电池。
正极层2例如包含正极活性物质、和具有氟化物离子传导性的固体电解质。电解质层3包含具有氟化物离子传导性的固体电解质。负极层4例如包含负极活性物质、和具有氟化物离子传导性的固体电解质。在电池1中，选自正极层2、电解质层3以及负极层4之中的至少1层中含有的电解质为本发明的氟化物离子传导材料。
电池1可以含有本发明的氟化物离子传导材料作为电解质层3和/或负极层4中含有的电解质。
电池1可以含有本发明的氟化物离子传导材料作为电解质层3中含有的电解质。此时，电解质层3可以由本发明的氟化物离子传导材料构成。
通过与正极层2所含有的正极活性物质的组合，电池1可以含有本发明的氟化物离子传导材料作为负极层4中含有的负极活性物质。
电池1通过使用本发明的氟化物离子传导材料，例如能够在200℃以下、进而在150℃以下的较低的温度下工作。另外，通过本发明的氟化物离子传导材料的使用、特别是在电解质层3中的使用，便可以构筑具有高输出特性的电池1。
电解质层3是在厚度方向、即正极层2和负极层4的层叠方向具有氟化物离子传导性的层。电解质层3典型地在厚度方向不具有电子传导性。电解质层3的厚度例如为1～1000μm。电解质层3的厚度可以为200～800μm，进而可以为300～700μm。电解质层3的厚度在这些范围的情况下，可以抑制正极层2和负极层4的电短路，同时可以更切实地确保氟化物离子的传导性。通过可以更切实地确保氟化物离子的传导性，便可以构筑具有更高输出特性的电池1。
电解质层3的具体构成并未受到限定。电解质层3例如是含有氟化物离子传导材料的薄膜。电解质层3可以是氟化物离子传导材料的粒子的凝聚体。这些氟化物离子传导材料可以是本发明的氟化物离子传导材料。
只要电池1作为氟化物穿梭二次电池发挥作用，电解质层3就可以含有除氟化物离子传导材料以外的材料。
正极层2是含有正极活性物质的层。正极层2也可以是含有正极活性物质、和具有氟化物离子传导性的电解质的正极合剂层。
正极活性物质是伴随着电池的充放电而可以嵌入和脱嵌氟化物离子的材料。嵌入和脱嵌包括伴随着与氟化物离子的化学反应的形态、以及插入等不伴随化学反应的形态这两者。化学反应包括形成化合物的反应、以及形成合金和固溶体等不是化合物的复合体的反应。
正极活性物质与组合在电池1中的负极层4的负极活性物质相比，可以是用标准电极电位表示而显示正的电位的物质。
正极活性物质例如含有选自Co、Cu、Bi、Sn、Pb、Fe、Zn、Ga以及C之中的至少1种。正极活性物质可以是该至少1种元素的单质、合金和固溶体等复合体、以及化合物。化合物例如为氟化物。C(碳)例如为石墨、以及硬碳或者焦炭等非石墨系碳。在正极活性物质使用碳的情况下，可以降低电池1的制造成本，同时能够提高平均放电电压。
正极层2的厚度例如为1～500μm。正极层2的厚度可以为1～400μm，进而可以为50～200μm。在正极层2的厚度处于这些范围的情况下，可以更加提高电池1的能量密度，同时使高输出下的更稳定的工作成为可能。
正极层2的具体构成并未受到限定。正极层2例如为包含正极活性物质以及氟化物离子传导材料的薄膜。正极层2可以包含正极活性物质的粒子以及氟化物离子传导材料的粒子。该氟化物离子传导材料可以为本发明的氟化物离子传导材料。
只要电池1作为氟化物穿梭二次电池发挥作用，正极层2就可以含有上述以外的材料。
负极层4是含有负极活性物质的层。负极层4也可以是含有负极活性物质、和具有氟化物离子传导性的电解质的负极合剂层。
负极活性物质是伴随着电池的充放电而可以嵌入和脱嵌氟化物离子的材料。嵌入和脱嵌包括伴随着与氟化物离子的化学反应的形态、以及插入等不伴随化学反应的形态这两者。化学反应包括形成化合物的反应、以及形成合金和固溶体等不是化合物的复合体的反应。
负极活性物质与组合在电池1中的正极层2的正极活性物质相比，可以是用标准电极电位表示而显示负的电位的物质。
负极活性物质例如包含选自Ti、Zr、Al、Sc、Rb、Ge、Cs、Mg、K、Na、La、Ca、Ba以及Sr之中的至少1种。负极活性物质可以是该至少1种元素的单质、合金和固溶体等复合体、以及化合物。化合物例如为氟化物。
负极层4的厚度例如为1～500μm。负极层4的厚度可以为1～400μm，进而可以为50～200μm。在负极层4的厚度处于这些范围的情况下，可以更加提高电池1的能量密度，同时使高输出下的更稳定的工作成为可能。
负极层4的具体构成并未受到限定。负极层4例如为包含负极活性物质以及氟化物离子传导材料的薄膜。负极层4可以包含负极活性物质的粒子以及氟化物离子传导材料的粒子。该氟化物离子传导材料可以为本发明的氟化物离子传导材料。
只要电池1作为氟化物穿梭二次电池发挥作用，负极层4就可以含有上述以外的材料。
正极层2以及负极层4可以含有导电助剂。在含有导电助剂的情况下，可以降低该层的电极电阻。
导电助剂只要具有电子传导性，就不会受到限定。导电助剂例如为天然石墨、人造石墨等石墨类；乙炔黑、科琴碳黑等碳黑类；碳纤维、金属纤维等导电性纤维类；氟化碳；铝等金属粉末类；氧化锌、钛酸钾等导电性晶须类；氧化钛等导电性金属氧化物；以及聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子化合物。通过石墨类以及碳黑类等碳系导电助剂的使用，可以谋求电池1的低成本化。
正极层2以及负极层4中的电极活性物质、电解质以及导电助剂的含有比例并未受到限定。
正极层2以及负极层4能够以粒子的状态含有选自电极活性物质、电解质以及导电助剂之中的至少1种。
含有粒子状材料的层可以进一步含有使该粒子相互粘结在一起的粘结剂。在粘结剂的作用下，可以提高层内的粒子间的粘结性。另外，在粘结剂的作用下，可以提高与邻接的层的接合性(附着强度)。在粘结剂的作用下，例如可以提高正极层2或者负极层4与邻接于该层的集电体5、6的接合性。它们的接合性的提高有助于各层的薄膜化。这是因为例如在正极层2以及负极层4中，可以使电极活性物质彼此之间更切实地接触。在电解质层3中，可以使电解质彼此之间更切实地接触。通过各层的薄膜化，使电池1的能量密度的进一步提高成为可能。
粘结剂并未受到限定。粘结剂例如为聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)、四氟乙烯-六氟乙烯共聚物、特氟隆粘结剂、聚偏氟乙烯、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏氟乙烯-三氟氯乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、聚三氟氯乙烯(PCTFE)、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯共聚物、偏氟乙烯-全氟甲基乙烯基醚-四氟乙烯共聚物、乙烯-三氟氯乙烯共聚物(ECTFE)等由含氟树脂构成的粘结剂；羧甲基纤维素、聚丙烯腈、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸及其金属盐、聚丙烯酸及其金属盐、聚乙烯醇、聚偏氯乙烯、聚乙烯亚胺、聚甲基丙烯腈、聚醋酸乙烯酯、聚酰亚胺、聚酰胺酸、聚酰胺酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、乙烯-丙烯-二烯三元共聚物、聚醋酸乙烯酯、硝基纤维素、乙烯-丙烯酸共聚物及其Na+离子交联体、乙烯-甲基丙烯酸共聚物及其Na+离子交联体、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物及其Na+离子交联体、乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物及其Na+离子交联体、聚酯树脂、单烷基三烷氧基硅烷聚合物、使单烷基三烷氧基硅烷聚合物和四烷氧基硅烷单体共聚而得到的高分子等高分子化合物；丁苯橡胶(SBR)、丁二烯橡胶(BR)、苯乙烯-异戊二烯共聚物、异丁烯-异戊二烯共聚物(丁基橡胶)、丙烯腈-丁二烯橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物、丙烯腈-丁二烯共聚物(NBR)、氢化SBR、氢化NBR、三元乙丙橡胶(EPDM)、磺化EPDM等橡胶质聚合物。
在粘结剂为不传导氟化物离子和/或电子的绝缘性物质的情况下，如果各层的粘结剂的含有率过度增大，则往往电池的充放电特性降低，或者能量密度反而降低。从该角度考虑，含有上述绝缘性物质即粘结剂的层中的粘结剂的含有率例如为20重量％以下，可以为5重量％以下。
在电池1中，正极层2、电解质层3以及负极层4的所有层也可以含有粘结剂。另外，选自正极层2、电解质层3以及负极层4之中的至少1层可以具有不含粘结剂的构成。
图1所例示的电池1进一步具有正极集电体5以及负极集电体6。正极集电体5与正极层2接触。负极集电体6与负极层4接触。正极集电体5以及负极集电体6夹持着正极层2、电解质层3以及负极层4的层叠体。
正极集电体5以及负极集电体6具有电子传导性。正极集电体5以及负极集电体6可以由具有电子传导性、且在电池1的充放电环境下难以腐蚀的材料构成。
正极集电体5例如由铝、金、铂以及它们的合金等金属材料构成。正极集电体5的形状并未受到限定，例如为片材或者薄膜。正极集电体5可以为多孔或者无孔的片材或者薄膜。片材以及薄膜包括箔以及网状物。铝及其合金廉价，而且容易薄膜化。正极集电体5可以由涂覆了碳的铝构成。正极集电体5的厚度例如为1～30μm。在正极集电体5的厚度处于该范围的情况下，可以更切实地确保集电体的强度，例如可以抑制集电体的开裂以及破坏，而且可以更切实地确保电池1的能量密度。
正极集电体5可以具有正极端子。
负极集电体6例如由金、铂、铝以及它们的合金等金属材料构成。负极集电体6的形状并未受到限定，例如为片材或者薄膜。负极集电体6可以为多孔或者无孔的片材或者薄膜。片材以及薄膜包括箔以及网状物。铝及其合金廉价，而且容易薄膜化。负极集电体6可以由涂覆了碳的铝构成。负极集电体6的厚度例如为1～30μm。在负极集电体6的厚度处于该范围的情况下，可以更切实地确保集电体的强度，例如可以抑制集电体的开裂以及破坏，而且可以更切实地确保电池1的能量密度。
负极集电体6可以具有负极端子。
本发明的氟化物穿梭二次电池只要能够进行充放电，可以作为二次电池使用，就可以具有上述以外的任意构件以及构成。
本发明的氟化物穿梭二次电池的形状并未受到限定。该形状可以是公知的二次电池所具有的形状。形状的例子有矩形、圆形、椭圆形、六边形。本发明的氟化物穿梭二次电池也可以具有将实施方式中例示的电池(单电池)进一步堆叠(stack)而成的构成，或者折叠而成的构成。在此情况下，本发明的氟化物穿梭二次电池可以具有圆筒形、方形、纽扣形、硬币形、扁平形等各种电池形状。
本发明的氟化物穿梭二次电池的制造方法并未受到限定。本发明的氟化物穿梭二次电池除了使用本发明的氟化物离子传导材料作为电解质以外，可以应用公知的二次电池、典型地为全固体型二次电池的制造方法进行制造。
构成本发明的氟化物穿梭二次电池的各层的形成可以采用公知的薄膜形成方法。薄膜形成方法例如有化学沉积法以及物理沉积法。物理沉积法的具体例子有溅射法、真空蒸镀法、离子镀法、将脉冲激光照射在靶上而进行沉积的PLD法。化学沉积法例如有等离子CVD、热CVD、激光CVD等化学气相沉积法(CVD法)，电镀、浸镀、化学镀等湿式镀覆法等液相成膜法，溶胶-凝胶法，MOD法，喷雾热分解法，使用微粒分散液的刮刀法、旋转涂布法、喷墨法、丝网印刷法等印刷技术。薄膜形成方法并不局限于这些例子。
(实施例)
下面基于实施例，就本发明的氟化物离子传导材料进行更具体的说明。本发明的氟化物离子传导材料并不局限于以下的实施例中示出的材料。
＜氟化物离子传导度的评价方法＞
本实施例中制作的氟化物离子传导材料的氟化物离子传导度采用如下的方法进行了评价。
从制作的粒子状离子传导材料中称量0.20g。将称量的材料收纳于直径为10mm的金属制筒中，在温度25℃、压力10MPa下进行1分钟的预先压力加工，从而形成圆板状(直径10mm)的电解质层52(参照图2)。接着，在形成的电解质层52的两个主面上配置直径10mm、厚度20μm的金箔53。接着，将配置了金箔53后的电解质层52在温度25℃、压力40MPa下进行1分钟的压力加工，从而制作出离子传导度评价用单电池51。接着，将阻抗分析仪与制作的单电池51的两块金箔53连接，对于单电池51，在保持于140℃的状态下，对其离子传导度进行了测定。离子传导度的测定使用复数阻抗法。
(样品1)
使用行星式球磨机对LaF3的粒子(高純度化学研究所生产)进行6小时的研磨处理。接着，采用差示扫描量热仪(DSC)对研磨处理后的粒子的结晶化温度进行了测定。接着，在不活泼气体的气氛下，对研磨处理后的粒子在比上述测得的结晶化温度高20℃的温度下进行1小时的热处理。由此，便制作出具有由式LaF3表示的组成的材料。
制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。此外，表1的“组成比以及组成”一栏的圆括弧中的记载内容为组成。
(样品2)
将LaF3以及SrF2的粒子(无论哪种粒子都由“高純度化学研究所”生产)按摩尔比LaF3：SrF2＝95：5进行混合。接着，使用行星式球磨机对混合物进行6小时的研磨处理。接着，采用DSC对研磨处理后的混合物的结晶化温度进行了测定。接着，在不活泼气体的气氛下，对研磨处理后的混合物在比上述测得的结晶化温度高20℃的温度下进行1小时的热处理。由此，便得到具有由式La0.95Sr0.05F2.95表示的组成的氟化物离子传导材料。
制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品3)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝90：10，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.9Sr0.1F2.9表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品4)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝85：15，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.85Sr0.15F2.85表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品5)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝80：20，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.8Sr0.2F2.8表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品6)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝70：30，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.7Sr0.3F2.7表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品7)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝60：40，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.6Sr0.4F2.6表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品8)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝50：50，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.5Sr0.5F2.5表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品9)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝40：60，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.4Sr0.6F2.4表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品10)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝30：70，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.3Sr0.7F2.3表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品11)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝20：80，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.2Sr0.8F2.2表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品12)
将LaF3以及SrF2的粒子的混合比按摩尔比计设定为LaF3：SrF2＝10：90，除此以外，与样品2同样，得到具有由式La0.1Sr0.9F2.1表示的组成的氟化物离子传导材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
(样品13)
使用SrF2的粒子以代替LaF3的粒子，除此以外，与样品1同样地制作出具有由式SrF2表示的组成的材料。制作的材料的氟化物离子传导度如以下的表1所示。
表1
如表1所示，含有氟化镧和氟化锶的样品2～12与由氟化镧构成的样品1以及由氟化锶构成的样品13相比，氟化物离子传导度得以提高。另外，在具有由式La1－xSrxF3－x表示的组成(0.05≤x≤0.4)的样品2～7中，特别大大地提高了氟化物离子传导度。
本发明的氟化物离子传导材料以及氟化物穿梭二次电池并不局限于上述的各实施方式，在权利要求书所记载的发明的范围内，可以进行各种变形、变更。例如，用于实施发明的方式中记载的实施方式中所示的技术特征为解决上述课题的一部分或者全部，或者为实现上述效果的一部分或者全部，可以进行适当的替换或组合。另外，其技术特征只要没有以本说明书中必须的技术特征的方式进行说明，就可以进行适当的删除。
产业上的可利用性
本发明的氟化物离子传导材料的用途并未受到限定。本发明的氟化物离子传导材料例如可以在氟化物穿梭二次电池的电解质中使用。本发明的氟化物穿梭二次电池作为能够进行充放电的二次电池，可以期待在各种用途中的应用。

Claims (6)

1.一种氟化物穿梭二次电池，其具有正极层、负极层和电解质层；其中，
所述电解质层配置于所述正极层和所述负极层之间；
选自所述正极层、所述负极层以及所述电解质层之中的至少1层包含含有氟化镧和氟化锶的氟化物离子传导材料。
2.根据权利要求1所述的氟化物穿梭二次电池，其中，
所述氟化物离子传导材料具有由式La1－xSrxF3－x表示的组成；
上述式中的x满足0.05≤x≤0.4。
3.根据权利要求1或2所述的氟化物穿梭二次电池，其中，所述电解质层和/或所述负极层含有所述氟化物离子传导材料。
4.根据权利要求1或2所述的氟化物穿梭二次电池，其中，所述电解质层含有所述氟化物离子传导材料。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的氟化物穿梭二次电池，其中，
所述正极层含有正极活性物质，
所述正极活性物质含有选自Co、Cu、Bi、Sn、Pb、Fe、Zn、Ga以及C之中的至少1种。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的氟化物穿梭二次电池，其中，
所述负极层含有负极活性物质，
所述负极活性物质含有选自Ti、Zr、Al、Sc、Rb、Ge、Cs、Mg、K、Na、La、Ca、Ba以及Sr之中的至少1种。
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