CN115380009A - 卤氧化物的制造方法 - Google Patents
卤氧化物的制造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN115380009A CN115380009A CN202180027982.1A CN202180027982A CN115380009A CN 115380009 A CN115380009 A CN 115380009A CN 202180027982 A CN202180027982 A CN 202180027982A CN 115380009 A CN115380009 A CN 115380009A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- oxyhalide
- firing
- tacl
- fired
- solid electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims abstract description 50
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 32
- 229910018071 Li 2 O 2 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 27
- 239000007784 solid electrolyte Substances 0.000 description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 13
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 4
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910004529 TaF 5 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012300 argon atmosphere Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N dichloridooxygen Chemical compound ClOCl RCJVRSBWZCNNQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012298 atmosphere Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000002593 electrical impedance tomography Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 1
- YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I pentachloroniobium Chemical compound Cl[Nb](Cl)(Cl)(Cl)Cl YHBDIEWMOMLKOO-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 238000003746 solid phase reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OEIMLTQPLAGXMX-UHFFFAOYSA-I tantalum(v) chloride Chemical compound Cl[Ta](Cl)(Cl)(Cl)Cl OEIMLTQPLAGXMX-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
- H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
- H01M10/0562—Solid materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G35/00—Compounds of tantalum
- C01G35/006—Compounds containing, besides tantalum, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
- H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2002/00—Crystal-structural characteristics
- C01P2002/50—Solid solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/40—Electric properties
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
- H01M10/052—Li-accumulators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
- H01M2300/0071—Oxides
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
- H01M2300/0065—Solid electrolytes
- H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
- H01M2300/008—Halides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Abstract
本公开的制造方法具备将混合材料在150℃以上且450℃以下烧成的烧成工序，其中，上述混合材料包含选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5，M为选自Ta以及Nb中的至少一种，X为选自Cl以及Br中的至少一种。
Description
技术领域
本公开涉及卤氧化物的制造方法。
背景技术
专利文献1公开了卤化物固体电解质的制造方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2018/025582号
发明内容
发明所要解决的问题
本公开的目的在于，提供工业上生产率高的卤氧化物的制造方法。
用于解决问题的手段
本公开的制造方法具备将混合材料在150℃以上且450℃以下烧成的烧成工序，其中，上述混合材料包含选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5，M为选自Ta以及Nb中的至少一种，X为选自Cl以及Br中的至少一种。
发明效果
本公开提供工业上生产率高的卤氧化物的制造方法。
附图说明
图1是示出第一实施方式的制造方法的一个例子的流程图。
图2是示出第一实施方式的制造方法的一个例子的流程图。
图3是示出第一实施方式的制造方法的一个例子的流程图。
图4示出用于评价固体电解质材料的离子传导率(也称为离子电导率、离子导电率)的加压成形模具200的示意图。
具体实施方式
以下，在参照附图的同时对实施方式进行说明。
(第一实施方式)
图1是示出第一实施方式的制造方法的一个例子的流程图。
第一实施方式的制造方法包含烧成工序S1000。在烧成工序S1000中，将混合材料在150℃以上且450℃以下烧成。在此，烧成温度为环境温度。
在烧成工序S1000中被烧成的混合材料包含选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5。M为选自Ta以及Nb中的至少一种。X为选自Cl以及Br中的至少一种。
第一实施方式的制造方法为用于制造卤氧化物的工业上生产率高的方法。工业上生产率高的方法是能够以低成本大量生产的方法。即，通过简便的制造方法，能够制造包含Li(锂)、Ta(钽)或Nb(铌)的卤氧化物。
第一实施方式的制造方法可以不使用行星式球磨机。
在烧成工序S1000中，例如可以将混合材料的粉末装入气密容器中，在加热炉内烧成。此时，混合材料被升温至150℃以上且450℃以下的状态可以保持规定时间以上。烧成时间可以为不会产生由卤氧化物的挥发等引起的烧成物的组成偏差的程度的长度的时间。不会产生烧成物的组成偏差的程度的烧成时间是指不会损害烧成物的离子传导率的程度的烧成时间。气密容器是例如石英玻璃制容器或硼硅酸玻璃制容器。气密容器内可以是真空的，或也可以用不活泼气体或干燥空气充满。不活泼气体的例子为氦、氮或氩。根据第一实施方式的制造方法，能够制造例如在室温附近具有0.14mS/cm以上的离子传导率的卤氧化物。
为了通过工业上生产率高的方法来制造具有更高离子传导率的卤氧化物，在烧成工序S1000中，可以将混合材料在200℃以上烧成。也可以在例如200℃以上且450℃以下烧成。在烧成温度为200℃以上的情况下，作为烧成物的卤氧化物具有更高的结晶性。其结果是，能够进一步提高作为烧成物的卤氧化物的离子传导率。即，得到更加优良的卤氧化物固体电解质材料。
为了通过工业上生产率高的方法来制造具有更高离子传导率的卤氧化物，在烧成工序S1000中，可以将混合材料在400℃以下烧成。也可以在例如150℃以上且400℃以下或者200℃以上且400℃以下烧成。在烧成温度为400℃以下的情况下，能够抑制卤氧化物分解。其结果是，能够进一步提高作为烧成物的卤氧化物的离子传导率。即，得到更加优良的卤氧化物固体电解质材料。
为了通过工业上生产率高的方法来制造具有更高离子传导率的卤氧化物，在烧成工序S1000中，可以将混合材料在350℃以下烧成。也可以在例如150℃以上且350℃以下或者200℃以上且350℃以下烧成。在烧成温度为350℃以下的情况下，能够抑制卤氧化物分解。其结果是，能够进一步提高作为烧成物的卤氧化物的离子传导率。即，得到更加优良的卤氧化物固体电解质材料。
为了通过工业上生产率高的方法来制造具有更高离子传导率的卤氧化物，在烧成工序S1000中，可以将混合材料烧成30分钟以上且12小时以下。在烧成时间为30分钟以上的情况下，能够使混合材料充分地反应。即，能够使选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种与MX5充分地反应。在烧成时间为12小时以下的情况下，能够抑制作为烧成物的卤氧化物分解。其结果是，能够进一步提高作为烧成物的卤氧化物的离子传导率。即，得到更加优良的卤氧化物固体电解质材料。
为了通过工业上生产率高的方法来制造具有更高离子传导率的卤氧化物，在烧成工序S1000中，可以将混合材料烧成3小时以上且12小时以下。在烧成时间为3小时以上的情况下，能够进一步使混合材料充分地反应。即，能够使选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种与MX5充分地反应。其结果是，能够进一步提高作为烧成物的卤氧化物的离子传导率。即，得到更加优良的卤氧化物固体电解质材料。
在烧成工序S1000后，可以将烧成物粉碎。此时，可以使用粉碎器具。粉碎器具为例如研钵或搅拌机。
为了提高卤氧化物的特性(例如离子传导性)，混合材料可以包含Li2O2或LiOH。优选混合材料可以包含Li2O2。
为了提高卤氧化物的特性(例如离子传导性)，混合材料可以进一步包含NbOCl3。
为了提高卤氧化物的特性(例如离子传导性)，混合材料可以进一步包含选自LiF以及MeF5中的至少一种。在此，Me为选自Ta以及Nb中的至少一种。
为了提高卤氧化物的离子传导性，在混合材料中，含有Li的原料的合计相对于MX5的摩尔比可以为0.4以上且1以下。另外，该摩尔比可以为0.6以上且1以下。优选该摩尔比可以为0.6以上且0.8以下。含有Li的原料例如为Li2O2、Li2O、LiOH或LiF。
为了提高卤氧化物的离子传导率，X可以包含Cl。优选X可以为Cl。
即，在烧成工序S1000中被烧成的混合材料可以包含选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种以及MCl5。
为了通过工业上生产率高的方法来制造氯氧化物，在烧成工序S1000中被烧成的混合材料可以为选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种以及选自TaCl5(氯化钽)以及NbCl5(氯化铌)中的至少一种。通过简便的制造方法，能够制造包含Li和选自Ta以及Nb中的至少一种的氯氧化物。
图2是示出第一实施方式的制造方法的一个例子的流程图。
如图2所示，第一实施方式的制造方法可以进一步包含混合工序S1100。混合工序S1100在烧成工序S1000之前被执行。
在混合工序S1100中，将作为卤氧化物的原料的选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5混合。其结果是，得到混合材料。即，得到在烧成工序S1000中被烧成的材料。
在混合工序S1100中，将选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5以达到目标摩尔比的方式进行准备并混合。
在混合工序S1100中，可以混合Li2O2以及TaCl5。在此，Li2O2相对于TaCl5的摩尔比可以为0.4以上且1.0以下。
为了混合原料，可以使用公知的混合器具。混合器具例如为研钵、搅拌机或球磨机。
在烧成工序S1000中，可以将粉末状的混合材料烧成。混合工序S1100中得到的粉末状的混合材料可以被形成为粒料状。烧成工序S1000中，可以将粒料状的混合材料烧成。
在混合工序S1100中，可以通过不仅混合选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5、而且进一步混合其他材料，从而得到混合材料。可以通过进一步混合选自例如NbOCl3、LiF以及MeF5中的至少一种，从而得到混合材料。在此，Me为选自Ta以及Nb中的至少一种。
在混合工序S1100中，可以通过混合以选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种作为主成分的原料以及以MX5作为主成分的原料，从而得到混合材料。主成分是以摩尔比计最多被含有的成分。
图3是示出第一实施方式的制造方法的一个例子的流程图。
如图3所示，第一实施方式的制造方法可以进一步包含准备工序S1200。准备工序S1200在混合工序S1100之前被执行。
在准备工序S1200中，准备Li2O2、Li2O、LiOH或MX5这样的原料。即，准备在混合工序S1100中将被混合的材料。
在准备工序S1200中，可以合成Li2O2、Li2O、LiOH或MX5这样的原料。原料的纯度可以为99质量％以上。准备工序S1200中，可以使用公知的市售品。
被准备的原料也可以进行干燥。
被准备的原料的形状的例子为晶体状、块状、薄片状或粉末状。在准备工序S1200中，通过将晶体状、块状或薄片状的原料粉碎，可以得到粉末状的原料。
为了提高卤氧化物的特性(例如离子传导性)，在准备工序S1200中，可以添加选自NbOCl3、LiF以及MeF5中的至少一种。在此，Me为选自Ta以及Nb中的至少一种。
通过本公开的制造方法来制造的卤氧化物可以被使用作为固体电解质材料。该固体电解质材料例如可以为锂离子传导性的固体电解质。该固体电解质材料例如被用在全固体锂离子二次电池中。
实施例
以下，在参考实施例的同时对本公开更加详细地进行说明。
以下，通过本公开的制造方法来制造的卤氧化物被作为固体电解质材料进行评价。
<实施例1>
(固体电解质材料的制作)
在具有-60℃以下的露点以及0.0001体积％以下的氧浓度的氩气氛(以下，称为“干燥氩气氛”)中，作为原料粉，将Li2O2以及TaCl5以达到Li2O2：TaCl5＝0.8：1的摩尔比的方式进行准备。将这些材料在玛瑙制研钵中进行粉碎并混合。将所得的混合物装入用氩气充满的石英玻璃内，在320℃下烧成3小时。将所得的烧成物在玛瑙制研钵中粉碎。以这样的方式进行操作，得到实施例1的固体电解质材料。
(离子传导率的评价)
图4示出用于评价固体电解质材料的离子传导率的加压成形模具200的示意图。
加压成形模具200具备：冲头上部201、框模202以及冲头下部203。框模202由绝缘性聚碳酸酯形成。冲头上部201以及冲头下部203均由电子传导性的不锈钢形成。
使用图4所示的加压成形模具200，通过下述方法来测定实施例1的固体电解质材料的离子传导率。
在具有-60℃以下的露点的干燥气氛中，将实施例1的固体电解质材料填充到加压成形模具200的内部。使用冲头上部201以及冲头下部203，对实施例1的固体电解质材料(即，图4中的固体电解质材料的粉末101)施加300MPa的压力。
在施加压力的状态下，将冲头上部201以及冲头下部203与搭载有频率响应分析仪的恒电位仪(Princeton Applied Research公司、VersaSTAT4)连接。冲头上部201与作用极以及电位测定用端子连接。冲头下部203与对电极以及参比电极连接。固体电解质材料的离子传导率是通过电化学的阻抗测定法在室温下测定。其结果是，在24℃下测定的离子传导率为6.60mS/cm。
<实施例2至18以及比较例1>
(固体电解质材料的制作)
实施例2至9中，作为原料粉，将Li2O2以及TaCl5以达到Li2O2：TaCl5＝0.8：1的摩尔比的方式进行准备。
实施例10中，作为原料粉，将Li2O2以及TaCl5以达到Li2O2：TaCl5＝0.6：1的摩尔比的方式进行准备。
实施例11中，作为原料粉，将Li2O2以及TaCl5以达到Li2O2：TaCl5＝0.4：1的摩尔比的方式进行准备。
实施例12中，作为原料粉，将Li2O2以及TaCl5以达到Li2O2：TaCl5＝1：1的摩尔比的方式进行准备。
实施例13中，作为原料粉，将LiOH以及TaCl5以达到LiOH：TaCl5＝1：1的摩尔比的方式进行准备。
实施例14中，作为原料粉，将Li2O以及TaCl5以达到Li2O：TaCl5＝1：1的摩尔比的方式进行准备。
实施例15中，作为原料粉，将Li2O2、TaCl5以及NbCl5以达到Li2O2：TaCl5：NbCl5＝0.8：0.5：0.5的摩尔比的方式进行准备。
实施例16中，作为原料粉，将Li2O2、TaCl5以及NbCl5以达到Li2O2：TaCl5：NbCl5＝0.8：0.3：0.7的摩尔比的方式进行准备。
实施例17中，作为原料粉，将Li2O2、TaCl5以及NbOCl3以达到Li2O2：TaCl5：NbOCl3＝0.5：0.8：0.2的摩尔比的方式进行准备。
实施例18中，作为原料粉，将Li2O2、TaCl5以及TaF5以达到Li2O2：TaCl5：TaF5＝0.6：0.9：0.1的摩尔比的方式进行准备。
比较例1中，作为原料粉，将Li2O2以及TaCl5以达到Li2O2：TaCl5＝0.8：1的摩尔比的方式进行准备。
除了上述事项、烧成温度以及烧成时间以外，与实施例1同样地进行操作，得到实施例2至18以及比较例1的固体电解质材料。烧成温度以及烧成时间示于表1。
(离子传导率的评价)
实施例2至18以及比较例1的固体电解质材料的离子传导率，与实施例1同样地操作来测定。测定结果示于表1。
表1
<考察>
由实施例1至18可知，如果烧成温度为150℃以上且450℃以下，则所得的卤氧化物在室温附近具有0.14mS/cm以上的高离子传导性。另一方面，由比较例1可知，烧成温度为100℃的情况下，卤氧化物在室温附近具有0.067mS/cm的低离子传导性。据认为，在烧成温度为100℃时，固相反应没有充分地进行。
将实施例1以及3至5与实施例2、6以及7比较可知，如果烧成温度为200℃以上且350℃以下，则卤氧化物具有更高的离子传导性。将实施例1、4以及5与实施例3比较可知，如果烧成温度为250℃以上且350℃以下，则卤氧化物的离子传导率进一步增高。据认为，如果在这样的烧成温度下烧成，则卤氧化物具有高结晶性。
将实施例5以及9与实施例8比较可知，如果烧成时间为3小时以上且12小时以下，则卤氧化物的离子传导率进一步增高。
将实施例12以及13与实施例14比较可知，与含有Li的原料为Li2O相比，含有Li的原料为Li2O2或LiOH时，卤氧化物的离子传导率更变高。将实施例12与实施例13比较可知，与含有Li的原料为LiOH相比，含有Li的原料为Li2O2时，卤氧化物的离子传导率进一步增高。
将实施例5、10以及12与实施例11比较可知，在烧成的材料为Li2O2以及TaCl5的情况下，Li2O2相对于TaCl5的摩尔比如果为0.6以上且1以下，则卤氧化物的离子传导率更变高。将实施例5以及10与实施例12比较可知，Li2O2相对于TaCl5的摩尔比如果为0.6以上且0.8以下，则卤氧化物的离子传导率进一步增高。
将实施例15与实施例16比较可知，在卤氧化物包含Ta以及Nb的情况下，Ta相对于Nb的摩尔比如果大于1，则卤氧化物的离子传导率更变高。
由实施例18可知，在卤氧化物包含F的情况下，也具有高离子传导率。
如上所述，通过本公开的制造方法来制造的卤氧化物具有高锂离子传导率。另外，本公开的制造方法为简便的方法，且为工业上生产率高的方法。
产业上的可利用性
本公开的制造方法例如被利用作为固体电解质材料的制造方法。通过本公开的制造方法来制造的固体电解质材料例如被利用在全固体锂离子二次电池中。
符号说明
101 固体电解质材料的粉末
200 加压成形模具
201 冲头上部
202 框模
203 冲头下部
Claims (7)
1.一种卤氧化物的制造方法，其具备将混合材料在150℃以上且450℃以下烧成的烧成工序，
其中，所述混合材料包含选自Li2O2、Li2O以及LiOH中的至少一种和MX5，
M为选自Ta以及Nb中的至少一种，
X为选自Cl以及Br中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其中，X包含Cl。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法，其中，在所述烧成工序中，将所述混合材料在200℃以上烧成。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的制造方法，其中，在所述烧成工序中，将所述混合材料在400℃以下烧成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的制造方法，其中，在所述烧成工序中，将所述混合材料烧成30分钟以上且12小时以下。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的制造方法，其中，所述混合材料还包含NbOCl3。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的制造方法，其中，所述混合材料还包含选自LiF以及MeF5中的至少一种，Me为选自Ta以及Nb中的至少一种。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020080651 | 2020-04-30 | ||
| JP2020-080651 | 2020-04-30 | ||
| PCT/JP2021/016247 WO2021220923A1 (ja) | 2020-04-30 | 2021-04-22 | オキシハロゲン化物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN115380009A true CN115380009A (zh) | 2022-11-22 |
| CN115380009B CN115380009B (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=78331544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180027982.1A Active CN115380009B (zh) | 2020-04-30 | 2021-04-22 | 卤氧化物的制造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230041243A1 (zh) |
| EP (1) | EP4144701A4 (zh) |
| JP (1) | JPWO2021220923A1 (zh) |
| CN (1) | CN115380009B (zh) |
| WO (1) | WO2021220923A1 (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023195212A1 (ja) * | 2022-04-06 | 2023-10-12 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | オキシハロゲン化物材料、電池、および電池システム |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130295451A1 (en) * | 2011-01-26 | 2013-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid-state battery electrode |
| CN103827039A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-05-28 | 原子能和替代能源委员会 | 从包含至少一种熔融盐的介质中制备锕系元素和/或镧系元素的卤氧化物和/或氧化物的方法 |
| CN104159869A (zh) * | 2012-03-02 | 2014-11-19 | 日本碍子株式会社 | 固体电解质陶瓷材料及其制造方法 |
| JP2017033801A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | トヨタ自動車株式会社 | ガーネット型酸化物固体電解質の製造方法 |
| US20190088993A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Garnet-type ion-conducting oxide and method for producing oxide electrolyte sintered body |
| CN109728294A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-07 | 桑顿新能源科技有限公司 | 正极材料及其制备方法、正电极和电池 |
| WO2019135345A1 (ja) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解質材料、および、電池 |
| WO2019135343A1 (ja) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解質材料、および、電池 |
| US20200075956A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium niobate and method for producing the same |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4160224B2 (ja) * | 1998-12-21 | 2008-10-01 | 信越化学工業株式会社 | オキシハロゲン化物系部材 |
| JP6934626B2 (ja) | 2016-08-04 | 2021-09-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解質材料、および、電池 |
| CN112753079B (zh) * | 2018-12-28 | 2024-03-08 | 松下知识产权经营株式会社 | 固体电解质材料和使用它的电池 |
| WO2021075243A1 (ja) * | 2019-10-17 | 2021-04-22 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解質材料およびそれを用いた電池 |
| JPWO2021220577A1 (zh) * | 2020-04-30 | 2021-11-04 | ||
| JPWO2022091567A1 (zh) * | 2020-10-30 | 2022-05-05 |
-
2021
- 2021-04-22 EP EP21797902.0A patent/EP4144701A4/en active Pending
- 2021-04-22 WO PCT/JP2021/016247 patent/WO2021220923A1/ja unknown
- 2021-04-22 CN CN202180027982.1A patent/CN115380009B/zh active Active
- 2021-04-22 JP JP2022517680A patent/JPWO2021220923A1/ja active Pending
-
2022
- 2022-10-02 US US17/937,458 patent/US20230041243A1/en active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130295451A1 (en) * | 2011-01-26 | 2013-11-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Solid-state battery electrode |
| CN103827039A (zh) * | 2011-09-26 | 2014-05-28 | 原子能和替代能源委员会 | 从包含至少一种熔融盐的介质中制备锕系元素和/或镧系元素的卤氧化物和/或氧化物的方法 |
| CN104159869A (zh) * | 2012-03-02 | 2014-11-19 | 日本碍子株式会社 | 固体电解质陶瓷材料及其制造方法 |
| JP2017033801A (ja) * | 2015-08-03 | 2017-02-09 | トヨタ自動車株式会社 | ガーネット型酸化物固体電解質の製造方法 |
| US20190088993A1 (en) * | 2017-09-21 | 2019-03-21 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Garnet-type ion-conducting oxide and method for producing oxide electrolyte sintered body |
| WO2019135345A1 (ja) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解質材料、および、電池 |
| WO2019135343A1 (ja) * | 2018-01-05 | 2019-07-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 固体電解質材料、および、電池 |
| US20200075956A1 (en) * | 2018-08-29 | 2020-03-05 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Lithium niobate and method for producing the same |
| CN109728294A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-05-07 | 桑顿新能源科技有限公司 | 正极材料及其制备方法、正电极和电池 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| A.M. SRIVASTAVA ET AL.: "SYNTHESIS AND LUMINESCENCE PROPERTIES OF Cs2NbOF5 AND Cs2NbOCl5 WITH ISOLATED [NbOX5] -2 (X = F-, Cl-) OCTAHEDRA", 《MAT. RES. BULL.》, vol. 26, no. 6, pages 443 - 448, XP024080358, DOI: 10.1016/0025-5408(91)90183-M * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4144701A4 (en) | 2023-12-27 |
| JPWO2021220923A1 (zh) | 2021-11-04 |
| US20230041243A1 (en) | 2023-02-09 |
| WO2021220923A1 (ja) | 2021-11-04 |
| CN115380009B (zh) | 2024-05-24 |
| EP4144701A1 (en) | 2023-03-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109534813B (zh) | 石榴石型离子传导性氧化物和氧化物电解质烧结体的制造方法 | |
| CN112739653B (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN112789242B (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| KR20170134231A (ko) | 산화물 전해질 소결체 및 당해 산화물 전해질 소결체의 제조 방법 | |
| CN112771627A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN112823140A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN112771005A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN115380009B (zh) | 卤氧化物的制造方法 | |
| US5888669A (en) | Transition metal-based ceramic material and articles fabrication therefrom | |
| CN112752734A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| JP2018016858A (ja) | 酸化リチウムとリン酸リチウムの焼結体からなるスパッタリングターゲット及びその製造方法 | |
| CN115298141A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| WO2022249761A1 (ja) | ハロゲン化物の製造方法 | |
| CN115244002A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN115279697A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN115244003A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| CN115244004A (zh) | 卤化物的制造方法 | |
| WO1999023712A1 (en) | Transition metal-based ceramic material and articles fabricated therefrom |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |