CN116134634A - 正极材料和电池 - Google Patents

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Abstract

一种正极材料(1000)，具备正极活性物质(110)、以及包含第1固体电解质并且将正极活性物质(110)的至少一部分表面被覆的被覆层(111)。第1固体电解质由以下的组成式(1)表示：Liα1M1β1X1γ1式(1)。在组成式(1)中，α1、β1、γ1各自独立地为正实数，M1包含钙、钇、以及除钇以外的至少一种稀土元素，X1包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。

Description

正极材料和电池
技术领域
本公开涉及电池用的正极材料和电池。
背景技术
专利文献1公开了一种使用卤化物作为固体电解质的电池。非专利文献1公开了一种使用硫化物作为固体电解质的电池。
在先技术文献
专利文献1：国际公开第2018/025582号
非专利文献1：Journal of Power Sources 159(2006),p193-199
发明内容
本公开提供一种能够提高电池的充放电效率的正极材料。
本公开的一个技术方案涉及的正极材料，具备正极活性物质和被覆层，
所述被覆层包含第1固体电解质，并将所述正极活性物质的至少一部分表面被覆，
所述第1固体电解质由以下的组成式(1)表示，
Liα1M1β1X1γ1式(1)
在所述组成式(1)中，
α1、β1、γ1各自独立地为正实数，
M1包含钙、钇、以及除钇以外的至少一种稀土元素，
X1包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
根据本公开，能够提高电池的充放电效率。
附图说明
图1是表示实施方式1中的正极材料的大致结构的剖视图。
图2是表示实施方式2中的电池的大致结构的剖视图。
图3是用于评价固体电解质的离子传导率的加压成型模具的示意图。
图4是表示实施例1中通过第2固体电解质的阻抗测定而得到的Cole-Cole曲线的图表。
具体实施方式
(成为本公开的基础的见解)
专利文献1中提到了通过包含由含Cl或Br的卤化物构成的固体电解质的全固体二次电池，可得到良好的充放电特性。
另一方面，本发明人进行了深入研究，结果发现与正极活性物质接触的固体电解质的离子传导率有助于电池的充放电效率。例如，如果与正极活性物质接触的固体电解质的离子传导率低，则电池的充放电效率也低。为解决该课题，需要使具有更高的离子传导率的固体电解质与正极活性物质接触。
非专利文献1中提到了通过包含硫化物固体电解质的全固体二次电池，可得到良好的充放电特性。
另一方面，本发明人进行了深入研究，结果发现在硫化物固体电解质接触正极活性物质的情况下，充电过程中硫化物固体电解质发生氧化分解。固体电解质的氧化分解会导致电池的充放电效率降低。为解决该课题，需要使具有氧化稳定性的、即难以被氧化的固体电解质与正极活性物质接触。
在此，本发明人想到了正极活性物质与固体电解质的接触状态是否能通过利用具有氧化稳定性的固体电解质被覆正极活性物质的表面来实现。尤其是卤化物固体电解质具有比硫化物固体电解质更高的氧化稳定性，因此也能够通过卤化物固体电解质的被覆层来抑制其他固体电解质的氧化分解。
基于上述见解，本发明人实现了能够提高电池的充放电效率的本公开的正极材料。
(本公开涉及的一个技术方案的概要)
本公开的第1技术方案涉及的正极材料，具备正极活性物质和被覆层，
所述被覆层包含第1固体电解质，并将所述正极活性物质的至少一部分表面被覆，
所述第1固体电解质由以下的组成式(1)表示，
Liα1M1β1X1γ1式(1)
在所述组成式(1)中，
α1、β1、γ1各自独立地为正实数，
M1包含钙、钇、以及除钇以外的至少一种稀土元素，
X1包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
根据以上技术构成，能够提高电池的充放电效率。
本公开的第2技术方案中，例如在第1技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述第1固体电解质由以下的组成式(2)表示。
Li6-2a-3dCaa(Y1-bGdb)dBr6-cClc   式(2)
所述组成式(2)满足0＜a、0＜b＜1、0＜c＜6、0＜d＜1.5。包含由组成式(2)表示的第1固体电解质的正极材料，能够进一步提高电池的充放电效率。
本公开的第3技术方案中，例如在第2技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述组成式(2)满足0.01≤a≤0.3。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电效率。
本公开的第4技术方案中，例如在第3技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述组成式(2)满足a≤0.2。根据这样的技术构成，能够更进一步提高电池的充放电效率。
本公开的第5技术方案中，例如在第2～第4技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述组成式(2)满足0.1≤b≤0.9。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电效率。
本公开的第6技术方案中，例如在第2～第4技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述组成式(2)满足0.8≤b＜1。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电效率。
本公开的第7技术方案中，例如在第2～第6技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述组成式(2)满足1.0≤c≤1.2。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电效率。
本公开的第8技术方案中，例如在第1～第7技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述正极活性物质包含Ni、Co、Mn。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的能量密度和充放电效率。
本公开的第9技术方案中，例如在第1～第8技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：还包含第2固体电解质。根据这样的技术构成，能够充分确保正极材料的离子传导性。
本公开的第10技术方案中，例如在第9技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述第2固体电解质由以下的组成式(3)表示。
Liα2M2β2X2γ2式(3)
在所述组成式(3)中，α2、β2、γ2可以各自独立地为正实数，M2可以包含选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种元素，X2可以包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。包含由组成式(3)表示的第2固体电解质的正极材料，能够提高电池的输出特性。
本公开的第11技术方案中，例如在第10技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：M2包含钇。根据这样的技术构成，能够提高电池的充放电特性。
本公开的第12技术方案中，例如在第10或第11技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述组成式(3)满足2.5≤α2≤3、1≤β2≤1.1、γ2＝6。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电特性。
本公开的第13技术方案中，例如在第10～第12技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：X2包含选自Cl和Br中的至少一种。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电特性。
本公开的第14技术方案中，例如在第10～第13技术方案中任一方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述第2固体电解质包含Li3YBr2Cl4。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电特性。
本公开的第15技术方案中，例如在第10技术方案涉及的正极材料的基础上可以设为：所述第2固体电解质可以包含硫化物固体电解质。根据这样的技术构成，能够进一步提高电池的充放电特性。
本公开的第16技术方案涉及的电池，具备正极、负极、以及设置于所述正极与所述负极之间的电解质层，所述正极包含第10～第15技术方案中任一方案涉及的正极材料。
根据以上技术构成，能够提高电池的充放电效率。
以下，参照附图对本公开的实施方式进行说明。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1中的正极材料1000的大致结构的剖视图。
实施方式1中的正极材料1000包含被覆活性物质130。被覆活性物质130包含正极活性物质110和被覆层111。正极活性物质110的形状例如为粒子状。被覆层111被覆正极活性物质110的至少一部分表面。
被覆层111是包含第1固体电解质的层。在正极活性物质110的表面上设有被覆层111。被覆层111可以仅包含第1固体电解质。“仅包含第1固体电解质”是指除了不可避免的杂质以外，不再有意地添加第1固体电解质以外的材料。例如，不可避免的杂质中包括第1固体电解质的原料、制作第1固体电解质时产生的副产物等。
正极材料1000还包含第2固体电解质100。第2固体电解质100的形状例如为粒子状。根据第2固体电解质100，能够充分确保正极材料1000的离子传导性。
正极活性物质110通过被覆层111而与第2固体电解质100分隔。正极活性物质110可以不直接接触第2固体电解质100。这是由于被覆层111具有离子传导性。
被覆层111可以均匀地被覆正极活性物质110。被覆层111抑制正极活性物质110与第2固体电解质100的直接接触，并抑制第2固体电解质100的副反应。其结果，能够提高电池的充放电效率，并且抑制电池的反应过电压上升。
被覆层111可以仅被覆正极活性物质110的一部分表面。正极活性物质110的粒子彼此经由未通过被覆层111被覆的部分而直接接触，由此提高正极活性物质110的粒子间的电子传导性。其结果，能够实现电池在高输出下的工作。
被覆层111对正极活性物质110的被覆，抑制电池的充电中其他固体电解质(例如第2固体电解质100)的氧化分解导致的氧化膜的形成。其结果，电池的充放电效率提高。
被覆层111的厚度例如可以为1nm以上且500nm以下。
通过被覆层111的厚度为1nm以上，能够抑制正极活性物质110与第2固体电解质100的接触，抑制第2固体电解质100的副反应。因此，能够提高电池的充放电效率。
另外，通过被覆层111的厚度为500nm以下，能够充分减小由被覆层111的厚度带来的电池的内部电阻。因此，能够提高电池的能量密度。
对于测定被覆层111的厚度的方法没有特别限定。例如，可以通过使用透射型电子显微镜等直接观察第1固体电解质的厚度而求出。另外，通过Ar溅射削去被覆层111并测定XPS，根据来自活性物质的光谱的变化也能够求出被覆层111的厚度。
对于正极活性物质110、被覆层111和第2固体电解质100，进行更详细的说明。
(被覆层111)
被覆层111中所含的第1固体电解质是卤化物固体电解质。
卤化物固体电解质具有高的离子导电率和优异的高电位稳定性。另外，卤化物固体电解质具有低的电子传导性和高的抗氧化性，因此难以由于与正极活性物质的接触而氧化分解。所以，通过使用卤化物固体电解质，能够进一步提高电池的充放电效率，并且进一步抑制电池的反应过电压上升。
卤化物固体电解质例如由以下的组成式(1)表示。
Liα1M1β1X1γ1   式(1)
在组成式(1)中，α1、β1、γ1各自独立地为正实数。M1包含钙、钇、以及除钇以外的至少一种稀土元素。X1包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
由组成式(1)表示的卤化物固体电解质，与由Li和卤族元素构成的LiI等卤化物固体电解质相比，具有高的离子导电率。因此，在将由组成式(1)表示的卤化物固体电解质用于电池的情况下，能够提高电池的输出特性。
在组成式(1)中，M1所包含的除钇以外的至少一种稀土元素是选自Sc、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu中的至少一种。由于稀土元素的化学性质相互类似，因此任一种都能够用作本实施方式的卤化物固体电解质的构成元素。在组成式(1)中，M1可以包含选自钆和钐中的至少一种。在组成式(1)中，M1也可以仅包含选自钆和钐中的一种。
在组成式(1)中，M1可以包含钙、钇、以及除钇以外的一种稀土元素。即、M1可以仅包含一种除钇以外的稀土元素。
第1固体电解质可以由以下的组成式(2)表示。
Li6-2a-3dCaa(Y1-bGdb)dBr6-cClc   式(2)
组成式(2)满足0＜a、0＜b＜1、0＜c＜6、0＜d＜1.5。
根据以上技术构成，能够进一步提高第1固体电解质的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
组成式(2)可以满足0.01≤a≤0.3。
根据以上技术构成，能够进一步提高第1固体电解质的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
组成式(2)可以满足a≤0.2。
根据以上技术构成，能够进一步提高第1固体电解质的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
组成式(2)可以满足0.1≤b≤0.9。
根据以上技术构成，能够进一步提高第1固体电解质的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
组成式(2)可以满足0.8≤b＜1。
根据以上技术构成，能够进一步提高第1固体电解质的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
所述组成式(2)可以满足1.0≤c≤1.2。
根据以上技术构成，能够进一步提高第1固体电解质的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
再者，第1固体电解质和卤化物固体电解质可以不含硫。
(第2固体电解质)
第2固体电解质100包含具有高的离子导电率的材料。作为第2固体电解质100，可以使用由以下的组成式(3)表示的化合物。
Liα2M2β2X2γ2式(3)
在组成式(3)中，α2、β2、γ2各自独立地为正实数。M2包含选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种元素。X2包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
“半金属元素”包括B、Si、Ge、As、Sb和Te。
“金属元素”包括除氢以外的周期表1族～12族中所含的所有元素，以及除了B、Si、Ge、As、Sb、Te、C、N、P、O、S和Se以外的13族～16族中所含的所有元素。即、金属元素是在与卤素化合物形成无机化合物时能够成为阳离子的元素组。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电特性。
在组成式(3)中，M2可以包含钇。即、第2固体电解质100可以包含Y作为金属元素。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电特性。
组成式(3)可以满足2.5≤α2≤3、1≤β2≤1.1、γ2＝6。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电特性。
在组成式(3)中，X2可以包含选自Cl和Br中的至少一种。X2可以包含Cl和Br。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电特性。
第2固体电解质100可以是由以下的组成式(A1)表示的化合物。
Li6-3dYdX6   式(A1)
在组成式(A1)中，X包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。在组成式(A1)中，满足数式：0＜d＜2。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
第2固体电解质100可以是由以下的组成式(A2)表示的化合物。
Li3YX6式(A2)
在组成式(A2)中，X包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
第2固体电解质100可以是由以下的组成式(A3)表示的化合物。
Li3-3δ+aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy   式(A3)
在组成式(A3)中，Me是选自Mg、Ca、Sr、Ba和Zn中的至少一种元素。
组成式(A3)满足-1＜δ＜2、0＜a＜3、0＜(3-3δ+a)、0＜(1+δ-a)、0≤x＜6、0＜y≤6、(x+y)＜6。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
第2固体电解质100可以是由以下的组成式(A4)表示的化合物。
Li3-3δY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy   式(A4)
在组成式(A4)中，Me是选自Al、Sc、Ga和Bi中的至少一种元素。
组成式(A4)满足-1＜δ＜1、0＜a＜2、0＜(1+δ-a)、0≤x＜6、0＜y≤6、(x+y)＜6。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
第2固体电解质100可以是由以下的组成式(A5)表示的化合物。
Li3-3δ-aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy   式(A5)
在组成式(A5)中，Me是选自Zr、Hf和Ti中的至少一种元素。
组成式(A5)满足-1＜δ＜1、0＜a＜1.5、0＜(3-3δ-a)、0＜(1+δ-a)、0≤x＜6、0＜y≤6、(x+y)＜6。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
第2固体电解质100可以是由以下的组成式(A6)表示的化合物。
Li3-3δ-2aY1+δ-aMeaCl6-x-yBrxIy   式(A6)
在组成式(A6)中，Me是选自Ta和Nb中的至少一种元素。
组成式(A6)满足以下的7个数式：-1＜δ＜1、0＜a＜1.2、0＜(3-3δ-2a)、0＜(1+δ-a)、0≤x＜6、0＜y≤6、(x+y)＜6。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电效率。
再者，第2固体电解质100可以不含硫。
作为第2固体电解质100，例如可使用Li3YX6、Li2MgX4、Li2FeX4、Li(Al,Ga,In)X4、Li3(Al,Ga,In)X6等。X包含选自Cl和Br中的至少一种。
在本公开中，化学式中的表述“(A,B,C)”是指“选自A、B和C中的至少一者”。例如，“(Al,Ga,In)”与“选自Al、Ga和In中的至少一者”含义相同。
Li3YX6的代表性组成例如为Li3YBr2Cl4。第2固体电解质100可以包含Li3YBr2Cl4。
根据以上技术构成，能够进一步提高第2固体电解质100的离子导电率。由此，能够进一步提高电池的充放电特性。
第2固体电解质100可以包含硫化物固体电解质。作为硫化物固体电解质，例如可以使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li10GeP2S12等。可以向它们中添加LiX、Li2O、MOq、LipMOq等。其中，“LiX”中的元素X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种元素。“MOq”和“LipMOq”中的元素M是选自P、Si、Ge、B、Al、Ga、In、Fe和Zn中的至少一种元素。“MOq”和“LipMOq”中的p和q是各自独立的自然数。
在实施方式1中，第2固体电解质100可以是硫化物固体电解质。例如，硫化物固体电解质可以包含硫化锂和硫化磷。硫化物固体电解质可以是Li2S-P2S5。
Li2S-P2S5的离子导电率高，对于氧化还原具有稳定性。因此，通过使用Li2S-P2S5，能够进一步提高电池的充放电效率。
第2固体电解质100可以是选自卤化物固体电解质、硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、高分子固体电解质和络合氢化物固体电解质中的两种以上的混合物。例如，第2固体电解质100可以是卤化物固体电解质与硫化物固体电解质的混合物。
(正极活性物质)
正极活性物质110包含具有吸藏和释放金属离子(例如锂离子)的特性的材料。作为正极活性物质110，例如可使用含锂的过渡金属氧化物(例如Li(NiCoAl)O2、Li(NiCoMn)O2、LiCoO2等)、过渡金属氟化物、聚阴离子材料、氟化聚阴离子材料、过渡金属硫化物、过渡金属氧硫化物、过渡金属氧氮化物等。特别是在使用含锂的过渡金属氧化物作为正极活性物质110的情况下，能够降低制造成本，能够提高平均放电电压。
在实施方式1中，正极活性物质110可以包含Ni、Co和Mn。正极活性物质110可以是镍钴锰酸锂(即、NMC)。例如，正极活性物质110可以是Li(NiCoMn)O2。
根据以上技术构成，能够进一步提高电池的能量密度和充放电效率。
对于实施方式1中的第2固体电解质100的形状没有特别限定，例如可以是针状、球状、椭圆球状等。例如，第2固体电解质100的形状可以是粒子状。
例如，在实施方式1中的第2固体电解质100的形状为粒子状(例如球状)的情况下，中位直径可以为100μm以下。在中位直径为100μm以下的情况下，正极活性物质130和第2固体电解质100在正极材料1000中可成为良好的分散状态。因此，电池的充放电特性提高。在实施方式1中，第2固体电解质100的中位直径也可以为10μm以下。
根据以上技术构成，在正极材料1000中，被覆活性物质130和第2固体电解质100能够形成良好的分散状态。
在实施方式1中，第2固体电解质100的中位直径可以小于被覆活性物质130的中位直径。
根据以上技术构成，在正极材料1000中，第2固体电解质100和被覆活性物质130能够形成更良好的分散状态。
被覆活性物质130的中位直径可以为0.1μm以上且100μm以下。
在被覆活性物质130的中位直径为0.1μm以上的情况下，在正极材料1000中，被覆活性物质130和第2固体电解质100能够形成良好的分散状态。其结果，电池的充放电特性提高。
在被覆活性物质130的中位直径为100μm以下的情况下，能够充分确保被覆活性物质130内的锂的扩散速度。因此，电池能够以高输出工作。
被覆活性物质130的中位直径可以大于第2固体电解质100的中位直径。由此，被覆活性物质130和第2固体电解质100能够形成良好的分散状态。
在此，中位直径是指体积基准的粒度分布中的累积体积等于50％时的粒径。体积基准的粒度分布例如通过激光衍射式测定装置或图像分析装置来测定。
在正极活性物质110的表面还可以设有LiNbO3等Li-Nb-O化合物、LiBO2、Li3BO3等Li-B-O化合物、LiAlO2等Li-Al-O化合物、Li4SiO4等Li-Si-O化合物、Li2SO4、Li4Ti5O12等Li-Ti-O化合物、Li2ZrO3等Li-Zr-O化合物、Li2MoO3等Li-Mo-O化合物、LiV2O5等Li-V-O化合物、Li2WO4等Li-W-O化合物、或者Li3PO4等Li-P-O化合物。
根据以上技术构成，能够在正极中抑制第1固体电解质的氧化。
在实施方式1的正极材料1000中，如图1所示，第2固体电解质100和被覆活性物质130可以相互接触。此时，被覆层111和正极活性物质110相互接触。
实施方式1中的正极材料1000可以包含多个第2固体电解质100的粒子和多个被覆活性物质130的粒子。
在实施方式1的正极材料1000中，第2固体电解质100的含量与被覆活性物质130的含量可以彼此相同，也可以不同。
＜第1固体电解质和第2固体电解质的制造方法＞
被覆层111中所含的第1固体电解质和第2固体电解质100例如可以通过下述方法制造。
准备成为目标组成的配合比的原料粉并混合。原料粉的例子有氧化物、氢氧化物、卤化物或酰卤。例如，在制作Li3YCl6的情况下，将LiCl和YCl3以3:1的摩尔比进行准备。
此时，通过选择原料粉的种类，能够确定上述表示第1固体电解质的组成式中的“M1”和“X1”。另外，通过调整原料、配合比和合成工艺，能够调整上述表示第1固体电解质的组成式中的值“α1”、“β1”、“γ1”、“a”、“b”、“c”和“d”。通过选择原料粉的种类，能够确定上述表示第2固体电解质的组成式中的“M2”、“Me”、“X2”和“X”。另外，通过调整原料、配合比和合成工艺，能够调整上述表示第2固体电解质的组成式中的值“α2”、“β2”、“γ2”、“d”、“δ”、“a”、“x”和“y”。
将原料粉充分混合后，采用机械化学研磨的方法将原料粉彼此混合、粉碎并使其反应。或者，也可以将原料粉充分混合后，在真空中烧结。
由此，得到第1固体电解质和第2固体电解质100。
固体电解质中的结晶相的结构(即、结晶构造)，能够通过原料粉彼此之间的反应方法和反应条件的调整来确定。
＜被覆活性物质的制造方法＞
被覆活性物质130例如可以采用下述方法制造。
将正极活性物质110的粉末和第1固体电解质的粉末以适当的比例混合，得到混合物。对混合物进行研磨处理，赋予混合物机械能。在研磨处理中，可以使用球磨机等混合装置。为了抑制材料的氧化，可以在干燥气氛且惰性气氛中进行研磨处理。
被覆活性物质130可以采用干式粒子复合化法制造。采用干式粒子复合化法进行的处理，包括对正极活性物质110和第1固体电解质赋予选自冲击、压缩和剪切中的至少一种机械能。正极活性物质110和第1固体电解质以适当的比例被混合。
对于被覆活性物质130的制造方法中可使用的装置不特别限定，可以是能够对正极活性物质110和第1固体电解质的混合物赋予冲击、压缩和剪切等机械能的装置。作为能够赋予机械能的装置，可举出球磨机、“MECHANOFUSION”(Hosokawa Micron公司制)、“NOBILTA”(Hosokawa Micron公司制)等压缩剪切式加工装置(粒子复合化装置)。
“MECHANOFUSION”是使用对多个不同的原材料粒子施加强机械能的干式机械复合化技术的粒子复合化装置。在MECHANOFUSION中，通过对投入到旋转的容器与压头之间的粉体原料施加压缩、剪切和摩擦等机械能，引起粒子的复合化。
“NOBILTA”是为了以纳米粒子为原材料进行复合化，使用发展粒子复合化技术的干式机械复合化技术的粒子复合化装置。NOBILTA通过对多个原料粉末施加冲击、压缩和剪切的机械能来制造复合粒子。
在“NOBILTA”中，在水平圆筒状的混合容器内，以与混合容器的内壁之间具有预定间隙的方式配置的转子高速旋转，对原料粉末反复进行多次使其强制通过间隙的处理。由此，能够使冲击、压缩和剪切的力作用于混合物，制作正极活性物质110和第1固体电解质的复合粒子。可以适当调节转子的旋转速度、处理时间、装料量等条件。
＜正极材料的制造方法＞
通过将被覆活性物质130与第2固体电解质100混合，得到正极材料1000。对于将被覆活性物质130与第2固体电解质100混合的方法没有特别限定。例如，可以使用研钵等器具将被覆活性物质130和第2固体电解质100混合，也可以使用球磨机等混合装置将被覆活性物质130和第2固体电解质100混合。对于被覆活性物质130与第2固体电解质100的混合比率没有特别限定。
(实施方式2)
以下，对实施方式2进行说明。适当省略与实施方式1重复的说明。
图2是表示实施方式2中的电池2000的大致结构的剖视图。
实施方式2中的电池2000具备正极201、电解质层202和负极203。
正极201包含实施方式1中的正极材料1000。
电解质层202配置于正极201与负极203之间。
根据以上技术构成，能够提高电池2000的充放电效率。
关于正极201中所含的正极活性物质110与第2固体电解质100的体积比率“v1:100-v1”，可以满足30≤v1≤95。在满足30≤v1的情况下，容易充分确保电池2000的能量密度。在满足v1≤95的情况下，电池2000在高输出下的工作变得更容易。
正极201的厚度可以为10μm以上且500μm以下。在正极201的厚度为10μm以上的情况下，能够充分确保电池2000的能量密度。在正极201的厚度为500μm以下的情况下，能够实现高输出下的工作。
电解质层202是包含电解质的层。该电解质例如是固体电解质。电解质层202中所含的固体电解质被称为第3固体电解质。即、电解质层202可以包含第3固体电解质层。
作为第3固体电解质，可以使用卤化物固体电解质、硫化物固体电解质、氧化物固体电解质、高分子固体电解质或络合氢化物固体电解质。
在第3固体电解质为卤化物固体电解质时，作为卤化物固体电解质，可以使用与实施方式1中的第1固体电解质和/或第2固体电解质相同的卤化物固体电解质。即、电解质层202可以包含与第1固体电解质和/或第2固体电解质的组成相同的卤化物固体电解质。
根据以上技术构成，能够进一步提高电池2000的输出密度和充放电特性。
另外，第3固体电解质可以是与第1固体电解质和第2固体电解质的组成不同的卤化物固体电解质。即、电解质层202可以含有与第1固体电解质和第2固体电解质的组成不同的卤化物固体电解质。
根据以上技术构成，能够进一步提高电池的充放电特性。
在第3固体电解质为硫化物固体电解质时，作为硫化物固体电解质，可以使用Li2S-P2S5、Li2S-SiS2、Li2S-B2S3、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.25P0.75S4、Li10GeP2S12等。可以向这些中添加LiX、Li2O、MOq、LipMOq等。“LiX”中的元素X是选自F、Cl、Br和I中的至少一种元素。“MOq”和“LipMOq”中的元素M是选自P、Si、Ge、B、Al、Ga、In、Fe和Zn中的至少一种元素。“MOq”和“LipMOq”中的p和q是各自独立的自然数。
作为第3固体电解质，可以使用与实施方式1中的第2固体电解质相同的硫化物固体电解质。即、电解质层202可以包含与实施方式1中的第2固体电解质的组成相同的硫化物固体电解质。
根据以上技术构成，由于电解质层202包含还原稳定性优异的硫化物固体电解质，所以能够使用石墨或金属锂等低电位的负极材料，能够提高电池2000的能量密度。另外，根据电解质层202包含与第2固体电解质100相同的硫化物固体电解质的结构，能够提高电池2000的充放电特性。
当第3固体电解质是氧化物固体电解质时，作为氧化物固体电解质，例如可以使用以LiTi2(PO4)3及其元素置换体为代表的NASICON型固体电解质、(LaLi)TiO3系的钙钛矿型固体电解质、以Li14ZnGe4O16、Li4SiO4、LiGeO4及其元素置换体为代表的LISICON型固体电解质、以Li7La3Zr2O12及其元素置换体为代表的石榴石型固体电解质、Li3N及其H置换体、Li3PO4及其N置换体、向包含LiBO2、Li3BO3等Li-B-O化合物的基体材料中添加Li2SO4、Li2CO3等材料而得到的玻璃或玻璃陶瓷等。
当第3固体电解质是高分子固体电解质时，作为高分子固体电解质，例如可以使用高分子化合物和锂盐的化合物。高分子化合物可以具有环氧乙烷结构。通过具有环氧乙烷结构，高分子化合物能够含有较多的锂盐，因此能够进一步提高离子导电率。作为锂盐，可以使用LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF3)2、LiN(SO2C2F5)2、LiN(SO2CF3)(SO2C4F9)、LiC(SO2CF3)3等。作为锂盐，可以单独使用选自它们中的1种锂盐，也可以使用选自它们中的2种以上锂盐的混合物。
当第3固体电解质为络合氢化物固体电解质时，作为络合氢化物固体电解质，例如可以使用LiBH4-LiI、LiBH4-P2S5等。
电解质层202可以包含第3固体电解质作为主要成分。即、电解质层202例如可以包含以相对于电解质层202整体的重量比例计为50％以上(即、50质量％以上)的第3固体电解质。
根据以上技术构成，能够进一步提高电池2000的充放电效率。
电解质层202可以包含以相对于电解质层202整体的重量比例计为70％以上(即、70质量％以上)的第3固体电解质。
根据以上技术构成，能够进一步提高电池2000的充放电效率。
电解质层202含有第3固体电解质作为主要成分，并且还可以含有不可避免的杂质、或合成第3固体电解质时使用的起始原料、副产物和分解产物等。
电解质层202例如除了不可避免混入的杂质以外，可以包含以相对于电解质层202整体的重量比例计为100％(即、100质量％)的第3固体电解质。
根据以上技术构成，能够进一步提高电池2000的充放电效率。
如上所述，电解质层202可以仅由第3固体电解质构成。
电解质层202可以包含作为第3固体电解质列举的材料中的两种以上。例如，电解质层202可以包含卤化物固体电解质和硫化物固体电解质。
电解质层202的厚度可以为1μm以上且300μm以下。在电解质层202的厚度为1μm以上的情况下，能够更切实地将正极201和负极203分离。在电解质层202的厚度为300μm以下的情况下，能够实现高输出下的工作。
负极203包含具有吸藏和释放金属离子(例如锂离子)的特性的材料。负极203例如包含负极活性物质。
负极活性物质可以使用金属材料、碳材料、氧化物、氮化物、锡化合物、硅化合物等。金属材料可以是单质金属。或者，金属材料也可以是合金。作为金属材料的例子，可以举出锂金属、锂合金等。作为碳材料的例子，可以举出天然石墨、焦炭、石墨化途中碳、碳纤维、球状碳、人造石墨、非晶质碳等。从容量密度的观点出发，可以使用硅(Si)、锡(Sn)、硅化合物或锡化合物。
负极203可以包含固体电解质。作为固体电解质，可以使用作为构成电解质层202的材料而例示的固体电解质。根据以上技术构成，能够提高负极203内部的锂离子传导性，实现高输出下的工作。
负极活性物质的粒子的中位直径可以为0.1μm以上且100μm以下。在负极活性物质的粒子的中位直径为0.1μm以上的情况下，在负极中，负极活性物质和固体电解质能够形成良好的分散状态。由此，电池2000的充放电特性提高。另外，在负极活性物质的中位直径为100μm以下的情况下，负极活性物质内的锂扩散变快。因此，电池2000能够以高输出工作。
负极活性物质的粒子的中位直径可以大于负极203中所含的固体电解质的中位直径。由此，能够形成负极活性物质的粒子和固体电解质的粒子的良好的分散状态。
关于负极203中所含的负极活性物质与固体电解质的体积比率“v2:100-v2”，可以满足30≤v2≤95。在30≤v2的情况下，能够确保充分的电池2000的能量密度。在v2≤95的情况下，能够实现高输出下的工作。
负极203的厚度可以为10μm以上且500μm以下。在负极203的厚度为10μm以上的情况下，能够确保充分的电池2000的能量密度。另外，在负极203的厚度为500μm以下的情况下，能够实现高输出下的工作。
在正极201、电解质层202和负极203中的至少一者中，为了提高粒子之间的密合性，可以含有粘结剂。粘结剂用于提高构成电极的材料的粘结性。作为粘结剂，可以举出聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、芳族聚酰胺树脂、聚酰胺、聚酰亚胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚丙烯酸、聚丙烯酸甲酯、聚丙烯酸乙酯、聚丙烯酸己酯、聚甲基丙烯酸、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸己酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚醚、聚醚砜、六氟聚丙烯、丁苯橡胶、羧甲基纤维素等。另外，作为粘结剂，可以使用选自四氟乙烯、六氟乙烯、六氟丙烯、全氟烷基乙烯基醚、偏氟乙烯、三氟氯乙烯、乙烯、丙烯、五氟丙烯、氟甲基乙烯基醚、丙烯酸和己二烯中的2种以上材料的共聚物。另外，也可以将选自它们中的2种以上混合作为粘结剂使用。
为了提高电子导电性，正极201和负极203中的至少一者可以含有导电助剂。作为导电助剂，例如可以使用天然石墨或人造石墨等石墨类、乙炔黑、科琴黑等炭黑类、碳纤维或金属纤维等导电性纤维类、氟化碳、铝等金属粉末类、氧化锌或钛酸钾等导电性晶须类、氧化钛等导电性金属氧化物、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等导电性高分子化合物等。在使用碳导电助剂的情况下，能够谋求低成本化。
另外，实施方式2中的电池可以构成为硬币型、圆筒型、方型、薄片型、纽扣型、扁平型、层叠型等各种形状的电池。
实施例
以下，利用实施例和比较例对本公开的详细内容进行说明。
《实施例1》
[第2固体电解质的制作]
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，将作为原料粉的LiCl、LiBr和YCl3以摩尔比为LiCl:LiBr:YCl3＝1:2:1进行称量。然后，使用行星式球磨机(弗里奇公司制，P-5型)在25小时、600rpm的条件下对所得到的混合物进行研磨处理。由此，得到由组成式Li3Y1Br2Cl4(以下记为LYBC)表示的实施例1的第2固体电解质的粉末。实施例1的第2固体电解质的组成示于表1。
(离子传导率的评价)
图3是用于评价固体电解质的离子传导率的加压成型模具300的示意图。
加压成型模具300具备框模301、冲头下部302和冲头上部303。框模301由电绝缘性的聚碳酸酯形成。冲头下部302和冲头上部303由电子传导性的不锈钢形成。
使用图3所示的加压成型模具300，采用下述方法进行了实施例1的第2固体电解质的离子传导率的评价。
在露点为-30℃以下的干燥气氛中，将实施例1的第2固体电解质的粉末304填充到加压成型模具300的内部。在加压成型模具300的内部，使用冲头上部303和冲头下部302，对实施例1的第2固体电解质的粉末304施加300MPa的压力。
在施加压力的状态下，冲头上部303和冲头下部302与搭载有频率响应分析器的恒电位仪(Princeton Applied Research公司，VersaSTAT4)连接。冲头上部303与工作电极和电位测定用端子连接。冲头下部302与对电极和参比电极连接。第2固体电解质的阻抗通过电化学阻抗测定法在室温下测定。
图4是表示通过实施例1的第2固体电解质的阻抗测定而得到的Cole-Cole曲线的图表。
在图4中，在复阻抗的相位的绝对值最小的测量点处的阻抗的实数值，被视为实施例1的第2固体电解质相对于离子传导的电阻值。该实数值参照图4所示的箭头RSE。使用该电阻值，基于以下的数学式(C1)算出离子传导率。
σ＝(RSE×S/t)-1   式(C1)
在数式(C1)中，σ表示离子传导率。S表示第2固体电解质与冲头上部303的接触面积(在图3中，与框模301的中空部的截面积相等)。RSE表示阻抗测定中的第2固体电解质的电阻值。t表示第2固体电解质的厚度(即、在图3中，由第2固体电解质的粉末304形成的层的厚度)。
在22℃测定出的实施例1的第2固体电解质(即、LYBC)的离子传导率为1.41×10- 3S/cm。
[第1固体电解质的制作]
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，将作为原料粉的LiCl、LiBr、YCl3、GdCl3和CaBr2以摩尔比为LiCl:LiBr:YCl3:GdCl3:CaBr2＝1:1.8:0.9:0.1:0.1进行称量。将它们在研钵中粉碎并混合。然后，使用行星式球磨机(弗里奇公司制，P-7型)在12小时、600rpm的条件下对所得到的混合物进行研磨处理。由此，得到由组成式Li2.8Ca0.1Y0.9Gd0.1Br2Cl4表示的实施例1的第1固体电解质的粉末。实施例1的第1固体电解质的组成以及与组成式(2)的a、b、c、d相对应的值示于表1。
采用ICP发射光谱分析法测定实施例1的第1固体电解质整体中的每单位质量的Li、Ca、Y、Gd的含量，将Li、Ca、Y、Gd的含量换算为摩尔比。Li:Ca:Y:Gd之比为2.8:0.1:0.9:0.1。用于测定组成的装置是ICP发射光谱分析装置(“iCAP 7400”(Thermo FisherScientific制)。
(离子传导率的评价)
采用与第2固体电解质的离子传导率的测定相同的方法，测定了第1固体电解质的离子传导率。在22℃测定出的实施例1的第1固体电解质的离子传导率为2.10×10-3S/cm。
[被覆活性物质的制作]
作为正极活性物质，使用Li(NiCoMn)O2(以下记为NCM)。在NCM上形成由第1固体电解质Li2.8Ca0.1Y0.9Gd0.1Br2Cl4构成的被覆层。通过使用粒子复合化装置(NOB-MINI，HosokawaMicron公司制)进行压缩剪切处理而形成被覆层。具体而言，将正极活性物质和第1固体电解质以95.72:4.28的质量比进行称量，在刮板间隙为2mm、处理时间为50min的条件下进行处理，由此在正极活性物质的粒子的表面上形成由第1固体电解质构成的被覆层。通过这样的方法得到实施例1的被覆活性物质。
[正极材料的制作]
在氩气手套箱内进行称量，使得实施例1的被覆活性物质的正极活性物质、与实施例1的第1固体电解质和实施例1的第2固体电解质之和，成为正极活性物质:第1固体电解质+第2固体电解质＝73:27的体积比率。将它们在玛瑙研钵中混合，由此制作了实施例1的正极材料。
《实施例2》
作为原料粉，称量LiCl、LiBr、YCl3、GdCl3和CaBr2，制作了由组成式Li2.8Ca0.1Y0.6Gd0.4Br2Cl4表示的实施例2的第1固体电解质。实施例2的第1固体电解质的组成以及与组成式(1)的a、b、c、d相对应的值示于表1。除了使用由上述组成式表示的第1固体电解质作为被覆层以外，与上述实施例1的方法同样地实施，得到了实施例2的正极材料。采用与实施例1的第2固体电解质的离子传导率的测定相同的方法，测定了实施例2的第1固体电解质的离子传导率。在22℃测定出的实施例2的第1固体电解质的离子传导率为2.51×10- 3S/cm。
《实施例3》
作为原料粉，称量LiCl、LiBr、YCl3、GdCl3和CaBr2，制作了由组成式Li2.8Ca0.1Y0.1Gd0.9Br2Cl4表示的实施例3的第1固体电解质。实施例3的第1固体电解质的组成以及与组成式(1)的a、b、c、d相对应的值示于表1。除了使用由上述组成式表示的第1固体电解质作为被覆层以外，与上述实施例1的方法同样地实施，得到了实施例3的正极材料。采用与实施例1的第2固体电解质的离子传导率的测定相同的方法，测定了实施例3的第1固体电解质的离子传导率。在22℃测定出的实施例3的第1固体电解质的离子传导率为2.24×10- 3S/cm。
《实施例4》
[硫化物固体电解质的制作]
在露点为-60℃以下的氩气手套箱内，将原料粉Li2S和P2S5以Li2S:P2S5＝75:25的摩尔比进行称量。将它们在研钵中粉碎并混合，得到混合物。然后，使用行星式球磨机(Friich公司制，P-7型)，以10小时、510rpm的条件对混合物进行研磨处理。由此，得到玻璃状的固体电解质。对于玻璃状的固体电解质，在惰性气氛中、270℃、2小时的条件下进行热处理。由此，作为实施例4的地2固体电解质，得到玻璃陶瓷状的固体电解质Li2S-P2S5(以下记为LPS)。
(离子传导率的评价)
采用与实施例1的第2固体电解质的离子传导率的测定相同的方法，测定了实施例4的第2固体电解质的离子传导率。在22℃测定出的实施例4的第2固体电解质的离子传导率为0.60×10-3S/cm。
[正极材料的制作]
在氩气手套箱内进行称量，使得实施例2的被覆活性物质的正极活性物质、与实施例2的第1固体电解质和实施例4的第2固体电解质之和，成为正极活性物质:第1固体电解质+第2固体电解质＝50:50的体积比率。将它们在玛瑙研钵中混合，由此制作了实施例4的正极材料。
《比较例1》
不实施被覆层的制作，使用不具有被覆层的NCM作为正极活性物质，除此以外采用与实施例1相同的方法得到了比较例1的正极材料。
《比较例2》
不实施被覆层的制作，使用不具有被覆层的NCM作为正极活性物质，除此以外采用与上述实施例4相同的方法得到了比较例2的正极材料。
[电池的制作]
使用上述的实施例1～4、比较例1和2的正极材料、LYBC以及玻璃陶瓷状的LPS，实施下述工序。
首先，在绝缘性外筒中，依次层叠60mg的LPS、20mg的LYBC、以及正极材料。此时，称量正极材料的质量，使正极活性物质的质量为14mg。将其在720MPa的压力下进行加压成型，由此得到正极和固体电解质层。
接着，在与接触正极侧相反的一侧，在固体电解质层上层叠金属Li(厚度为200μm)。将所得到的层叠体在80MPa的压力下进行加压成型，由此制作了由正极、固体电解质层和负极构成的层叠体。
接着，在层叠体的上下配置不锈钢集电体。在各集电体上附设集电引线。
最后，使用绝缘性套圈将绝缘性外筒密闭，由此将外筒的内部与外部气体气氛隔绝，从而制作了电池。
通过以上，分别制作了实施例1～4、比较例1和2的电池。
[充电试验]
分别使用上述的实施例1～4、比较例1和2的电池，在以下的条件下实施了充电试验。
将电池配置于25℃的恒温槽。
以相对于电池的理论容量成为0.05C速率(20小时速率)的电流值140μA进行恒流充电直到达到电压4.3V为止。经过20分钟的中止时间后，以成为0.05C速率(20小时速率)的电流值140μA进行恒流放电至电压2.5V，中止20分钟。
将通过以上而得到的放电容量相对于充电容量之比作为充放电效率进行计算。结果示于表1。
表1
第1固体电解质 第2固体电解质 a b c d 充放电效率
实施例1 <![CDATA[Li<sub>2.8</sub>Ca<sub>0.1</sub>Y<sub>0.9</sub>Gd<sub>0.1</sub>Br<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub>]]> LYBC 0.1 0.1 4 1 90％
实施例2 <![CDATA[Li<sub>2.8</sub>Ca<sub>0.1</sub>Y<sub>0.6</sub>Gd<sub>0.4</sub>Br<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub>]]> LYBC 0.1 0.4 4 1 90％
实施例3 <![CDATA[Li<sub>2.8</sub>Ca<sub>0.1</sub>Y<sub>0.1</sub>Gd<sub>0.9</sub>Br<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub>]]> LYBC 0.1 0.9 4 1 88％
实施例4 <![CDATA[Li<sub>2.8</sub>Ca<sub>0.1</sub>Y<sub>0</sub>.<sub>6</sub>Gd<sub>0.4</sub>Br<sub>2</sub>Cl<sub>4</sub>]]> LPS 0.1 0.4 4 1 76％
比较例1 - LYBC - - - - 87％
比较例2 - LPS - - - - 59％
《考察》
根据表1所示的实施例1～3和比较例1的结果可以确认以下内容。在使用卤化物固体电解质作为第2固体电解质的情况下，通过使用由具有比第2固体电解质更高的传导率的卤化物固体电解质被覆正极活性物质表面而得到的正极材料，电池的充放电效率提高。认为这是由于活性物质和电解质间的Li的插入脱离受到电解质的离子传导率限制，与活性物质接触的电解质的传导率提高，由此降低了Li的插入脱离的阻力。
根据表1所示的实施例4和比较例2的结果可以确认以下内容。在使用硫化物固体电解质作为第2固体电解质的情况下，通过使用由卤化物固体电解质被覆正极活性物质表面而得到的正极材料，电池的充放电效率提高。认为这是通过具有高的离子传导率且具有高的抗氧化性的卤化物固体电解质，抑制了硫化物固体电解质的氧化而带来的结果。
产业可利用性
本公开的电池例如可用作全固体锂二次电池等。
附图标记说明
1000 正极材料
100  第2固体电解质
110  正极活性物质
111  被覆层
130  被覆活性物质
2000 电池
201  正极
202  电解质层
203  负极
300  加压成型模具
301  框模
302  冲头下部
303  冲头上部
304  第2固体电解质的粉末

Claims (16)

1.一种正极材料，具备正极活性物质和被覆层，
所述被覆层包含第1固体电解质，并将所述正极活性物质的至少一部分表面被覆，
所述第1固体电解质由以下的组成式(1)表示，
Liα1M1β1X1γ1式(1)
在所述组成式(1)中，
α1、β1、γ1各自独立地为正实数，
M1包含钙、钇、以及除钇以外的至少一种稀土元素，
X1包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
2.根据权利要求1所述的正极材料，
所述第1固体电解质由以下的组成式(2)表示，
Li6-2a-3dCaa(Y1-bGdb)dBr6-cClc式(2)
所述组成式(2)满足0＜a、0＜b＜1、0＜c＜6、0＜d＜1.5。
3.根据权利要求2所述的正极材料，
所述组成式(2)满足0.01≤a≤0.3。
4.根据权利要求3所述的正极材料，
所述组成式(2)满足a≤0.2。
5.根据权利要求2～4中任一项所述的正极材料，
所述组成式(2)满足0.1≤b≤0.9。
6.根据权利要求2～4中任一项所述的正极材料，
所述组成式(2)满足0.8≤b＜1。
7.根据权利要求2～6中任一项所述的正极材料，
所述组成式(2)满足1.0≤c≤1.2。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的正极材料，
所述正极活性物质包含Ni、Co、Mn。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的正极材料，
还包含第2固体电解质。
10.根据权利要求9所述的正极材料，
所述第2固体电解质由以下的组成式(3)表示，
Liα2M2β2X2γ2式(3)
在所述组成式(3)中，
α2、β2、γ2各自独立地为正实数，
M2包含选自除Li以外的金属元素和半金属元素中的至少一种元素，
X2包含选自F、Cl、Br和I中的至少一种。
11.根据权利要求10所述的正极材料，
M2包含钇。
12.根据权利要求10或11所述的正极材料，
所述组成式(3)满足2.5≤α2≤3、1≤β2≤1.1、γ2＝6。
13.根据权利要求10～12中任一项所述的正极材料，
X2包含选自Cl和Br中的至少一种。
14.根据权利要求10～13中任一项所述的正极材料，
所述第2固体电解质包含Li3YBr2Cl4。
15.根据权利要求9所述的正极材料，
所述第2固体电解质包含硫化物固体电解质。
16.一种电池，具备正极、负极、以及设置于所述正极与所述负极之间的电解质层，
所述正极包含权利要求10～15中任一项所述的正极材料。
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