JP2013037897A - Production method of sulfide solid electrolyte material, and sulfide solid electrolyte material - Google Patents

Production method of sulfide solid electrolyte material, and sulfide solid electrolyte material Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a production method of a sulfide solid electrolyte material having high Li ion conductivity and the amount of hydrogen generation of which is extremely small.SOLUTION: In the production method of a sulfide solid electrolyte material containing Melement (e.g., Li element ), Melement(e.g., Ge element), P element and S element, and having the value of I/Iless than 0.50, where Iis a peak diffraction intensity at the position of 2θ=29.58°±0.50° in the X-ray diffraction measurement using a CuKα ray, and Iis a peak diffraction intensity at 2θ=27.33°±0.50°, the ratio of PSis increased in the raw material composition.

Description

本発明は、Liイオン伝導性が高く、硫化水素発生量が極めて少ない硫化物固体電解質材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a sulfide solid electrolyte material having high Li ion conductivity and extremely low hydrogen sulfide generation.

近年におけるパソコン、ビデオカメラおよび携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として利用される電池の開発が重要視されている。また、自動車産業界等においても、電気自動車用あるいはハイブリッド自動車用の高出力かつ高容量の電池の開発が進められている。現在、種々の電池の中でも、エネルギー密度が高いという観点から、リチウム電池が注目を浴びている。   With the rapid spread of information-related equipment and communication equipment such as personal computers, video cameras, and mobile phones in recent years, development of batteries that are used as power sources has been regarded as important. Also in the automobile industry and the like, development of high-power and high-capacity batteries for electric vehicles or hybrid vehicles is being promoted. Currently, lithium batteries are attracting attention among various batteries from the viewpoint of high energy density.

現在市販されているリチウム電池は、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用されているため、短絡時の温度上昇を抑える安全装置の取り付けや短絡防止のための構造・材料面での改善が必要となる。これに対し、電解液を固体電解質層に変えて、電池を全固体化したリチウム電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。   Since lithium batteries currently on the market use an electrolyte containing a flammable organic solvent, it is possible to install safety devices that suppress the temperature rise during short circuits and to improve the structure and materials to prevent short circuits. Necessary. In contrast, a lithium battery in which the electrolyte is changed to a solid electrolyte layer to make the battery completely solid does not use a flammable organic solvent in the battery, so the safety device can be simplified, and manufacturing costs and productivity can be reduced. It is considered excellent.

全固体リチウム電池に用いられる固体電解質材料として、硫化物固体電解質材料が知られている。例えば、非特許文献1においては、Li(4−x)Ge(1−x)の組成を有するLiイオン伝導体(硫化物固体電解質材料)が開示されている。さらに、この文献では、x=0.75の時にLiイオン伝導度が最も高くなることが記載されており、そのLiイオン伝導度は、25℃において2.2×10−3S/cmであった。また、特許文献1においては、LiSと、P、P、SiS、GeS、B、Alから選択される1種以上の硫化物とから合成される固体電解質材料が開示されている。 A sulfide solid electrolyte material is known as a solid electrolyte material used for an all solid lithium battery. For example, Non-Patent Document 1 discloses a Li ion conductor (sulfide solid electrolyte material) having a composition of Li (4-x) Ge (1-x) P x S 4 . Furthermore, this document describes that the Li ion conductivity is highest when x = 0.75, and the Li ion conductivity is 2.2 × 10 −3 S / cm at 25 ° C. It was. In Patent Document 1, Li 2 S and one or more sulfides selected from P 2 S 3 , P 2 S 5 , SiS 2 , GeS 2 , B 2 S 3 , and Al 2 S 3 are used. A solid electrolyte material to be synthesized is disclosed.

特開2009−093995号公報JP 2009-093995 A

Ryoji Kanno et al., “Lithium Ionic Conductor Thio-LISICON The Li2S-GeS2-P2S5 System”, Journal of The Electrochemical Society, 148 (7) A742-A746 (2001)Ryoji Kanno et al., “Lithium Ionic Conductor Thio-LISICON The Li2S-GeS2-P2S5 System”, Journal of The Electrochemical Society, 148 (7) A742-A746 (2001)

電池の高出力化の観点から、イオン伝導性が良好な固体電解質材料が求められている。本発明者等のこれまでの研究により、X線回折測定において特定のピークを有する結晶相の割合が高い硫化物固体電解質材料は、良好なイオン伝導性を有するとの知見を得ており、さらに、その硫化物固体電解質材料の結晶構造を、X線構造解析により明らかにしている(PCT/JP2011/057421)。   From the viewpoint of increasing the output of a battery, a solid electrolyte material having good ion conductivity is required. According to previous studies by the present inventors, it has been found that a sulfide solid electrolyte material having a high proportion of crystal phase having a specific peak in X-ray diffraction measurement has good ionic conductivity. The crystal structure of the sulfide solid electrolyte material has been clarified by X-ray structural analysis (PCT / JP2011 / 057421).

この硫化物固体電解質材料は、他の硫化物固体電解質材料に比べて、硫化水素発生量が少ないものであるが、それでも、大気中に曝すと微量の硫化水素の発生が確認される。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、Liイオン伝導性が高く、硫化水素発生量が極めて少ない硫化物固体電解質材料の製造方法を提供することを主目的とする。   This sulfide solid electrolyte material generates less hydrogen sulfide than other sulfide solid electrolyte materials, but even when exposed to the atmosphere, a small amount of hydrogen sulfide is confirmed to be generated. The present invention has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present invention is to provide a method for producing a sulfide solid electrolyte material having high Li ion conductivity and extremely low hydrogen sulfide generation.

上記課題を解決するために、本発明者等が鋭意研究を重ねた結果、微量の硫化水素は、硫化物固体電解質材料に残留したLiSから発生するとの知見を得た。また、この残留LiSの量は、X線回折では検出できない程度の微量なものであることが確認された。そこで、残留LiSが生じる理由が、同じく原料として用いるPが合成時に揮発してしまうためであると推察し、Pの割合を、目的とする組成の化学量論比よりも多くしたところ、硫化水素発生量が極めて少ない硫化物固体電解質材料を得ることができることを見出し、本発明を完成させるに至った。 In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors conducted extensive research and as a result, obtained a knowledge that a trace amount of hydrogen sulfide is generated from Li 2 S remaining in the sulfide solid electrolyte material. Further, it was confirmed that the amount of this residual Li 2 S was so small that it could not be detected by X-ray diffraction. Therefore, the reason why residual Li 2 S is generated is presumed that P 2 S 5 used as a raw material is volatilized at the time of synthesis, and the ratio of P 2 S 5 is determined from the stoichiometric ratio of the target composition. As a result, it was found that a sulfide solid electrolyte material with a very small amount of hydrogen sulfide generated can be obtained, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明においては、M元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、上記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、上記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含み、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下である硫化物固体電解質材料の製造方法であって、LiS、P、上記四価の元素の単体または硫化物を少なくとも含有する原料組成物を用いて、非晶質化したイオン伝導性材料を合成するイオン伝導性材料合成工程と、上記イオン伝導性材料に対して、上記I/Iの値が得られるように加熱を行う加熱工程とを有し、上記原料組成物におけるPの割合が、一般式M1(4−x)2(1−x)(xは、0<x<1を満たす)から求められる化学量論比よりも多く、上記原料組成物におけるP以外の原料の割合が、上記一般式から求められる化学量論比と同じであることを特徴とする硫化物固体電解質材料の製造方法を提供する。 That is, in the present invention, M 1 element, M 2 element, P element and S element are contained, and M 1 is at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca and Zn. And includes at least Li, and M 2 is at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb. And having at least a tetravalent element and having a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα ray, and the above 2θ = 29.58 ° ± 0. A sulfide whose value of I B / I A is 1 or less, where the diffraction intensity of the peak at 50 ° is I A and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 27.33 ° ± 0.50 ° is I B a manufacturing method of a solid electrolyte material, Li 2 S, P 2 S 5 Using the raw material composition containing at least the tetravalent element alone or sulfide, an ion conductive material synthesis step for synthesizing an amorphous ion conductive material, and for the ion conductive material, and a heating step of heating so that the value of the I B / I a is obtained, the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition has the general formula M 1 (4-x) M 2 (1- x) More than the stoichiometric ratio obtained from P x S 4 (x satisfies 0 <x <1), and the ratio of raw materials other than P 2 S 5 in the raw material composition is obtained from the above general formula. Provided is a method for producing a sulfide solid electrolyte material characterized by having the same stoichiometric ratio.

本発明によれば、原料組成物におけるPの割合を、目的とする組成の化学量論比よりも多くすることで、Pの揮発が生じたとしても、残留LiSを消失させることができる。その結果、硫化水素発生量が極めて少ない硫化物固体電解質材料を得ることができる。 According to the present invention, even if P 2 S 5 volatilization occurs by increasing the proportion of P 2 S 5 in the raw material composition to be higher than the stoichiometric ratio of the target composition, residual Li 2 S Can be eliminated. As a result, a sulfide solid electrolyte material with an extremely small amount of hydrogen sulfide generated can be obtained.

上記発明においては、上記原料組成物におけるPの割合が、大気で満たされた密閉容器(容積1750cc)を用いた硫化水素発生量測定において、上記硫化物固体電解質材料50mgから発生する硫化水素濃度(大気暴露1分後)が60ppm以下となる割合であることが好ましい。より硫化水素発生量の少ない硫化物固体電解質材料を得ることができるからである。 In the above-described invention, the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is a sulfide generated from 50 mg of the sulfide solid electrolyte material in the hydrogen sulfide generation amount measurement using a sealed container (volume 1750 cc) filled with air. It is preferable that the hydrogen concentration (after 1 minute exposure to the atmosphere) is 60 ppm or less. This is because a sulfide solid electrolyte material with less hydrogen sulfide generation can be obtained.

上記発明においては、上記原料組成物におけるPの割合が、上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=26.10°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下となる割合であることが好ましい。Liイオン伝導性の低下を抑制できるからである。 In the above invention, the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is such that the diffraction intensity of the peak at 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° is I A, and 2θ = 26.10 ° ± 0.50. the diffraction intensity of the peak of ° when the I D, it is preferable the value of I D / I a is a ratio of 1 or less. This is because a decrease in Li ion conductivity can be suppressed.

上記発明においては、上記原料組成物におけるPの割合が、上記一般式から求められる化学量論比に対して、5重量%〜20重量%の範囲内で多いことが好ましい。 In the above invention, the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is, with respect to the stoichiometric ratio obtained from the above formula, it is preferably larger in the range of 5% to 20% by weight.

また、本発明においては、M元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、上記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、上記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含み、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下であり、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=26.10°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=26.10°±0.50°のピークの回折強度をIとし場合に、I/Iの値が0.01〜1の範囲内であることを特徴とする硫化物固体電解質材料を提供する。 In the present invention, M 1 element, M 2 element contains a P element and S elements, said M 1 is, Li, Na, K, Mg, Ca, with at least one selected from the group consisting of Zn And includes at least Li, and M 2 is at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb. And having at least a tetravalent element and having a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα ray, and the above 2θ = 29.58 ° ± 0. the diffraction intensity of the peak of 50 ° and I a, 2θ = 27.33 the diffraction intensity of the peak of ° ± 0.50 ° when the I B, the value of I B / I a is 1 or less, CuKa 2θ = 2.10 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using X-rays Having peaks at the diffraction intensity of the peak of the 2θ = 26.10 ° ± 0.50 ° when the I D, the value of I D / I A is in the range of 0.01 to 1 A sulfide solid electrolyte material is provided.

本発明によれば、I/Iの値を所定の範囲内にすることで、硫化水素発生量を抑制した硫化物固体電解質材料とすることができる。 According to the present invention, by making the value of I D / I A within a predetermined range, it is possible to sulfide solid electrolyte material which suppresses the amount of produced hydrogen sulfide.

本発明においては、Liイオン伝導性が高く、硫化水素発生量が極めて少ない硫化物固体電解質材料を得ることができるという効果を奏する。   In the present invention, there is an effect that a sulfide solid electrolyte material having a high Li ion conductivity and an extremely small amount of hydrogen sulfide generated can be obtained.

本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of this invention. 本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法の他の例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the other example of the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of this invention. Liイオン伝導性の高い硫化物固体電解質材料と、Liイオン伝導性の低い硫化物固体電解質材料との違いを説明するX線回折スペクトルである。It is an X-ray diffraction spectrum explaining the difference between a sulfide solid electrolyte material with high Li ion conductivity and a sulfide solid electrolyte material with low Li ion conductivity. 本発明により得られる硫化物固体電解質材料の結晶構造の一例を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining an example of the crystal structure of the sulfide solid electrolyte material obtained by this invention. 実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対する硫化水素発生量測定の結果である。It is the result of the hydrogen sulfide generation amount measurement with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained in Examples 1-3 and the comparative example 1. FIG. 実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対する硫化水素発生量測定の結果である。It is the result of the hydrogen sulfide generation amount measurement with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained in Examples 1-3 and the comparative example 1. FIG. 実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対するLiイオン伝導度の測定結果である。It is a measurement result of Li ion conductivity with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained in Examples 1-3 and Comparative Example 1. 実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料のX線回折スペクトルである。2 is an X-ray diffraction spectrum of a sulfide solid electrolyte material obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. FIG. /Iの値と、Liイオン伝導度との関係を示すグラフである。The value of I D / I A, is a graph showing the relationship between the Li ion conductivity.

以下、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法、および、硫化物固体電解質材料について説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of the present invention and the sulfide solid electrolyte material will be described.

A.硫化物固体電解質材料の製造方法
まず、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法について説明する。本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法は、M元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、上記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、上記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含み、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下である硫化物固体電解質材料の製造方法であって、LiS、P、上記四価の元素の単体または硫化物を少なくとも含有する原料組成物を用いて、非晶質化したイオン伝導性材料を合成するイオン伝導性材料合成工程と、上記イオン伝導性材料に対して、上記I/Iの値が得られるように加熱を行う加熱工程とを有し、上記原料組成物におけるPの割合が、一般式M1(4−x)2(1−x)(xは、0<x<1を満たす)から求められる化学量論比よりも多く、上記原料組成物におけるP以外の原料の割合が、上記一般式から求められる化学量論比と同じであることを特徴とするものである。
A. First, a method for producing a sulfide solid electrolyte material of the present invention will be described. The manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of the present invention contains M 1 element, M 2 element, P element and S element, and the above M 1 is selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca and Zn. At least one selected and containing at least Li, and the M 2 is selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb And at least one tetravalent element, and has a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays, and the above 2θ = 29 the diffraction intensity of the peak of .58 ° ± 0.50 ° and I a, the diffraction intensity of the peak of 2θ = 27.33 ° ± 0.50 ° when the I B, the value of I B / I a A method for producing a sulfide solid electrolyte material that is 1 or less, comprising Li 2 S , P 2 S 5 , an ion conductive material synthesizing step of synthesizing an amorphous ion conductive material using a raw material composition containing at least a tetravalent element or a sulfide, and the ion conduction The heating material is heated so that the value of I B / I A is obtained, and the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is represented by the formula M 1 (4-x ) M 2 (1-x) P x S 4 (x satisfies 0 <x <1), and the proportion of raw materials other than P 2 S 5 in the raw material composition is larger than the stoichiometric ratio. The stoichiometric ratio obtained from the above general formula is the same.

本発明によれば、原料組成物におけるPの割合を、目的とする組成の化学量論比よりも多くすることで、Pの揮発が生じたとしても、残留LiSを消失させることができる。その結果、硫化水素発生量が極めて少ない硫化物固体電解質材料を得ることができる。また、本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、2θ=29.58°付近のピークを有する結晶相の割合が高いため、Liイオン伝導性が良好な硫化物固体電解質材料とすることができる。そのため、この硫化物固体電解質材料を用いることにより、高出力な電池を得ることができる。なお、Pの融点は270℃程度であるため、合成時に揮発すると考えられる。なお、本発明においては、目的とする組成の化学量論比より多いPの量を、P過剰添加量と称する場合がある。 According to the present invention, even if P 2 S 5 volatilization occurs by increasing the proportion of P 2 S 5 in the raw material composition to be higher than the stoichiometric ratio of the target composition, residual Li 2 S Can be eliminated. As a result, a sulfide solid electrolyte material with an extremely small amount of hydrogen sulfide generated can be obtained. In addition, the sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention has a high proportion of crystal phase having a peak around 2θ = 29.58 °, and thus can be a sulfide solid electrolyte material having good Li ion conductivity. . Therefore, a high output battery can be obtained by using this sulfide solid electrolyte material. Incidentally, probably because the melting point of P 2 S 5 is about 270 ° C., volatilizes during synthesis. In the present invention, the amount of P 2 S 5 larger than the stoichiometric ratio of the target composition may be referred to as P 2 S 5 excessive addition amount.

図1は、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法の一例を示す説明図である。図1においては、まず、LiS、PおよびGeSを混合することにより、原料組成物を作製する。この際、原料組成物におけるPの割合を、目的とする組成の化学量論比よりも多くし、原料組成物におけるLiSおよびGeSの割合を、目的とする組成の化学量論比と同じにする。次に、原料組成物にボールミル(メカニカルミリング)を行い、非晶質化したイオン伝導性材料を得る。次に、非晶質化したイオン伝導性材料を加熱し、結晶性を向上させることで、硫化物固体電解質材料を得る。 FIG. 1 is an explanatory view showing an example of a method for producing a sulfide solid electrolyte material of the present invention. In FIG. 1, first, a raw material composition is prepared by mixing Li 2 S, P 2 S 5 and GeS 2 . At this time, the proportion of P 2 S 5 in the raw material composition is made larger than the stoichiometric ratio of the target composition, and the proportion of Li 2 S and GeS 2 in the raw material composition is changed to the stoichiometric amount of the target composition. Same as the reasoning ratio. Next, ball milling (mechanical milling) is performed on the raw material composition to obtain an amorphous ion conductive material. Next, the amorphous ion conductive material is heated to improve the crystallinity, thereby obtaining a sulfide solid electrolyte material.

図2は、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法の他の例を示す説明図である。図2においては、まず、LiS、PおよびGeSを混合することにより、原料組成物を作製する。この際、原料組成物におけるPの割合を、目的とする組成の化学量論比よりも多くし、原料組成物におけるLiSおよびGeSの割合を、目的とする組成の化学量論比と同じにする。次に、原料組成物を真空で加熱し、固相反応により結晶質のイオン伝導性材料を得る。次に、得られた結晶質のイオン伝導性材料に振動ミル(メカニカルミリング)を行い、非晶質化したイオン伝導性材料を得る。次に、非晶質化したイオン伝導性材料を加熱し、結晶性を向上させることで、硫化物固体電解質材料を得る。 FIG. 2 is an explanatory view showing another example of the method for producing a sulfide solid electrolyte material of the present invention. In FIG. 2, first, a raw material composition is prepared by mixing Li 2 S, P 2 S 5 and GeS 2 . At this time, the proportion of P 2 S 5 in the raw material composition is made larger than the stoichiometric ratio of the target composition, and the proportion of Li 2 S and GeS 2 in the raw material composition is changed to the stoichiometric amount of the target composition. Same as the reasoning ratio. Next, the raw material composition is heated in a vacuum to obtain a crystalline ion conductive material by a solid phase reaction. Next, vibrational milling (mechanical milling) is performed on the obtained crystalline ion conductive material to obtain an amorphous ion conductive material. Next, the amorphous ion conductive material is heated to improve the crystallinity, thereby obtaining a sulfide solid electrolyte material.

なお、本発明における非晶質化したイオン伝導性材料とは、非晶質化前の材料に比べて結晶性が低下した材料をいい、完全な非晶質である必要はない。また、本発明により得られる硫化物固体電解質材料については、「3.硫化物固体電解質材料」で詳細に説明する。また、本発明においては、原料組成物におけるP以外の原料の割合を、後述する一般式から求められる化学量論比と同じにする。「化学量論比と同じ」とは、化学量論比に対して厳密に同一である割合のみならず、厳密に同一である割合に対して、±10重量%の範囲内(中でも±5重量%の範囲内、特に±3重量%の範囲内)に含まれる割合を含む概念である。
以下、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法について、工程ごとに説明する。
In addition, the amorphized ion conductive material in the present invention refers to a material whose crystallinity is lower than the material before amorphization, and does not need to be completely amorphous. The sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention will be described in detail in “3. Sulfide solid electrolyte material”. In the present invention, the proportion of materials other than P 2 S 5 in the raw material composition, the same as the stoichiometric ratio obtained from the formula described below. “Same as stoichiometric ratio” means not only a proportion that is exactly the same as the stoichiometric ratio but also within a range of ± 10 wt% (especially ± 5 wt. %, Particularly within the range of ± 3% by weight).
Hereafter, the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of this invention is demonstrated for every process.

1.イオン伝導性材料合成工程
本発明におけるイオン伝導性材料合成工程は、LiS、P、上記四価の元素の単体または硫化物を少なくとも含有する原料組成物を用いて、非晶質化したイオン伝導性材料を合成する工程である。さらに、原料組成物におけるPの割合は、一般式M1(4−x)2(1−x)(xは、0<x<1を満たす)から求められる化学量論比よりも多く、原料組成物におけるP以外の原料の割合は、上記一般式から求められる化学量論比と同じである。
1. Ion conductive material synthesizing step The ion conductive material synthesizing step in the present invention is performed by using a raw material composition containing at least Li 2 S, P 2 S 5 , a simple substance or a sulfide of the tetravalent element, and an amorphous material. This is a step of synthesizing the ionized conductive material. Furthermore, the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is a chemistry determined from the general formula M 1 (4-x) M 2 (1-x) P x S 4 (x satisfies 0 <x <1). More than the stoichiometric ratio, the ratio of raw materials other than P 2 S 5 in the raw material composition is the same as the stoichiometric ratio determined from the above general formula.

まず、一般式M1(4−x)2(1−x)(xは、0<x<1を満たす)について説明する。以下、この一般式を一般式(1)と称する場合がある。上述したように、本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、Mとして少なくともLiを含み、Mとして少なくとも四価の元素(M IVとする)を含む。ここで、LiPSと、Li(M IV)Sとのタイライン上の組成は、一般式Li4−x(M IV1−x(xは、0<x<1を満たす)で示すことができる。以下、この一般式を一般式(2)と称する場合がある。 First, the general formula M 1 (4-x) M 2 (1-x) P x S 4 (x is 0 satisfy <x <1) will be described. Hereinafter, this general formula may be referred to as general formula (1). As mentioned above, the sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention comprises at least Li as M 1, comprising at least tetravalent element (the M 2 IV) as M 2. Here, the composition on the tie line of Li 3 PS 4 and Li 4 (M 2 IV ) S 4 is represented by the general formula Li 4-x (M 2 IV ) 1-x P x S 4 (x is 0 <Satisfying x <1). Hereinafter, this general formula may be referred to as general formula (2).

一般式(2)において、LiPSおよびLi(M IV)Sは、それぞれ、オルト組成に該当する。オルトとは、一般的に、同じ酸化物を水和して得られるオキソ酸の中で、最も水和度の高いものをいう。本発明においては、硫化物で最もLiSが付加している結晶組成をオルト組成という。LiPSは、LiS−P系におけるオルト組成に該当し、Li(M IV)Sは、LiS−(M IV)S系におけるオルト組成に該当する。オルト組成の硫化物固体電解質材料は、化学的安定性が高いという利点がある。一般式(2)は、それぞれオルト組成を有するLiPSおよびLi(M IV)Sのタイライン上の組成であるため、化学的安定性が高く、硫化水素発生量の少ない硫化物固体電解質材料を得ることができる。 In the general formula (2), Li 3 PS 4 and Li 4 (M 2 IV ) S 4 each correspond to an ortho composition. The term “ortho” generally refers to an oxo acid obtained by hydrating the same oxide with the highest degree of hydration. In the present invention, the crystal composition in which Li 2 S is added most in the sulfide is called the ortho composition. Li 3 PS 4 corresponds to the ortho composition in the Li 2 S—P 2 S 5 system, and Li 4 (M 2 IV ) S 4 corresponds to the ortho composition in the Li 2 S— (M 2 IV ) S 2 system. To do. Ortho sulfide sulfide solid electrolyte materials have the advantage of high chemical stability. The general formula (2) is a composition on the tie line of Li 3 PS 4 and Li 4 (M 2 IV ) S 4 each having an ortho composition, so that the sulfur is high in chemical stability and generates a small amount of hydrogen sulfide. A solid electrolyte material can be obtained.

LiPSを得るLiSおよびPの割合は、モル基準で、LiS:P=75:25である。一方、Li(M IV)Sを得るLiSおよび(M IV)Sの割合は、モル基準で、LiS:(M IV)S=66.7:33.3である。そのため、一般式(2)においてxが固定されれば、一般式(2)からPの化学量論比を算出することができる。 The ratio of Li 2 S and P 2 S 5 to obtain Li 3 PS 4 is Li 2 S: P 2 S 5 = 75: 25 on a molar basis. On the other hand, the ratio of Li 2 S and (M 2 IV ) S 2 to obtain Li 4 (M 2 IV ) S 4 is Li 2 S: (M 2 IV ) S 2 = 66.7: 33. 3. Therefore, if x is fixed in the general formula (2), the stoichiometric ratio of P 2 S 5 can be calculated from the general formula (2).

なお、Mが三価の元素(M IIIとする)である場合、LiS−(M III系におけるオルト組成はLi(M III)Sとなり、Li(M III)Sを得るLiSおよび(M IIIの割合は、モル基準で、LiS:(M III=75:25である。また、Mが五価の元素(M とする)である場合、LiS−(M 系におけるオルト組成はLi(M )Sとなり、Li(M )Sを得るLiSおよび(M の割合は、モル基準で、LiS:(M =75:25である。このように、例えばMの価数等が変更した場合であっても、Pの化学量論比を算出することは可能である。 When M 2 is a trivalent element (M 2 III ), the ortho composition in the Li 2 S— (M 2 III ) 2 S 3 system is Li 3 (M 2 III ) S 3 , and Li 3 The ratio of Li 2 S to obtain (M 2 III ) S 3 and (M 2 III ) 2 S 3 is, on a molar basis, Li 2 S: (M 2 III ) 2 S 3 = 75: 25. Further, when M 2 is a pentavalent element (M 2 V ), the ortho composition in the Li 2 S— (M 2 V ) 2 S 5 system is Li 3 (M 2 V ) S 4 , and Li 3 (M 2 V) ratio of Li 2 S and (M 2 V) 2 S 5 to obtain a S 4 are on a molar basis, Li 2 S: (M 2 V) 2 S 5 = 75: 25. Thus, for example, even when the valence of M 2 is changed, the stoichiometric ratio of P 2 S 5 can be calculated.

一般式(1)は、一般式(2)を拡張したものである。すなわち、一般式(1)におけるMは、M=Liのみならず、他のM元素による置換を許容し、一般式(1)におけるMは、M=M IVのみならず、複数のM IVによる置換、価数の異なる元素による置換等を許容するものである。また、M1(4−x)2(1−x)において、xは、0<x<1を満たす。xの値は特に限定されるものではないが、例えば0.4以上が好ましく、0.5以上がより好ましく、0.6以上がさらに好ましい。同様に、xの値は、例えば0.9以下であることが好ましく、0.8以下であることがより好ましく、0.75以下がさらに好ましい。 General formula (1) is an extension of general formula (2). That, M 1 in the general formula (1) is not M 1 = Li only tolerate substitution with other M 1 element, M 2 in the general formula (1) is not only M 2 = M 2 IV , Substitution with a plurality of M 2 IVs , substitution with elements having different valences, and the like are allowed. Further, in M 1 (4-x) M 2 (1-x) P x S 4 , x satisfies 0 <x <1. The value of x is not particularly limited, but is preferably 0.4 or more, more preferably 0.5 or more, and still more preferably 0.6 or more. Similarly, the value of x is, for example, preferably 0.9 or less, more preferably 0.8 or less, and even more preferably 0.75 or less.

ここで、上記一般式(1)において、Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種である。この中で、一価のM(M とする)は、Li、Na、Kであり、二価のM(M IIとする)は、Mg、Ca、Znである。Mの価数に応じて、一般式(1)は、例えば以下のように記載することもできる。
<一般式(1a)>
(Li1−δ(M II0.5δ(4−x)2(1−x)
一般式(1a)では、例えば、Liの一部が二価のMで置換されることで、Liイオン伝導性が向上すると考えられる。一般式(1a)において、xは0<x<1を満たす。δは0<x<1を満たし、中でも0.5≦x≦0.8を満たすことが好ましい。
Here, in the general formula (1), M 1 is at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca, and Zn. Among these, monovalent M 1 (referred to as M 1 I ) is Li, Na, K, and divalent M 1 (referred to as M 1 II ) is Mg, Ca, Zn. Depending on the valence of M 1 , the general formula (1) can also be described as follows, for example.
<General formula (1a)>
(Li 1-δ (M 1 II ) 0.5δ ) (4-x) M 2 (1-x) P x S 4
In the general formula (1a), for example, it is considered that Li ion conductivity is improved by replacing a part of Li with divalent M 1 . In the general formula (1a), x satisfies 0 <x <1. δ satisfies 0 <x <1, and preferably satisfies 0.5 ≦ x ≦ 0.8.

一方、一般式(1)において、Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種である。この中で、三価のM(M IIIとする)は、B、Al、Ga、In、Sbであり、四価のM(M IVとする)は、Si、Ti、Ge、Zr、Sn、Nbであり、五価のM(M とする)は、P、V、Sbである。 On the other hand, in the general formula (1), M 2 is at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb. Among these, trivalent M 2 (referred to as M 2 III ) is B, Al, Ga, In, Sb, and tetravalent M 2 (referred to as M 2 IV ) is defined as Si, Ti, Ge, Zr, Sn, and Nb, and pentavalent M 2 (referred to as M 2 V ) is P, V, and Sb.

また、Mの価数に応じて、一般式(1)は、例えば以下のように記載することもできる。なお、一般式(1b)〜(1d)において、それぞれ、xは0<x<1を満たす。δは0<x<1を満たし、中でも0.5≦x≦0.8を満たすことが好ましい。
<一般式(1b)>
Li(4−x)((M IV1−δ(M δ(M IIIδ(1−x)
<一般式(1c)>
Li(4−x)((M IV1−δ(M III0.5δ(M 0.5δ(1−x)
<一般式(1d)>
(Li1−δ(M IIδ(4−x)((M IV1−δ(M IIIδ(1−x)
Also, depending on the valence of M 2, the general formula (1) may, for example, can be described as follows. In general formulas (1b) to (1d), x satisfies 0 <x <1. δ satisfies 0 <x <1, and preferably satisfies 0.5 ≦ x ≦ 0.8.
<General formula (1b)>
Li (4-x) ((M 2 IV ) 1-δ (M 1 I ) δ (M 2 III ) δ ) (1-x) P x S 4
<General formula (1c)>
Li (4-x) ((M 2 IV ) 1-δ (M 2 III ) 0.5δ (M 2 V ) 0.5δ ) (1-x) P x S 4
<General formula (1d)>
(Li 1-δ (M 1 II ) δ ) (4-x) ((M 2 IV ) 1-δ (M 2 III ) δ ) (1-x) P x S 4

本発明における原料組成物は、LiS、P、上記四価の元素の単体または硫化物を少なくとも含有する。また、原料組成物は、M元素およびM元素の単体または硫化物を含有していても良い。 The raw material composition in the present invention contains at least Li 2 S, P 2 S 5 , the above tetravalent element alone or a sulfide. The raw material composition may contain a simple substance or a sulfide of the M 1 element and the M 2 element.

本発明においては、原料組成物におけるPの割合を、一般式(1)から求められる化学量論比よりも多くする。中でも、上記Pの割合は、所定の硫化水素発生量測定において、発生する硫化水素濃度が低くなる割合であることが好ましい。硫化水素発生量測定法としては、本発明により得られた硫化物固体電解質材料50mgを、大気で満たされた密閉容器(容積1750cc)に配置し、大気暴露により発生する硫化水素濃度を測定する方法を挙げることができる。上記Pの割合は、大気暴露1分後における硫化水素濃度が、60ppm以下となる割合であることが好ましく、40ppm以下となる割合であることがより好ましく、20ppm以下となる割合であることがさらに好ましい。より安全性の高い硫化物固体電解質材料を得ることができるからである。 In the present invention, the proportion of P 2 S 5 in the raw material composition is made larger than the stoichiometric ratio obtained from the general formula (1). Especially, it is preferable that the ratio of P 2 S 5 is a ratio at which the concentration of generated hydrogen sulfide is reduced in a predetermined hydrogen sulfide generation amount measurement. As a method for measuring the amount of hydrogen sulfide generated, 50 mg of the sulfide solid electrolyte material obtained according to the present invention is placed in a sealed container (volume: 1750 cc) filled with air, and the concentration of hydrogen sulfide generated by exposure to the air is measured. Can be mentioned. The proportion of P 2 S 5 is preferably such that the hydrogen sulfide concentration after 1 minute exposure to the atmosphere is 60 ppm or less, more preferably 40 ppm or less, and 20 ppm or less. More preferably. This is because a safer sulfide solid electrolyte material can be obtained.

また、上記Pの割合は、過剰のPにより生じる結晶相Dの割合が大きくなり過ぎない程度の割合であることが好ましい。結晶相Dは、「3.硫化物固体電解質材料」で後述する結晶相AよりもLiイオン伝導性が低い結晶相であると考えられ、硫化物固体電解質材料のLiイオン伝導性を低下させるからである。結晶相Dは、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=26.10°付近にピークを有する。ここで、2θ=26.10°は、後述する実施例で得られた実測値であり、材料組成等によって結晶格子が若干変化し、ピークの位置が2θ=26.10°から多少前後する場合がある。そのため、本発明においては、結晶相Dの上記ピークを、26.10°±0.50°の位置のピークとして定義する。結晶相Dは、通常、2θ=26.10°、29.86°、30.12°、17.96°のピークを有すると考えられる。なお、これらのピーク位置も、±0.50°の範囲で前後する場合がある。 The ratio of the P 2 S 5, it is preferable ratio of the crystalline phase D caused by excess P 2 S 5 is a fraction of a degree that does not become too large. The crystal phase D is considered to be a crystal phase having a lower Li ion conductivity than the crystal phase A described later in “3. Sulfide solid electrolyte material”, and lowers the Li ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material. It is. The crystal phase D has a peak in the vicinity of 2θ = 26.10 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays. Here, 2θ = 26.10 ° is an actual measurement value obtained in an example described later, and the crystal lattice slightly changes depending on the material composition and the like, and the peak position slightly changes from 2θ = 26.10 °. There is. Therefore, in the present invention, the peak of the crystal phase D is defined as a peak at a position of 26.10 ° ± 0.50 °. Crystal phase D is usually considered to have peaks at 2θ = 26.10 °, 29.86 °, 30.12 °, and 17.96 °. Note that these peak positions may also fluctuate within a range of ± 0.50 °.

また、2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=26.10°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、上記Pの割合は、通常、I/Iの値が1以下となる割合であり、0.5以下となる割合であることが好ましく、0.4以下となる割合であることがより好ましく、0.2以下となる割合であることがさらに好ましく、0.1以下となる割合であることが特に好ましい。なお、Iについては、後述する「3.硫化物固体電解質材料」で詳細に説明する。また、原料組成物におけるPの割合は、一般式(1)から求められる化学量論比に対して、例えば、5重量%〜20重量%の範囲内で多いことが好ましい。 Further, when the diffraction intensity of the peak at 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° is I A and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 26.10 ° ± 0.50 ° is ID , the above P 2 ratio of S 5 is typically a percentage of the value of I D / I a is 1 or less, more preferably the rate at which preferably a ratio of 0.5 or less, 0.4 or less The ratio is more preferably 0.2 or less, and particularly preferably 0.1 or less. Note that the I A, is described in detail in "3. sulfide solid electrolyte material" to be described later. The ratio of P 2 S 5 in the raw material composition, to the general formula (1) stoichiometry obtained from, for example, it is preferably larger in the range of 5% to 20% by weight.

非晶質化したイオン伝導性材料の合成方法は、特に限定されるものではない。非晶質化したイオン伝導性材料の合成方法の一例としては、原料組成物に対して、メカニカルミリングを行う方法を挙げることができる。   A method for synthesizing the amorphous ion conductive material is not particularly limited. As an example of a method for synthesizing the amorphous ion conductive material, a method of performing mechanical milling on the raw material composition can be given.

メカニカルミリングは、試料を、機械的エネルギーを付与しながら粉砕する方法である。原料組成物に対して、機械的エネルギーを付与することで、非晶質化したイオン伝導性材料を合成することができる。このようなメカニカルミリングとしては、例えば、ボールミル、振動ミル、ターボミル、メカノフュージョン、ディスクミル等を挙げることができる。   Mechanical milling is a method of crushing a sample while applying mechanical energy. An amorphous ion conductive material can be synthesized by applying mechanical energy to the raw material composition. Examples of such mechanical milling include a ball mill, a vibration mill, a turbo mill, a mechanofusion, and a disk mill.

メカニカルミリングの各種条件は、所望のイオン伝導性材料を得ることができるように設定する。例えば、遊星型ボールミルを用いる場合、原料組成物および粉砕用ボールを加え、所定の回転数および時間で処理を行う。一般的に、回転数が大きいほど、イオン伝導性材料の生成速度は速くなり、処理時間が長いほど、原料組成物からイオン伝導性材料への転化率は高くなる。遊星型ボールミルを行う際の台盤回転数としては、例えば200rpm〜500rpmの範囲内、中でも250rpm〜400rpmの範囲内であることが好ましい。また、遊星型ボールミルを行う際の処理時間は、例えば1時間〜100時間の範囲内、中でも1時間〜70時間の範囲内であることが好ましい。   Various conditions of mechanical milling are set so that a desired ion conductive material can be obtained. For example, when a planetary ball mill is used, a raw material composition and grinding balls are added, and the treatment is performed at a predetermined number of revolutions and time. In general, the higher the number of rotations, the faster the production rate of the ion conductive material, and the longer the treatment time, the higher the conversion rate from the raw material composition to the ion conductive material. The rotation speed of the base plate when performing the planetary ball mill is preferably in the range of, for example, 200 rpm to 500 rpm, and more preferably in the range of 250 rpm to 400 rpm. Further, the treatment time when performing the planetary ball mill is preferably in the range of, for example, 1 hour to 100 hours, and more preferably in the range of 1 hour to 70 hours.

また、振動ミルの場合、振動ミルの振動振幅は、例えば5mm〜15mmの範囲内、中でも6mm〜10mmの範囲内であることが好ましい。振動ミルの振動周波数は、例えば500rpm〜2000rpmの範囲内、中でも1000rpm〜1800rpmの範囲内であることが好ましい。振動ミルにおける原料組成物の充填率は、例えば1体積%〜80体積%の範囲内、中でも5体積%〜60体積%の範囲内、特に10体積%〜50体積%の範囲内であることが好ましい。また、振動ミルには、振動子(例えばアルミナ製振動子)を用いることが好ましい。   In the case of a vibration mill, the vibration amplitude of the vibration mill is preferably in the range of, for example, 5 mm to 15 mm, and more preferably in the range of 6 mm to 10 mm. The vibration frequency of the vibration mill is, for example, preferably in the range of 500 rpm to 2000 rpm, and more preferably in the range of 1000 rpm to 1800 rpm. The filling rate of the raw material composition in the vibration mill is, for example, in the range of 1% by volume to 80% by volume, especially in the range of 5% by volume to 60% by volume, particularly in the range of 10% by volume to 50% by volume. preferable. Moreover, it is preferable to use a vibrator (for example, an alumina vibrator) for the vibration mill.

また、非晶質化したイオン伝導性材料の合成方法の他の例としては、まず、原料組成物から結晶質のイオン伝導性材料を合成し、次に、得られた結晶質のイオン伝導性材料に対して、メカニカルミリングを行う方法を挙げることができる。原料組成物から結晶質のイオン伝導性材料を合成する方法としては、例えば固相法等を挙げることができる。固相法は、加熱による固相反応によって、目的の化合物を合成する方法である。固相法における加熱温度は、原料組成物に含まれる化合物の間で、固相反応が生じる温度であれば特に限定されるものではない。加熱温度は、原料組成物の組成によって異なるものであるが、例えば300℃〜1000℃の範囲内であることが好ましく、500℃〜900℃の範囲内であることがより好ましい。また、加熱時間は、所望のイオン伝導性材料が得られるように適宜調整することが好ましい。また、固相法における加熱は、酸化を防止する観点から、不活性ガス雰囲気下または真空中で行うことが好ましい。結晶質のイオン伝導性材料に対するメカニカルミリングについては、上述した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。   In addition, as another example of the method for synthesizing the amorphized ion conductive material, first, a crystalline ion conductive material is synthesized from the raw material composition, and then the obtained crystalline ion conductive material is synthesized. A method of performing mechanical milling on the material can be mentioned. Examples of a method for synthesizing a crystalline ion conductive material from a raw material composition include a solid phase method. The solid phase method is a method of synthesizing a target compound by a solid phase reaction by heating. The heating temperature in the solid phase method is not particularly limited as long as it is a temperature at which a solid phase reaction occurs between the compounds contained in the raw material composition. Although heating temperature changes with compositions of a raw material composition, it is preferable to exist in the range of 300 to 1000 degreeC, for example, and it is more preferable to exist in the range of 500 to 900 degreeC. The heating time is preferably adjusted as appropriate so that a desired ion conductive material can be obtained. The heating in the solid phase method is preferably performed in an inert gas atmosphere or in vacuum from the viewpoint of preventing oxidation. Since the mechanical milling for the crystalline ion conductive material is the same as described above, the description is omitted here.

2.加熱工程
次に、本発明における加熱工程について説明する。本発明における加熱工程は、上記イオン伝導性材料に対して、上記I/Iの値が得られるように加熱を行う工程である。
2. Next, the heating process in the present invention will be described. Heating step of the present invention, with respect to the ion-conductive material is a step of heating so that the value of the I B / I A is obtained.

加熱工程においては、非晶質化したイオン伝導性材料を加熱することにより、結晶性の向上を図る。この加熱を行うことで、イオン伝導性の高い結晶相A(2θ=29.58°付近のピークを有する結晶相)を積極的に析出させることができる。   In the heating step, the crystallinity is improved by heating the amorphous ion conductive material. By performing this heating, the crystal phase A having high ion conductivity (a crystal phase having a peak near 2θ = 29.58 °) can be positively precipitated.

加熱温度は、所望の硫化物固体電解質材料を得ることができる温度であれば特に限定されるものではないが、結晶相A(2θ=29.58°付近のピークを有する結晶相)の結晶化温度以上の温度であることが好ましい。具体的には、上記加熱温度が300℃以上であることが好ましく、350℃以上であることがより好ましく、400℃以上であることがさらに好ましく、450℃以上であることが特に好ましい。一方、上記加熱温度は、1000℃以下であることが好ましく、700℃以下であることがより好ましく、650℃以下であることがさらに好ましく、600℃以下であることが特に好ましい。また、加熱時間は、所望の硫化物固体電解質材料が得られるように適宜調整することが好ましい。また、加熱工程における加熱は、酸化を防止する観点から、不活性ガス雰囲気下または真空中で行うことが好ましい。   The heating temperature is not particularly limited as long as the desired sulfide solid electrolyte material can be obtained. Crystallization of crystal phase A (crystal phase having a peak around 2θ = 29.58 °) It is preferable that the temperature is higher than the temperature. Specifically, the heating temperature is preferably 300 ° C. or higher, more preferably 350 ° C. or higher, further preferably 400 ° C. or higher, and particularly preferably 450 ° C. or higher. On the other hand, the heating temperature is preferably 1000 ° C. or less, more preferably 700 ° C. or less, further preferably 650 ° C. or less, and particularly preferably 600 ° C. or less. Moreover, it is preferable to adjust a heating time suitably so that a desired sulfide solid electrolyte material may be obtained. The heating in the heating step is preferably performed in an inert gas atmosphere or in a vacuum from the viewpoint of preventing oxidation.

3.硫化物固体電解質材料
本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、M元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、上記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、上記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価元素を含み、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下であることを特徴とするものである。
3. Sulfide solid electrolyte material The sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention contains M 1 element, M 2 element, P element and S element, and the above M 1 is Li, Na, K, Mg, Ca, Zn. And at least one selected from the group consisting of Li, and M 2 is selected from P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb. And at least one selected from the group consisting of at least a tetravalent element and having a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays, When the diffraction intensity of the peak at 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° is I A and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 27.33 ° ± 0.50 ° is I B , I B / I A Is 1 or less.

図3は、Liイオン伝導性が高い硫化物固体電解質材料と、Liイオン伝導性が低い硫化物固体電解質材料との違いを説明するX線回折スペクトルである。なお、図3における2つの硫化物固体電解質材料は、ともにLi3.25Ge0.250.75の組成を有するものである。図3において、Liイオン伝導性が高い硫化物固体電解質材料は、2θ=29.58°±0.50°の位置、および、2θ=27.33°±0.50°の位置にピークを有する。また、図3において、Liイオン伝導性が低い硫化物固体電解質材料も同様のピークを有する。ここで、2θ=29.58°付近のピークを有する結晶相と、2θ=27.33°付近のピークを有する結晶相とは、互いに異なる結晶相であると考えられる。なお、本発明においては、2θ=29.58°付近のピークを有する結晶相を「結晶相A」と称し、2θ=27.33°付近のピークを有する結晶相を「結晶相B」と称する場合がある。 FIG. 3 is an X-ray diffraction spectrum for explaining a difference between a sulfide solid electrolyte material having high Li ion conductivity and a sulfide solid electrolyte material having low Li ion conductivity. Note that the two sulfide solid electrolyte materials in FIG. 3 both have a composition of Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 . In FIG. 3, the sulfide solid electrolyte material having high Li ion conductivity has a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° and a position of 2θ = 27.33 ° ± 0.50 °. . Moreover, in FIG. 3, the sulfide solid electrolyte material with low Li ion conductivity also has the same peak. Here, it is considered that the crystal phase having a peak near 2θ = 29.58 ° and the crystal phase having a peak near 2θ = 27.33 ° are different crystal phases. In the present invention, a crystal phase having a peak near 2θ = 29.58 ° is referred to as “crystal phase A”, and a crystal phase having a peak near 2θ = 27.33 ° is referred to as “crystal phase B”. There is a case.

結晶相A、Bは、ともにLiイオン伝導性を示す結晶相であるが、そのLiイオン伝導性には違いがある。結晶相Aは、結晶相Bに比べて、Liイオン伝導性が顕著に高いと考えられる。従来の合成方法(例えば固相法)では、Liイオン伝導性の低い結晶相Bの割合を少なくすることができず、Liイオン伝導性を十分に高くすることができなかった。これに対して、本発明では、Liイオン伝導性の高い結晶相Aを積極的に析出させることができるため、Liイオン伝導性の高い硫化物固体電解質材料を得ることができる。   Crystal phases A and B are both crystal phases exhibiting Li ion conductivity, but there are differences in Li ion conductivity. The crystal phase A is considered to have significantly higher Li ion conductivity than the crystal phase B. In the conventional synthesis method (for example, solid phase method), the proportion of the crystal phase B having low Li ion conductivity cannot be reduced, and the Li ion conductivity cannot be sufficiently increased. On the other hand, in this invention, since the crystal phase A with high Li ion conductivity can be positively precipitated, the sulfide solid electrolyte material with high Li ion conductivity can be obtained.

Liイオン伝導性の高い結晶相Aを積極的に析出させることができる理由は、以下の通りであると考えられる。本発明においては、一度、非晶質化したイオン伝導性材料を合成する。これにより、Liイオン伝導性の高い結晶相A(2θ=29.58°付近のピークを有する結晶相)が析出しやすい環境になり、その後の加熱工程により、結晶相Aを積極的に析出させることができ、I/Iの値を、従来不可能であった値(具体的には0.50未満)にすることができると考えられる。結晶相Aが析出しやすい環境になる理由は、完全には明らかではないが、メカニカルミリング等によりイオン伝導性材料における固溶域が変化し、結晶相Aが析出しにくい環境から析出しやすい環境に変化した可能性が考えられる。 The reason why the crystal phase A having high Li ion conductivity can be positively precipitated is considered as follows. In the present invention, an amorphous ion conductive material is synthesized once. As a result, the crystal phase A having high Li ion conductivity (crystal phase having a peak near 2θ = 29.58 °) is likely to precipitate, and the crystal phase A is positively precipitated by the subsequent heating step. It is considered that the value of I B / I A can be set to a value (specifically, less than 0.50) that was impossible in the past. The reason why the crystal phase A easily precipitates is not completely clear, but the solid solution region in the ion conductive material changes due to mechanical milling or the like, and the environment in which the crystal phase A hardly precipitates is likely to precipitate. There is a possibility that it has changed.

また、本発明においては、Liイオン伝導性が低い硫化物固体電解質材料と区別するため、2θ=29.58°付近のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°付近のピークの回折強度をIとし、I/Iの値を1以下に規定している。また、Liイオン伝導性の観点からは、硫化物固体電解質材料における結晶相Aの割合が高いことが好ましい。そのため、I/Iの値はより小さいことが好ましく、具体的には、0.45以下であることが好ましく、0.25以下であることがより好ましく、0.15以下であることがさらに好ましく、0.07以下であることが特に好ましい。また、I/Iの値は0であることが好ましい。言い換えると、本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、結晶相Bのピークである2θ=27.33°付近のピークを有しないことが好ましい。 In the present invention, to distinguish the Li ion conductivity is low sulfide solid electrolyte material, the diffraction intensity of the peak near 2 [Theta] = 29.58 ° and I A, 2 [Theta] = 27.33 peak around ° the diffraction intensity and I B, defines the value of I B / I a to 1 or less. From the viewpoint of Li ion conductivity, it is preferable that the ratio of the crystal phase A in the sulfide solid electrolyte material is high. Therefore, the value of I B / I A is preferably smaller, specifically, preferably 0.45 or less, more preferably 0.25 or less, and 0.15 or less. More preferably, it is particularly preferably 0.07 or less. Further, the value of I B / I A is preferably 0. In other words, the sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention preferably does not have a peak around 2θ = 27.33 °, which is the peak of the crystal phase B.

本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、2θ=29.58°付近にピークを有する。このピークは、上述したように、Liイオン伝導性の高い結晶相Aのピークの一つである。ここで、2θ=29.58°は実測値であり、材料組成等によって結晶格子が若干変化し、ピークの位置が2θ=29.58°から多少前後する場合がある。そのため、本発明においては、結晶相Aの上記ピークを、29.58°±0.50°の位置のピークとして定義する。結晶相Aは、通常、2θ=17.38°、20.18°、20.44°、23.56°、23.96°、24.93°、26.96°、29.07°、29.58°、31.71°、32.66°、33.39°のピークを有すると考えられる。なお、これらのピーク位置も、±0.50°の範囲で前後する場合がある。   The sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention has a peak in the vicinity of 2θ = 29.58 °. As described above, this peak is one of the peaks of the crystal phase A having high Li ion conductivity. Here, 2θ = 29.58 ° is an actual measurement value, and the crystal lattice changes slightly depending on the material composition and the like, and the peak position may slightly vary from 2θ = 29.58 °. Therefore, in the present invention, the peak of the crystal phase A is defined as a peak at a position of 29.58 ° ± 0.50 °. Crystalline phase A is usually 2θ = 17.38 °, 20.18 °, 20.44 °, 23.56 °, 23.96 °, 24.93 °, 26.96 °, 29.07 °, 29 It is considered to have peaks at .58 °, 31.71 °, 32.66 ° and 33.39 °. Note that these peak positions may also fluctuate within a range of ± 0.50 °.

一方、2θ=27.33°付近のピークは、上述したように、Liイオン伝導性の低い結晶相Bのピークの一つである。ここで、2θ=27.33°は実測値であり、材料組成等によって結晶格子が若干変化し、ピークの位置が2θ=27.33°から多少前後する場合がある。そのため、本発明においては、結晶相Bの上記ピークを、27.33°±0.50°の位置のピークとして定義する。結晶相Bは、通常、2θ=17.46°、18.12°、19.99°、22.73°、25.72°、27.33°、29.16°、29.78°のピークを有すると考えられる。なお、これらのピーク位置も、±0.50°の範囲で前後する場合がある。   On the other hand, the peak around 2θ = 27.33 ° is one of the peaks of the crystal phase B having low Li ion conductivity, as described above. Here, 2θ = 27.33 ° is an actual measurement value, and the crystal lattice may slightly change depending on the material composition and the like, and the peak position may slightly vary from 2θ = 27.33 °. Therefore, in the present invention, the peak of the crystal phase B is defined as a peak at a position of 27.33 ° ± 0.50 °. Crystalline phase B usually has peaks at 2θ = 17.46 °, 18.12 °, 19.99 °, 22.73 °, 25.72 °, 27.33 °, 29.16 °, 29.78 °. It is thought that it has. Note that these peak positions may also fluctuate within a range of ± 0.50 °.

また、Liイオン伝導性が低い結晶相Bは、上記図3に示すように、2θ=27.33°付近の他に、2θ=29.78°付近にもピークを有する。上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=29.78°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値は、0.20以下であることが好ましく、0.15以下であることがより好ましく、0.10以下であることがさらに好ましく、0.07以下であることが特に好ましい。また、I/Iの値は0であることが好ましい。言い換えると、本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、結晶相Bのピークである2θ=29.78°付近のピークを有しないことが好ましい。なお、結晶相Bを示すピークの位置として、通常は、2θ=29.78°±0.50°を採用するが、2θ=29.78°±0.20°であっても良い。 Further, as shown in FIG. 3, the crystal phase B having low Li ion conductivity has a peak in the vicinity of 2θ = 29.78 ° in addition to the vicinity of 2θ = 27.33 °. When the diffraction intensity of the peak at 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° is I A and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 29.78 ° ± 0.50 ° is I C , I C / I The value of A is preferably 0.20 or less, more preferably 0.15 or less, further preferably 0.10 or less, and particularly preferably 0.07 or less. The value of I C / I A is preferably 0. In other words, the sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention preferably has no peak around 2θ = 29.78 °, which is the peak of the crystal phase B. Note that 2θ = 29.78 ° ± 0.50 ° is usually adopted as the peak position showing the crystal phase B, but it may be 2θ = 29.78 ° ± 0.20 °.

また、本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、M元素およびS元素から構成される八面体Oと、M2a元素およびS元素から構成される四面体Tと、M2b元素およびS元素から構成される四面体Tとを有し、上記四面体Tおよび上記八面体Oは稜を共有し、上記四面体Tおよび上記八面体Oは頂点を共有する結晶構造を主体として含有することが好ましい。上記Mは、通常、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含むものである。上記M2aは、通常、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含むものである。上記M2bは、通常、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともPを含むものである。 Further, the sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention includes an octahedron O composed of M 1 element and S element, a tetrahedron T 1 composed of M 2a element and S element, M 2b element and S The tetrahedron T 2 composed of elements, the tetrahedron T 1 and the octahedron O share a ridge, and the tetrahedron T 2 and the octahedron O mainly have a crystal structure sharing a vertex. It is preferable to contain. M 1 is usually at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca, and Zn, and contains at least Li. The M 2a is usually at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb, and is at least tetravalent. Contains elements. The M 2b is usually at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb, and contains at least P. It is a waste.

図4は、本発明により得られる硫化物固体電解質材料の結晶構造の一例を説明する斜視図である。図4に示す結晶構造において、八面体Oは、中心元素としてMを有し、八面体の頂点に6個のSを有しており、典型的にはLiS八面体である。四面体Tは、中心元素としてM2aを有し、四面体の頂点に4個のSを有しており、典型的にはGeS四面体およびPS四面体の両方である。四面体Tは、中心元素としてM2bを有し、四面体の頂点に4個のSを有しており、典型的にはPS四面体である。さらに、四面体Tおよび八面体Oは稜を共有し、四面体Tおよび八面体Oは頂点を共有している。 FIG. 4 is a perspective view for explaining an example of the crystal structure of the sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention. In the crystal structure shown in FIG. 4, the octahedron O has M 1 as a central element, has six S at the apex of the octahedron, and is typically a LiS 6 octahedron. The tetrahedron T 1 has M 2a as a central element, has four S at the apex of the tetrahedron, and is typically both a GeS 4 tetrahedron and a PS 4 tetrahedron. Tetrahedron T 2 are, has M 2b as the central element, has four S to the apex of the tetrahedron, typically PS 4 tetrahedron. Furthermore, the tetrahedron T 1 and the octahedron O share a ridge, and the tetrahedron T 2 and the octahedron O share a vertex.

本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、上記結晶構造を主体として含有することが好ましい。硫化物固体電解質材料の全結晶構造における上記結晶構造の割合は特に限定されるものではないが、より高いことが好ましい。Liイオン伝導性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。上記結晶構造の割合は、具体的には、70重量%以上であることが好ましく、90重量%以上であることがより好ましい。なお、上記結晶構造の割合は、例えば、放射光XRDにより測定することができる。   The sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention preferably contains the above crystal structure as a main component. The ratio of the crystal structure in the entire crystal structure of the sulfide solid electrolyte material is not particularly limited, but is preferably higher. It is because it can be set as the sulfide solid electrolyte material with high Li ion conductivity. Specifically, the proportion of the crystal structure is preferably 70% by weight or more, and more preferably 90% by weight or more. In addition, the ratio of the said crystal structure can be measured by synchrotron radiation XRD, for example.

本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、通常、結晶質の硫化物固体電解質材料である。また、この硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導性が高いことが好ましく、25℃における硫化物固体電解質材料のLiイオン伝導度は、1.0×10−3S/cm以上であることが好ましく、2.3×10−3S/cm以上であることがより好ましい。また、硫化物固体電解質材料の形状は特に限定されるものではないが、例えば粉末状を挙げることができる。さらに、粉末状の硫化物固体電解質材料の平均粒径は、例えば0.1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。 The sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention is usually a crystalline sulfide solid electrolyte material. The sulfide solid electrolyte material preferably has high Li ion conductivity, and the Li ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material at 25 ° C. is 1.0 × 10 −3 S / cm or more. Preferably, it is 2.3 × 10 −3 S / cm or more. Further, the shape of the sulfide solid electrolyte material is not particularly limited, and examples thereof include a powder form. Furthermore, the average particle diameter of the powdered sulfide solid electrolyte material is preferably in the range of 0.1 μm to 50 μm, for example.

本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導性を必要とする任意の用途に用いることができる。中でも、この硫化物固体電解質材料は、電池に用いられるものであることが好ましい。電池の高出力化に大きく寄与することができるからである。また、本発明により得られる硫化物固体電解質材料は、電池を構成する、正極活物質層、電解質層または負極活物質層に用いることができる。さらに、本発明においては、上述した硫化物固体電解質材料の製造方法により得られた硫化物固体電解質材料を用いることを特徴とする電池の製造方法を提供することもできる。   The sulfide solid electrolyte material obtained by the present invention can be used for any application that requires Li ion conductivity. Especially, it is preferable that this sulfide solid electrolyte material is used for a battery. This is because it can greatly contribute to the high output of the battery. Moreover, the sulfide solid electrolyte material obtained by this invention can be used for the positive electrode active material layer, electrolyte layer, or negative electrode active material layer which comprises a battery. Furthermore, in the present invention, it is also possible to provide a battery manufacturing method using the sulfide solid electrolyte material obtained by the above-described sulfide solid electrolyte material manufacturing method.

B.硫化物固体電解質材料
次に、本発明の硫化物固体電解質材料について説明する。本発明の硫化物固体電解質材料は、M元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、上記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、上記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含み、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下であり、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=26.10°±0.50°の位置にピークを有し、上記2θ=26.10°±0.50°のピークの回折強度をIとし場合に、I/Iの値が0.01〜1の範囲内であることを特徴とするものである。
B. Next, the sulfide solid electrolyte material of the present invention will be described. The sulfide solid electrolyte material of the present invention contains M 1 element, M 2 element, P element and S element, and M 1 is selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca and Zn. At least one and at least Li, and the M 2 is at least selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb It is a kind, contains at least a tetravalent element, has a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα ray, and the above 2θ = 29.58 ° the diffraction intensity of the peak of ± 0.50 ° and I a, the diffraction intensity of the peak of 2θ = 27.33 ° ± 0.50 ° when the I B, the value of I B / I a is 1 or less Yes, 2θ = 26.10 ° ± 0 in X-ray diffraction measurement using CuKα ray Having peaks at .50 °, the 2 [Theta] = 26.10 diffraction intensity of the peak of ° ± 0.50 ° when the I D, the range value of the I D / I A is 0.01 It is characterized by being within.

本発明によれば、I/Iの値を所定の範囲内にすることで、硫化水素発生量を抑制した硫化物固体電解質材料とすることができる。上述したように、26.10°付近のピークは、過剰のPにより生じる結晶相のピークである。この結晶相(結晶相D)は、結晶相AよりもLiイオン伝導性が低い結晶相であると考えられ、Liイオン伝導性の観点からは、結晶相Dの割合は少ないことが好ましい。一方、結晶相Dが存在することで、硫化水素発生量は効果的に抑制される。そのため、硫化水素抑制の観点からは、26.10°付近のピークがXRDで確認され、I/Iの値を所定の範囲内にあることが好ましい。本発明の硫化物固体電解質材料については、基本的には、上述した「A.硫化物固体電解質材料の製造方法 3.硫化物固体電解質材料」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。 According to the present invention, by making the value of I D / I A within a predetermined range, it is possible to sulfide solid electrolyte material which suppresses the amount of produced hydrogen sulfide. As described above, the peak near 26.10 ° is a peak of a crystal phase generated by excess P 2 S 5 . This crystal phase (crystal phase D) is considered to be a crystal phase having a lower Li ion conductivity than the crystal phase A. From the viewpoint of Li ion conductivity, the proportion of the crystal phase D is preferably small. On the other hand, the presence of the crystal phase D effectively suppresses the amount of hydrogen sulfide generated. Therefore, in view of the hydrogen sulfide suppression, peak near 26.10 ° is confirmed by XRD, it is preferable that the value of I D / I A within a predetermined range. The sulfide solid electrolyte material of the present invention is basically the same as the contents described in “A. Method for producing sulfide solid electrolyte material 3. Sulfide solid electrolyte material” described above. Description is omitted.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

[実施例1]
出発原料として、硫化リチウム(LiS、日本化学工業社製)と、五硫化二リン(P、日本化学工業社製)と、硫化ゲルマニウム(GeS、高純度化学研究所製)とを用いた。これらの粉末をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で、LiSを0.393458g、Pを0.299104g、GeSを0.334629gの割合で混合し、原料組成物を得た。なお、上記組成は、Li3.39Ge0.480.53であり、Li(4−x)Ge(1−x)におけるx=0.5の組成において、Pを10重量%過剰に添加したものに相当する。次に、原料組成物1gを、ジルコニアボール(10mmφ、10個)とともに、ジルコニア製のポット(45ml)に入れ、ポットを完全に密閉した(アルゴン雰囲気)。このポットを遊星型ボールミル機(フリッチュ製P7)に取り付け、台盤回転数370rpmで、40時間メカニカルミリングを行った。これにより、非晶質化したイオン伝導性材料を得た。
[Example 1]
As starting materials, lithium sulfide (Li 2 S, manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 , manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.), and germanium sulfide (GeS 2 , manufactured by High Purity Chemical Research Laboratory) And were used. These powders were mixed in a glove box under an argon atmosphere at a ratio of 0.393458 g of Li 2 S, 0.299104 g of P 2 S 5 and 0.334629 g of GeS 2 to obtain a raw material composition. The above composition is a Li 3.39 Ge 0.48 P 0.53 S 4 , in the composition of x = 0.5 in Li (4-x) Ge ( 1-x) P x S 4, P Corresponds to 2 S 5 added in excess of 10% by weight. Next, 1 g of the raw material composition was placed in a zirconia pot (45 ml) together with zirconia balls (10 mmφ, 10 pieces), and the pot was completely sealed (argon atmosphere). This pot was attached to a planetary ball mill (P7 made by Fritsch), and mechanical milling was performed at a base plate rotation speed of 370 rpm for 40 hours. Thereby, an amorphous ion conductive material was obtained.

次に、得られたイオン伝導性材料をペレット状に成型し、得られたペレットを、カーボンコートした石英管に入れ真空封入した。真空封入した石英管の圧力は、約30Paであった。次に、石英管を焼成炉に設置し、6時間かけて室温から550℃まで昇温し、550℃を8時間維持し、その後室温まで徐冷した。これにより、結晶質の硫化物固体電解質材料を得た。   Next, the obtained ion conductive material was molded into pellets, and the obtained pellets were placed in a carbon-coated quartz tube and vacuum-sealed. The pressure of the vacuum sealed quartz tube was about 30 Pa. Next, the quartz tube was placed in a firing furnace, heated from room temperature to 550 ° C. over 6 hours, maintained at 550 ° C. for 8 hours, and then gradually cooled to room temperature. As a result, a crystalline sulfide solid electrolyte material was obtained.

[実施例2]
LiSを0.393458g、Pを0.29105g、GeSを0.334629gの割合で混合し原料組成物を得たこと以外は、実施例1と同様にして結晶質の硫化物固体電解質材料を得た。なお、上記組成は、Li3.42Ge0.520.49であり、Li(4−x)Ge(1−x)におけるx=0.5の組成において、Pを5重量%過剰に添加したものに相当する。
[Example 2]
The crystalline sulfide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material composition was obtained by mixing Li 2 S at a rate of 0.393458 g, P 2 S 5 at a rate of 0.29105 g, and GeS 2 at a rate of 0.334629 g. A solid electrolyte material was obtained. The above composition is a Li 3.42 Ge 0.52 P 0.49 S 4 , in the composition of x = 0.5 in Li (4-x) Ge ( 1-x) P x S 4, P Corresponds to 2 S 5 added in excess of 5% by weight.

[実施例3]
LiSを0.393458g、Pを0.326283g、GeSを0.334629gの割合で混合し原料組成物を得たこと以外は、実施例1と同様にして結晶質の硫化物固体電解質材料を得た。なお、上記組成は、Li3.29Ge0.560.47であり、Li(4−x)Ge(1−x)におけるx=0.5の組成において、Pを20重量%過剰に添加したものに相当する。
[Example 3]
The crystalline sulfide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material composition was obtained by mixing Li 2 S at a rate of 0.393458 g, P 2 S 5 at a rate of 0.326283 g, and GeS 2 at a rate of 0.334629 g. A solid electrolyte material was obtained. The above composition is a Li 3.29 Ge 0.56 P 0.47 S 4 , in the composition of x = 0.5 in Li (4-x) Ge ( 1-x) P x S 4, P Corresponds to 2 S 5 added in excess of 20% by weight.

[比較例1]
LiSを0.393458g、Pを0.271912g、GeSを0.334629gの割合で混合し原料組成物を得たこと以外は、実施例1と同様にして結晶質の硫化物固体電解質材料を得た。なお、上記組成は、Li3.5Ge0.50.5であり、Li(4−x)Ge(1−x)におけるx=0.5の組成に相当する。
[Comparative Example 1]
The crystalline sulfide was obtained in the same manner as in Example 1 except that the raw material composition was obtained by mixing Li 2 S at a rate of 0.393458 g, P 2 S 5 at a rate of 0.271912 g, and GeS 2 at a rate of 0.334629 g. A solid electrolyte material was obtained. The above composition is Li 3.5 Ge 0.5 P 0.5 S 4 , which corresponds to the composition of x = 0.5 in Li (4-x) Ge ( 1-x) P x S 4 .

[評価1]
(硫化水素発生量測定)
実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対して、硫化水素発生量の測定を行った。硫化水素発生量の測定は以下のように行った。Ar雰囲気下で硫化物固体電解質材料50mg秤量し、大気で満たされた密閉容器(容積1750cc、温度32℃、湿度38%)内に静置した。密閉容器内はファンにより撹拌し、測定には硫化水素センサー(理研計器社製、GX−2009、TYPE−E)を用いた。密閉容器内の硫化水素濃度の経時変化を図5に示し、大気暴露1分後の密閉容器内の硫化水素濃度を図6に示す。
[Evaluation 1]
(Measurement of hydrogen sulfide generation)
The amount of hydrogen sulfide generated was measured for the sulfide solid electrolyte materials obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. The amount of hydrogen sulfide generated was measured as follows. Under an Ar atmosphere, 50 mg of the sulfide solid electrolyte material was weighed and placed in an airtight container (volume 1750 cc, temperature 32 ° C., humidity 38%) filled with air. The inside of the sealed container was stirred with a fan, and a hydrogen sulfide sensor (manufactured by Riken Keiki Co., Ltd., GX-2009, TYPE-E) was used for measurement. The time-dependent change of the hydrogen sulfide concentration in the sealed container is shown in FIG. 5, and the hydrogen sulfide concentration in the sealed container after 1 minute exposure to the atmosphere is shown in FIG.

図5および図6に示されるように、実施例1〜3では、Pを過剰に添加することにより、比較例1に比べて硫化水素発生量が減少することが確認された。 As shown in FIGS. 5 and 6, in Examples 1 to 3, it was confirmed that the amount of hydrogen sulfide generated was reduced as compared with Comparative Example 1 by adding P 2 S 5 excessively.

(Liイオン伝導度測定)
実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対して、Liイオン伝導度測定を行った。まず、マコール製の支持筒(1cm)の中にサンプル200mgを入れ、SKD製の電極でサンプルを挟み、4.3ton/cmの圧力で圧粉し、6Ncmで拘束しながら、インピーダンス測定を行った。その後、サンプル(ペレット)の厚さおよび抵抗から、Liイオン伝導度を算出した。その結果を図7に示す。図7に示されるように、実施例3で得られた硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導度の観点からは比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に若干劣るものの、実施例1、2で得られた硫化物固体電解質材料は、比較例1で得られた硫化物固体電解質材料と同等の高いLiイオン伝導度を示すことが確認された。
(Li ion conductivity measurement)
Li ion conductivity was measured for the sulfide solid electrolyte materials obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. First, put 200 mg of sample in a support tube (1 cm 2 ) made by Macor, sandwich the sample with an electrode made by SKD, compact it with a pressure of 4.3 ton / cm 2 , and measure impedance while restraining at 6 Ncm. went. Thereafter, Li ion conductivity was calculated from the thickness and resistance of the sample (pellet). The result is shown in FIG. As shown in FIG. 7, the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 3 was slightly inferior to the sulfide solid electrolyte material obtained in Comparative Example 1 from the viewpoint of Li ion conductivity, but Example 1 It was confirmed that the sulfide solid electrolyte material obtained in 2 exhibited a high Li ion conductivity equivalent to that of the sulfide solid electrolyte material obtained in Comparative Example 1.

(X線回折測定)
実施例1〜3および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対して、X線回折(XRD)測定を行った。XRD測定は、粉末試料に対して、不活性雰囲気下、CuKα線使用の条件で行った。その結果を図8に示す。図8(a)に示されるように、比較例1は、単相の硫化物固体電解質材料が得られた。ピークの位置は、2θ=17.38°、20.18°、20.44°、23.56°、23.96°、24.93°、26.96°、29.07°、29.58°、31.71°、32.66°、33.39°であった。すなわち、これらのピークが、Liイオン伝導性の高い結晶相Aのピークであると考えられる。なお、上述したピークの位置は、±0.50°(中でも±0.30°)の範囲内で前後していても良い。また、図8(a)には、LiSのピークが確認されなかった。
(X-ray diffraction measurement)
X-ray diffraction (XRD) measurement was performed on the sulfide solid electrolyte materials obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Example 1. XRD measurement was performed on the powder sample under an inert atmosphere and using CuKα rays. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 8A, in Comparative Example 1, a single-phase sulfide solid electrolyte material was obtained. The peak positions are 2θ = 17.38 °, 20.18 °, 20.44 °, 23.56 °, 23.96 °, 24.93 °, 26.96 °, 29.07 °, 29.58. °, 31.71 °, 32.66 °, 33.39 °. That is, these peaks are considered to be peaks of the crystal phase A having high Li ion conductivity. Note that the above-described peak position may be back and forth within a range of ± 0.50 ° (in particular, ± 0.30 °). Further, in FIG. 8 (a), the peak of Li 2 S was not confirmed.

また、図8(a)〜(d)において、2θ=29.58°付近のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°付近のピークの強度をIとし、29.78°付近のピークの強度をIとした場合、I/IおよびI/Iの値は、いずれも0であった。一方、図8(b)〜(d)においては、2θ=26.10°付近にピークを有することが確認された。このピークの強度をIとした場合、I/Iの値は下記表1のようになった。なお、結晶相Dのピークの位置は、2θ=26.10°、29.86°、30.12°、17.96°であった。 Further, in FIG. 8 (a) ~ (d) , the diffraction intensity of the peak near 2 [Theta] = 29.58 ° and I A, the intensity of the peak near 2 [Theta] = 27.33 ° and I B, 29.78 ° If the intensity of the peak near was I c, the value of I B / I a and I C / I a were both 0. On the other hand, in FIGS. 8B to 8D, it was confirmed that there was a peak in the vicinity of 2θ = 26.10 °. If the intensity of this peak was I D, the value of I D / I A is now in the following Table 1. The peak positions of the crystal phase D were 2θ = 26.10 °, 29.86 °, 30.12 °, and 17.96 °.

表1に示すように、Pの過剰添加量が多くなるにつれて、I/Iの値が大きくなることが確認された。これは、Pの過剰添加量が多くなるにつれて、不純物結晶相である結晶相Dの割合が増加していることを示す。また、図9にI/Iの値とLiイオン伝導度との関係を示す。図9に示されるように、実施例3で得られた硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導度の観点からは比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に若干劣るものの、実施例1、2で得られた硫化物固体電解質材料は、比較例1で得られた硫化物固体電解質材料と同等の高いLiイオン伝導度を示すことが確認された。 As shown in Table 1, as an excess amount of P 2 S 5 increases, the value of I D / I A that increase was confirmed. This indicates that the proportion of the crystal phase D, which is an impurity crystal phase, increases as the excessive amount of P 2 S 5 added increases. The relation between the value and the Li ion conductivity of the I D / I A in FIG. As shown in FIG. 9, the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 3 was slightly inferior to the sulfide solid electrolyte material obtained in Comparative Example 1 from the viewpoint of Li ion conductivity, but Example 1 It was confirmed that the sulfide solid electrolyte material obtained in 2 exhibited a high Li ion conductivity equivalent to that of the sulfide solid electrolyte material obtained in Comparative Example 1.

(X線構造解析)
実施例1で得られた硫化物固体電解質材料の結晶構造をX線構造解析により同定した。XRDで得られた回折図形を基に直接法で晶系・結晶群を決定し、その後、実空間法により結晶構造を同定した。その結果、上述した図4のような結晶構造を有することが確認された。すなわち、四面体T(GeS四面体およびPS四面体)と、八面体O(LiS八面体)とは稜を共有し、四面体T(PS四面体)と、八面体O(LiS八面体)とは頂点を共有している結晶構造であった。この結晶構造が高Li伝導に寄与すると考えられる。
(X-ray structural analysis)
The crystal structure of the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 was identified by X-ray structural analysis. Based on the diffraction pattern obtained by XRD, a crystal system and a crystal group were determined by a direct method, and then a crystal structure was identified by a real space method. As a result, it was confirmed that the crystal structure as shown in FIG. That is, tetrahedron T 1 (GeS 4 tetrahedron and PS 4 tetrahedron) and octahedron O (LiS 6 octahedron) share a ridge, and tetrahedron T 2 (PS 4 tetrahedron) and octahedron O (LiS 6 octahedron) was a crystal structure sharing a vertex. This crystal structure is considered to contribute to high Li conduction.

Claims (5)

元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、前記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、前記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含み、CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、前記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下である硫化物固体電解質材料の製造方法であって、
LiS、P、前記四価の元素の単体または硫化物を少なくとも含有する原料組成物を用いて、非晶質化したイオン伝導性材料を合成するイオン伝導性材料合成工程と、
前記イオン伝導性材料に対して、前記I/Iの値が得られるように加熱を行う加熱工程とを有し、
前記原料組成物におけるPの割合が、一般式M1(4−x)2(1−x)(xは、0<x<1を満たす)から求められる化学量論比よりも多く、
前記原料組成物におけるP以外の原料の割合が、前記一般式から求められる化学量論比と同じであることを特徴とする硫化物固体電解質材料の製造方法。
M 1 element, M 2 element, P element and S element, and said M 1 is at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca, Zn, and at least Li And M 2 is at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb, and is at least tetravalent. The element has an element and has a peak at a position of 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα ray, and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° Is a method for producing a sulfide solid electrolyte material in which the value of I B / I A is 1 or less, where IA is I A and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 27.33 ° ± 0.50 ° is I B There,
An ion conductive material synthesizing step of synthesizing an amorphous ion conductive material using a raw material composition containing at least Li 2 S, P 2 S 5 , a tetravalent element or a sulfide;
A heating step of heating the ion conductive material so that the value of I B / I A is obtained;
The stoichiometric amount determined by the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition from the general formula M 1 (4-x) M 2 (1-x) P x S 4 (x satisfies 0 <x <1). More than the argument,
The method for producing a sulfide solid electrolyte material, wherein a ratio of raw materials other than P 2 S 5 in the raw material composition is the same as a stoichiometric ratio obtained from the general formula.
前記原料組成物におけるPの割合が、大気で満たされた密閉容器(容積1750cc)を用いた硫化水素発生量測定において、前記硫化物固体電解質材料50mgから発生する硫化水素濃度(大気暴露1分後)が60ppm以下となる割合であることを特徴とする請求項1に記載の硫化物固体電解質材料の製造方法。 In the measurement of hydrogen sulfide generation using a sealed container (volume 1750 cc) filled with air, the ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is the concentration of hydrogen sulfide generated from 50 mg of the sulfide solid electrolyte material (atmospheric exposure) 2. The method for producing a sulfide solid electrolyte material according to claim 1, wherein the ratio is 1 ppm after 60 minutes. 前記原料組成物におけるPの割合が、前記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=26.10°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下となる割合であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の硫化物固体電解質材料の製造方法。 The ratio of P 2 S 5 in the raw material composition, the 2 [Theta] = 29.58 ° of the diffraction intensity of the peak of ± 0.50 ° and I A, 2θ = 26.10 ° diffraction peak of ± 0.50 ° the strength when the I D, production process of a sulfide solid electrolyte material according to claim 1 or claim 2, wherein the value of I D / I a is a ratio of 1 or less. 前記原料組成物におけるPの割合が、前記一般式から求められる化学量論比に対して、5重量%〜20重量%の範囲内で多いことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の硫化物固体電解質材料の製造方法。 The ratio of P 2 S 5 in the raw material composition is large in the range of 5 wt% to 20 wt% with respect to the stoichiometric ratio obtained from the general formula. The method for producing a sulfide solid electrolyte material according to claim 3. 元素、M元素、P元素およびS元素を含有し、
前記Mは、Li、Na、K、Mg、Ca、Znからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくともLiを含み、
前記Mは、P、Sb、Si、Ge、Sn、B、Al、Ga、In、Ti、Zr、V、Nbからなる群から選択される少なくとも一種であり、かつ、少なくとも四価の元素を含み、
CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=29.58°±0.50°の位置にピークを有し、前記2θ=29.58°±0.50°のピークの回折強度をIとし、2θ=27.33°±0.50°のピークの回折強度をIとした場合に、I/Iの値が1以下であり、
CuKα線を用いたX線回折測定における2θ=26.10°±0.50°の位置にピークを有し、前記2θ=26.10°±0.50°のピークの回折強度をIとし場合に、I/Iの値が0.01〜1の範囲内であることを特徴とする硫化物固体電解質材料。
Containing M 1 element, M 2 element, P element and S element,
The M 1 is at least one selected from the group consisting of Li, Na, K, Mg, Ca, Zn, and contains at least Li,
M 2 is at least one selected from the group consisting of P, Sb, Si, Ge, Sn, B, Al, Ga, In, Ti, Zr, V, and Nb, and at least a tetravalent element. Including
It has a peak at 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° in an X-ray diffraction measurement using a CuKα ray, the diffraction intensity of the peak of the 2θ = 29.58 ° ± 0.50 ° and I A , 2 [Theta] = 27.33 diffraction intensity of the peak of ° ± 0.50 ° when the I B, the value of I B / I a is 1 or less,
It has a peak at a position of 2θ = 26.10 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα ray, and the diffraction intensity of the peak at 2θ = 26.10 ° ± 0.50 ° is ID. If the sulfide solid electrolyte material, wherein the value of I D / I a is in the range of 0.01 to 1.
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Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014196442A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, cell, and method for producing sulfide solid electrolyte material
WO2015198848A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP2017045613A (en) * 2015-08-26 2017-03-02 出光興産株式会社 Sulfide solid electrolyte and manufacturing method therefor
US9748602B2 (en) 2013-04-16 2017-08-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide solid electrolyte material, battery, and producing method for sulfide solid electrolyte material
US9761908B2 (en) 2013-09-26 2017-09-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide solid electrolyte material, battery, and producing method for sulfide solid electrolyte material
JP2018097954A (en) * 2016-12-09 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 Method of producing sulfide solid electrolyte
WO2018173939A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 三菱瓦斯化学株式会社 Production method for lgps-based solid electrolyte
CN109088092A (en) * 2017-06-14 2018-12-25 松下知识产权经营株式会社 Sulfide solid electrolyte material and the battery for using the material
CN110073536A (en) * 2016-12-14 2019-07-30 出光兴产株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte
US10446872B2 (en) 2015-08-04 2019-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP2020053218A (en) * 2018-09-26 2020-04-02 古河機械金属株式会社 Sulfide based inorganic solid electrolyte material, solid electrolyte, solid electrolyte membrane and lithium ion battery
JP2020529386A (en) * 2017-08-04 2020-10-08 トヨタ・モーター・ヨーロッパToyota Motor Europe Manufacturing method of electrodes for all-solid-state batteries
US11245131B2 (en) 2015-12-25 2022-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
US11264602B2 (en) 2019-05-08 2022-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Sulfide glass-ceramic lithium-ion solid-state conductor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010218827A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Toyota Motor Corp Method of manufacturing crystallized sulfide solid electrolyte material
JP2011044249A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Toyota Motor Corp Sulfide solid electrolyte material
JP2011113720A (en) * 2009-11-25 2011-06-09 Toyota Motor Corp Li ION CONDUCTIVE MATERIAL AND LITHIUM BATTERY
JP2011129407A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Toyota Motor Corp Sulfide solid electrolyte, lithium cell, and method for manufacturing the sulfide solid electrolyte
WO2011118801A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010218827A (en) * 2009-03-16 2010-09-30 Toyota Motor Corp Method of manufacturing crystallized sulfide solid electrolyte material
JP2011044249A (en) * 2009-08-19 2011-03-03 Toyota Motor Corp Sulfide solid electrolyte material
JP2011113720A (en) * 2009-11-25 2011-06-09 Toyota Motor Corp Li ION CONDUCTIVE MATERIAL AND LITHIUM BATTERY
JP2011129407A (en) * 2009-12-18 2011-06-30 Toyota Motor Corp Sulfide solid electrolyte, lithium cell, and method for manufacturing the sulfide solid electrolyte
WO2011118801A1 (en) * 2010-03-26 2011-09-29 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9748602B2 (en) 2013-04-16 2017-08-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide solid electrolyte material, battery, and producing method for sulfide solid electrolyte material
US10355308B2 (en) 2013-06-07 2019-07-16 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide solid electrolyte material, battery, and producing method for sulfide solid electrolyte material
WO2014196442A1 (en) * 2013-06-07 2014-12-11 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, cell, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JPWO2014196442A1 (en) * 2013-06-07 2017-02-23 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
CN105453324A (en) * 2013-06-07 2016-03-30 丰田自动车株式会社 Sulfide solid electrolyte material, cell, and method for producing sulfide solid electrolyte material
KR101828723B1 (en) * 2013-09-26 2018-02-12 도요타 지도샤(주) Sulfide solid electrolyte material, battery and method for producing sulfide solid electrolyte material
US9761908B2 (en) 2013-09-26 2017-09-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide solid electrolyte material, battery, and producing method for sulfide solid electrolyte material
JP2016027545A (en) * 2014-06-25 2016-02-18 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolytic material, battery, and method for manufacturing sulfide solid electrolytic material
WO2015198848A1 (en) * 2014-06-25 2015-12-30 国立大学法人東京工業大学 Sulfide solid electrolyte material, battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
US10446872B2 (en) 2015-08-04 2019-10-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP2017045613A (en) * 2015-08-26 2017-03-02 出光興産株式会社 Sulfide solid electrolyte and manufacturing method therefor
US11245131B2 (en) 2015-12-25 2022-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
US11955602B2 (en) 2015-12-25 2024-04-09 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP2018097954A (en) * 2016-12-09 2018-06-21 トヨタ自動車株式会社 Method of producing sulfide solid electrolyte
US11502331B2 (en) 2016-12-14 2022-11-15 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Method for producing sulfide solid electrolyte
CN110073536B (en) * 2016-12-14 2022-10-28 出光兴产株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte
CN110073536A (en) * 2016-12-14 2019-07-30 出光兴产株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte
JPWO2018173939A1 (en) * 2017-03-22 2020-01-30 三菱瓦斯化学株式会社 Method for producing LGPS-based solid electrolyte
US10930973B2 (en) 2017-03-22 2021-02-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Production method for LGPS-based solid electrolyte
JP6996553B2 (en) 2017-03-22 2022-02-04 三菱瓦斯化学株式会社 Method for manufacturing LGPS-based solid electrolyte
WO2018173939A1 (en) * 2017-03-22 2018-09-27 三菱瓦斯化学株式会社 Production method for lgps-based solid electrolyte
CN109088092B (en) * 2017-06-14 2023-05-30 松下知识产权经营株式会社 Sulfide solid electrolyte material and battery using the same
CN109088092A (en) * 2017-06-14 2018-12-25 松下知识产权经营株式会社 Sulfide solid electrolyte material and the battery for using the material
JP2020529386A (en) * 2017-08-04 2020-10-08 トヨタ・モーター・ヨーロッパToyota Motor Europe Manufacturing method of electrodes for all-solid-state batteries
JP2020053218A (en) * 2018-09-26 2020-04-02 古河機械金属株式会社 Sulfide based inorganic solid electrolyte material, solid electrolyte, solid electrolyte membrane and lithium ion battery
JP7235463B2 (en) 2018-09-26 2023-03-08 古河機械金属株式会社 Sulfide-based inorganic solid electrolyte materials, solid electrolytes, solid electrolyte membranes, and lithium-ion batteries
US11264602B2 (en) 2019-05-08 2022-03-01 Samsung Electronics Co., Ltd. Sulfide glass-ceramic lithium-ion solid-state conductor

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