JP2015204215A - Lithium ion-conducting solid electrolyte, manufacturing method thereof, and all-solid battery - Google Patents

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理史 金田
勇樹 村山
Yuuki Murayama
勇樹 村山
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a lithium ion-conducting solid electrolyte which is relatively high in ion conductivity, and small in variations of properties.SOLUTION: A lithium ion-conducting solid electrolyte comprises LiLaZrOparticles, and LiBOarranged in gaps between the LiLaZrOparticles; the LiLaZrOparticles are in surface contact with LiBO. The lithium ion-conducting solid electrolyte is manufactured by the steps of: mixing LiLaZrOpowder with 1-20 pts.mass of LiBOpowder having an average particle diameter of 0.05-10 μm to 100 pts.mass of the LiLaZrOpowder of a garnet type compound having an average particle diameter of 0.05-10 μm and lithium ion conductivity into a raw material mixture; pressing the raw material mixture into a predetermined shape; and performing a thermal treatment on the shaped resultant mixture at a temperature of 600-900°C in the atmosphere.

Description

本発明は、リチウムイオン一次電池、リチウムイオン二次電池、リチウム空気電池などのリチウムイオン伝導体を利用した全固体電池、および、当該全固体電池に用いられる、リチウムイオン伝導性固体電解質とその製造方法に関する。   The present invention relates to an all-solid-state battery using a lithium-ion conductor such as a lithium-ion primary battery, a lithium-ion secondary battery, or a lithium-air battery, and a lithium-ion conductive solid electrolyte used in the all-solid battery and its production Regarding the method.

近年、小型電子機器や電気自動車などの普及に伴い、その電源として、高エネルギ密度を有するリチウムイオン電池が注目されている。しかしながら、現在、実用化されているリチウムイオン電池は、Liイオンの伝導体となる電解質として、主に、可燃性の有機溶媒からなる有機電解質を利用しているため、電池短絡時の発火の危険性などが危惧されている。このため、電解質として、不燃性のリチウムイオン伝導性固体電解質を用いた全固体電池の実用化が期待されている。   In recent years, with the spread of small electronic devices and electric vehicles, lithium ion batteries having high energy density have attracted attention as power sources. However, since lithium ion batteries that are currently in practical use mainly use organic electrolytes composed of flammable organic solvents as electrolytes that serve as Li ion conductors, there is a risk of ignition when the batteries are short-circuited. There are concerns about sex. For this reason, the practical application of an all-solid battery using a nonflammable lithium ion conductive solid electrolyte as an electrolyte is expected.

全固体電池は、薄膜型とバルク型に大別することができる。薄膜型全固体電池では,気相法を用いて薄膜を積層することにより、良好な電極−電解質間の固体界面接合を実現している。このような薄膜型全固体電池はすでに実用化されており、40,000サイクルの充放電を行ってもほとんど容量劣化が生じないことから、本質的に全固体電池がサイクル寿命に優れていることが実証されている。   All solid state batteries can be broadly classified into thin film types and bulk types. In a thin film type all solid state battery, a good solid interface bonding between an electrode and an electrolyte is realized by laminating thin films using a vapor phase method. Such a thin-film type all-solid-state battery has already been put into practical use, and almost no capacity deterioration occurs even after 40,000 cycles of charge / discharge, so that the all-solid-state battery is essentially excellent in cycle life. Has been demonstrated.

一方、微粒子を積層することによって作製されるバルク型全固体電池は、電極層に電極活物質を多量に導入することによって電池容量を大きくできるという特徴がある。しかしながら、流動性のない無機固体において、その構成粒子であるイオンを高速で伝導させることは元来容易なことではない。このため、バルク型固体電池の実用化には、粒子間の接触抵抗(粒界抵抗)も含めたイオン伝導度が高く、電極活物質との間で界面形成が容易な固体電解質の開発が望まれている。   On the other hand, a bulk type all solid state battery manufactured by laminating fine particles has a feature that the battery capacity can be increased by introducing a large amount of an electrode active material into the electrode layer. However, it is not easy in nature to conduct ions as constituent particles at high speed in an inorganic solid having no fluidity. For this reason, the development of a solid electrolyte that has high ionic conductivity, including contact resistance between particles (grain boundary resistance), and that can easily form an interface with the electrode active material is desired for the practical application of bulk type solid state batteries. It is rare.

このような特性を実現可能なリチウムイオン伝導性固体電解質としては、酸化物系固体電解質と、硫化物系固体電解質を挙げることができる。このうち、酸化物系固体電解質は、化学的安定性に優れ、高い安全性を備えた全固体電池を実現可能であるため、上述した小型電子機器や電気自動車などの用途に最適であると考えられている。   Examples of the lithium ion conductive solid electrolyte capable of realizing such characteristics include an oxide solid electrolyte and a sulfide solid electrolyte. Of these, oxide-based solid electrolytes are ideal for applications such as the above-mentioned small electronic devices and electric vehicles because they can realize all-solid-state batteries with excellent chemical stability and high safety. It has been.

酸化物系固体電解質としては、ペロブスカイト型のLa0.51Li0.34TiO2.94、NASICON型のLi1.3Al0.3Ti1.7(PO43などが知られている。しかしながら、これらの酸化物系固体電解質は、有機電解質との比較ではもちろんのこと、硫化物系固体電解質との比較においても、イオン伝導度が低いという欠点がある。このため、酸化物系固体電解質を用いた全固体電池の実用化に向けて、そのイオン伝導度を改善するための研究開発が進められている。 As oxide-based solid electrolytes, perovskite-type La 0.51 Li 0.34 TiO 2.94 , NASICON-type Li 1.3 Al 0.3 Ti 1.7 (PO 4 ) 3 and the like are known. However, these oxide-based solid electrolytes have a drawback of low ionic conductivity in comparison with organic electrolytes as well as in comparison with sulfide-based solid electrolytes. For this reason, research and development for improving the ionic conductivity of the all-solid-state battery using the oxide-based solid electrolyte is being promoted.

たとえば、Ramaswamy Murugan et al., “ Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li7La3Zr2O12” , Angew. Chem. Int. Ed. 2007,46, 7778-7781では、固体電解質として、ガーネット型化合物であるLi7La3Zr212を用いることが提案されている。しかしながら、Li7La3Zr212からなる粒子は、バルクとしてのイオン伝導度が、室温で10-4S/cm〜10-3S/cm程度と高いものの、硬質粒子であるため、粒子同士が点接触しかできず、粒間抵抗が高くなるという問題がある。 For example, in Ramaswamy Murugan et al., “Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ”, Angew. Chem. Int. Ed. 2007,46, 7778-7781, It has been proposed to use the compound Li 7 La 3 Zr 2 O 12 . However, particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 are hard particles although the ion conductivity as a bulk is as high as about 10 −4 S / cm to 10 −3 S / cm at room temperature. There is a problem that they can only make point contact with each other and the intergranular resistance increases.

この問題に対して、特許第5234118号公報では、Li7La3Zr212などのガーネット型化合物を主成分とし、このガーネット型化合物の粒間に、ガーネット型化合物よりも粒径が小さく、かつ、ガーネット型化合物と面接触可能なリン酸基含有Liイオン伝導体を配置した固体電解質が提案されている。このような固体電解質では、リン酸基含有Liイオン伝導体を介して、ガーネット型化合物の粒子同士が面接触することができるため、粒間抵抗の改善が可能であると考えられる。しかしながら、この文献では、硬質のガーネット型化合物と、軟質のリン酸基含有Liイオン伝導体とからなる混合物を室温でプレスし、リン酸基含有Liイオン伝導体を塑性変形させることにより、上述した構造を有する固体電解質を得ている。このため、プレス時におけるリン酸基含有Liイオン伝導体は十分に軟化されておらず、ガーネット型化合物の粒子間に存在する空隙に入り込むことはできない。 With respect to this problem, in Japanese Patent No. 5234118, a garnet-type compound such as Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is a main component, and the particle size is smaller than that of the garnet-type compound between the garnet-type compounds. And the solid electrolyte which has arrange | positioned the phosphoric acid group containing Li ion conductor which can be surface-contacted with a garnet-type compound is proposed. In such a solid electrolyte, the particles of the garnet-type compound can be brought into surface contact with each other via the phosphate group-containing Li ion conductor, so that it is considered that the intergranular resistance can be improved. However, in this document, the mixture of a hard garnet-type compound and a soft phosphate group-containing Li ion conductor is pressed at room temperature, and the phosphate group-containing Li ion conductor is plastically deformed as described above. A solid electrolyte having a structure is obtained. For this reason, the phosphate group-containing Li ion conductor at the time of pressing is not sufficiently softened, and cannot enter the voids existing between the particles of the garnet-type compound.

一方、特開2012−209256号公報には、酸化物基準で、遷移金属含有量が15質量%未満の第一無機固体電解質と、遷移金属含有量が15質量%以上の第二無機固体電解質とを混合した後、油圧プレスで加圧しながら1100℃以下の温度で熱処理する、固体電解質の製造方法が記載されている。なお、この文献では、第一無機固体電解質として、LiPO3が、第二無機固体電解質として、ガーネット型化合物としてLi7La3Zr212が例示されている。この製造方法によれば、熱処理時に、軟化した第一無機固体電解質が塑性変形するのみならず、第二無機固体電解質の粒子間の空隙に入り込むことができるため、空隙の少ない固体電解質を形成することができると考えられる。 On the other hand, JP 2012-209256 A discloses, on an oxide basis, a first inorganic solid electrolyte having a transition metal content of less than 15% by mass, and a second inorganic solid electrolyte having a transition metal content of 15% by mass or more. Is described, followed by heat treatment at a temperature of 1100 ° C. or lower while being pressurized with a hydraulic press. In this document, LiPO 3 is exemplified as the first inorganic solid electrolyte, and Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is exemplified as the garnet-type compound as the second inorganic solid electrolyte. According to this manufacturing method, the softened first inorganic solid electrolyte is not only plastically deformed during heat treatment, but also can enter the voids between the particles of the second inorganic solid electrolyte, so that a solid electrolyte with fewer voids is formed. It is considered possible.

ところで、固体電解質のイオン伝導度を向上させるためには、バルクとしてのイオン伝導度を向上させるほか、全固体電池を構成した場合の固体電解質層を、数十μm程度に薄層化することも重要となる。これは、固体電解質層が厚いと、それに比例してリチウムイオンの伝導に対する抵抗が大きくなるからである。しかしながら、特開2012−209256号公報では、固体電解質を圧粉しているため、この文献に記載の技術によって、厚さが数十μm程度の固体電解質層を形成することは困難である。   By the way, in order to improve the ionic conductivity of the solid electrolyte, in addition to improving the ionic conductivity as a bulk, the solid electrolyte layer in the case of configuring an all-solid battery may be thinned to about several tens of μm. It becomes important. This is because the thicker the solid electrolyte layer, the greater the resistance to lithium ion conduction. However, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-209256, since the solid electrolyte is compacted, it is difficult to form a solid electrolyte layer having a thickness of about several tens of μm by the technique described in this document.

固体電解質層を薄層化するためには、固体電解質をペースト化した上で、固体電解質層を形成することが有効である。たとえば、特開2013−37992号公報には、Li3BO3などからなるフラックスに、Li6.75La3Zr1.75Nb0.2512などからなる結晶質のリチウムイオン伝導性物質を33体積%〜50体積%添加するとともに、これにバインダを加えて混練し、ペースト状に形成した固体電解質が記載されている。この固体電解質では、熱処理時にフラックスが溶融することで母材が形成されるため、リチウムイオン伝導性物質と母材が面接触することが可能であり、かつ、内部に空隙はほとんど存在しないものと考えられる。また、この文献によれば、Li6.75La3Zr1.75Nb0.2512は、Li7La3Zr212と比べてリチウムイオン伝導度が高く、かつ、活性化エネルギも小さいため、この固体電解質を用いた全固体電池では、出力特性を向上させることが可能であるとされている。しかしながら、この固体電解質は、リチウムイオン伝導性物質の含有量が少ないことに加えて、溶融したフラックスを固化させることにより母材を形成していることに起因して、リチウムイオン伝導性物質を均一に分散させることは困難であるため、イオン伝導度などの特性がばらつきやすいという問題がある。 In order to reduce the thickness of the solid electrolyte layer, it is effective to form the solid electrolyte layer after pasting the solid electrolyte. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 2013-37992 discloses that 33% by volume to 50% by volume of a crystalline lithium ion conductive material made of Li 6.75 La 3 Zr 1.75 Nb 0.25 O 12 or the like is added to a flux made of Li 3 BO 3 or the like. In addition, a solid electrolyte formed into a paste is described by adding a binder and kneading the mixture. In this solid electrolyte, since the base material is formed by melting the flux during heat treatment, the lithium ion conductive material and the base material can be in surface contact, and there are almost no voids inside. Conceivable. In addition, according to this document, Li 6.75 La 3 Zr 1.75 Nb 0.25 O 12 has higher lithium ion conductivity and lower activation energy than Li 7 La 3 Zr 2 O 12. It is said that output characteristics can be improved in an all-solid-state battery using a battery. However, this solid electrolyte has a low content of lithium ion conductive material, and in addition to forming a base material by solidifying the molten flux, the lithium ion conductive material is made uniform. Since it is difficult to disperse in ionic conductivity, there is a problem that characteristics such as ionic conductivity tend to vary.

特許第5234118号公報Japanese Patent No. 5234118 特開2012−209256号公報JP 2012-209256 A 特開2013−37992号公報JP 2013-37992 A

Ramaswamy Murugan et al., “ Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li7La3Zr2O12” , Angew. Chem. Int. Ed. 2007,46, 7778-7781Ramaswamy Murugan et al., “Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li7La3Zr2O12”, Angew. Chem. Int. Ed. 2007,46, 7778-7781

本発明は、比較的高いイオン伝導度を有し、かつ、このイオン伝導度を含めた特性のばらつきが小さい、リチウムイオン伝導性固体電解質を提供することを目的とする。また、本発明は、このようなリチウムイオン伝導性固体電解質を、容易に量産可能な製造方法を提供することを目的とする。さらに、本発明は、このリチウムイオン伝導性固体電解質を用いた全固体電池を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a lithium ion conductive solid electrolyte having a relatively high ionic conductivity and having small variations in characteristics including the ionic conductivity. Another object of the present invention is to provide a production method capable of easily mass-producing such a lithium ion conductive solid electrolyte. Furthermore, this invention aims at providing the all-solid-state battery using this lithium ion conductive solid electrolyte.

本発明のリチウムイオン伝導性固体電解質は、リチウムイオン電導性を有するガーネット型化合物であるLi7La3Zr212と、Li3BO3とを含む、リチウムイオン伝導性電解質である。 The lithium ion conductive solid electrolyte of the present invention is a lithium ion conductive electrolyte containing Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , which is a garnet-type compound having lithium ion conductivity, and Li 3 BO 3 .

特に、本発明にリチウムイオン伝導性固体電解質は、前記Li7La3Zr212の含有量を100質量部とした場合に、前記Li3BO3を1質量部〜20質量部、好ましくは1質量部〜10質量部、さらに好ましくは2質量部〜5質量部含有し、前記Li7La3Zr212からなる粒子間の空隙に、前記Li3BO3が配置されており、かつ、該Li7La3Zr212からなる粒子と該Li3BO3とが面接触していることを特徴とする。 In particular, the lithium ion conductive solid electrolyte of the present invention, is 100 parts by weight and the content of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , the Li 3 BO 3 1 part by weight to 20 parts by weight, preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, more preferably 2 parts by mass to 5 parts by mass, and the Li 3 BO 3 is disposed in the space between the particles composed of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , and The particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and the Li 3 BO 3 are in surface contact.

前記Li7La3Zr212からなる粒子の平均粒径は、0.05μm〜10μmであることが好ましく、0.1μm〜5μmであることがさらに好ましい。 The average particle diameter of the particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is preferably 0.05 μm to 10 μm, and more preferably 0.1 μm to 5 μm.

本発明のリチウムイオン伝導性固体電解質においては、インピーダンス法により測定される、イオン伝導度が2.0×10-7S/cm以上であり、1.0×10-6S/cm以上であることが好ましく、5.0×10-6S/cm以上であることがさらに好ましい。 In the lithium ion conductive solid electrolyte of the present invention, the ion conductivity measured by the impedance method is 2.0 × 10 −7 S / cm or more, and 1.0 × 10 −6 S / cm or more. It is preferably 5.0 × 10 −6 S / cm or more.

本発明のリチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法は、Li7La3Zr212粉末100質量部に対して、Li3BO3粉末を1質量部〜20質量部、好ましくは1質量部〜10質量部、さらに好ましくは2質量部〜5質量部混合し、原料混合物を得る混合工程と、前記原料混合物を加圧成形し、成形体を得る成形工程と、前記成形体を、大気中、600℃〜900℃、好ましくは600℃〜800℃、さらに好ましくは、650℃〜750℃の温度で熱処理する熱処理工程とを備えることを特徴とする。 The method of manufacturing a lithium ion conductive solid electrolyte of the present invention, Li 7 against La 3 Zr 2 O 12 powder 100 parts by weight of Li 3 BO 3 powder and 1 part by mass to 20 parts by weight, preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, more preferably 2 parts by mass to 5 parts by mass are mixed to obtain a raw material mixture, a molding process for pressure-molding the raw material mixture to obtain a molded body, and the molded body in the atmosphere. A heat treatment step of heat treatment at a temperature of 600 ° C to 900 ° C, preferably 600 ° C to 800 ° C, more preferably 650 ° C to 750 ° C.

前記Li7La3Zr212粉末の平均粒径は、0.05μm〜10μmであることが好ましく、0.1μm〜5μmであることがより好ましく、0.5μm〜1.5μmであることがさらに好ましい。 The average particle diameter of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder is preferably 0.05 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 5 μm, and 0.5 μm to 1.5 μm. Further preferred.

前記Li3BO3粉末の平均粒径は、0.05μm〜10μmであることが好ましく、0.1μm〜5μmであることがより好ましい。 The average particle size of the Li 3 BO 3 powder is preferably 0.05 μm to 10 μm, and more preferably 0.1 μm to 5 μm.

また、本発明の全固体電池は、正極と、負極と、固体電解質とを備え、前記固体電解質として、前記リチウムイオン伝導性固体電解質が用いられていることを特徴とする。   Moreover, the all-solid-state battery of this invention is equipped with the positive electrode, the negative electrode, and the solid electrolyte, The said lithium ion conductive solid electrolyte is used as said solid electrolyte, It is characterized by the above-mentioned.

本発明によれば、比較的高いイオン伝導度を有し、かつ、このイオン伝導度を含めた特性のばらつきが小さい、リチウムイオン伝導性固体電解質を提供することができる。また、本発明によれば、このリチウムイオン伝導性固体電解質を、容易に量産可能な製造方法を提供することができる。さらに、本発明によれば、このリチウムイオン伝導性固体電解質を用いた全固体電池を提供することができる。このような全固体電池は、安全性に優れるばかりでなく、従来の全固体電池で問題とされていた出力特性や容量特性を改善することができるため、その工業的意義はきわめて大きい。   According to the present invention, it is possible to provide a lithium ion conductive solid electrolyte that has a relatively high ionic conductivity and has small variations in characteristics including the ionic conductivity. Further, according to the present invention, it is possible to provide a production method capable of easily mass-producing this lithium ion conductive solid electrolyte. Furthermore, according to this invention, the all-solid-state battery using this lithium ion conductive solid electrolyte can be provided. Such an all-solid-state battery is not only excellent in safety, but also can improve the output characteristics and capacity characteristics that have been problematic in the conventional all-solid-state battery, so that its industrial significance is extremely large.

本発明者らは、上述した問題に鑑みて、全固体電池を構成するリチウムイオン伝導性固体電解質について鋭意研究を重ねた結果、主成分として、ガーネット型化合物であるLi7La3Zr212を使用するとともに、所定量のLi3BO3を添加し、これらの混合物を所定の条件で加圧成形および熱処理することで、比較的高いイオン伝導度を有しながらも、特性のばらつきが小さい、リチウムイオン伝導性固体電解質を得ることができるとの知見を得た。本発明は、この知見に基づき完成されたものである。 In light of the above-described problems, the present inventors have conducted extensive research on a lithium ion conductive solid electrolyte that constitutes an all-solid battery, and as a result, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , which is a garnet-type compound, as a main component. In addition, a predetermined amount of Li 3 BO 3 is added, and these mixtures are pressure-molded and heat-treated under predetermined conditions, so that variation in characteristics is small while having relatively high ionic conductivity. The present inventors have obtained knowledge that a lithium ion conductive solid electrolyte can be obtained. The present invention has been completed based on this finding.

1.リチウムイオン伝導性固体電解質
本発明のリチウムイオン伝導性固体電解質(以下、「固体電解質」という)は、リチウムイオン電導性を有するガーネット型化合物であるLi7La3Zr212と、Li3BO3とを含む固体電解質である。特に、本発明の固体電解質は、Li7La3Zr212の含有量を100質量部とした場合に、Li3BO3を1質量部〜20質量部含有し、硬質のLi7La3Zr212からなる粒子間の空隙に、Li3BO3が配置されており、かつ、Li7La3Zr212からなる粒子とLi3BO3とが面接触していることを特徴とする。すなわち、本発明の固体電解質では、硬質のLi7La3Zr212からなる粒子よって形成されたマトリックス中の空隙を埋めるようにLi3BO3が配置され、かつ、Li7La3Zr212とLi3BO3とが、隙間なく面接触していることを特徴とする。このような固体電解質では、内部に空隙がほとんど存在せず、かつ、組成が均一なものとなるため、粒間抵抗を抑制し、比較的高いイオン伝導度を実現することができるばかりでなく、イオン伝導度を含めた特性のばらつきを抑制することが可能となる。
1. Lithium ion conductive solid electrolyte The lithium ion conductive solid electrolyte of the present invention (hereinafter referred to as “solid electrolyte”) is Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , which is a garnet-type compound having lithium ion conductivity, and Li 3 BO. 3 is a solid electrolyte. In particular, the solid electrolyte of the present invention contains 1 to 20 parts by mass of Li 3 BO 3 when the content of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is 100 parts by mass, and is a hard Li 7 La 3. Li 3 BO 3 is arranged in the space between the particles made of Zr 2 O 12, and the particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and Li 3 BO 3 are in surface contact. And That is, in the solid electrolyte of the present invention, Li 3 BO 3 is arranged so as to fill the voids in the matrix formed by the particles made of hard Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , and Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and Li 3 BO 3 are in surface contact with no gap. In such a solid electrolyte, since there are almost no voids in the interior and the composition becomes uniform, not only can the intergranular resistance be suppressed and a relatively high ionic conductivity can be realized, Variations in characteristics including ionic conductivity can be suppressed.

(1)組成
(Li7La3Zr212
本発明では、固体電解質粉末を構成する主成分として、リチウムイオン伝導性を有するガーネット型化合物を用いる。ここで、ガーネット型化合物とは、C32312(C:cサイトの元素、A:aサイトの元素、D:dサイトの元素、O:酸素原子)で表される化合物を意味し、室温で、比較的高いイオン伝導度を示すという特性を有する。このようなガーネット型化合物またはガーネット型化合物と類似する構造を有する化合物としては、上述のLi7La3Zr212やLi6.75La3Zr1.75Nb0.2512のほか、Li5La3212(M=Nb、Ta)やLi7La3(ZrX,A2-X)O12(A=Nb、Ta)などが知られている。
(1) Composition (Li 7 La 3 Zr 2 O 12 )
In the present invention, a garnet-type compound having lithium ion conductivity is used as the main component constituting the solid electrolyte powder. Here, the garnet-type compound is a compound represented by C 3 A 2 D 3 O 12 (C: c-site element, A: a-site element, D: d-site element, O: oxygen atom). In other words, it has a characteristic of exhibiting a relatively high ionic conductivity at room temperature. Examples of the garnet-type compound or the compound having a structure similar to the garnet-type compound include Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and Li 6.75 La 3 Zr 1.75 Nb 0.25 O 12 described above, and Li 5 La 3 M 2. O 12 (M = Nb, Ta) and Li 7 La 3 (Zr X , A 2−X ) O 12 (A = Nb, Ta) are known.

本発明では、これのガーネット型化合物の中でも、特に、Li7La3Zr212を主成分として採用している。これは、Li7La3Zr212は、バルクとしてのイオン伝導度が、室温で10-4S/cmと高いばかりでなく、比較的合成が容易で、工業規模の生産において、容易に利用できるからである。なお、本発明では、主成分として、一般的なLi7La3Zr212を用いることができ、特殊な元素の添加などは必要とされない。 In the present invention, among these garnet type compounds, in particular, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is adopted as a main component. This is because Li 7 La 3 Zr 2 O 12 not only has a high ionic conductivity as a bulk of 10 −4 S / cm at room temperature, but is relatively easy to synthesize, and can be easily used in industrial scale production. This is because it can be used. In the present invention, general Li 7 La 3 Zr 2 O 12 can be used as the main component, and the addition of a special element or the like is not required.

固体電解質を構成するLi7La3Zr212粒子は、平均粒径が0.01μm〜10μmであることが好ましく、0.05μm〜10μmであることがより好ましく、0.1μm〜5μmであることがさらに好ましい。Li7La3Zr212粒子の平均粒径が0.01μm未満では、粒子同士が凝集しやすく、固体電解質の特性のばらつきを抑制することが困難となる場合がある。一方、平均粒径が10.0μmを超えると、Li7La3Zr212粒子間の空隙が大きくなりすぎるため、Li3BO3の添加によってもこの空隙を埋めることができず、粒間抵抗が増加するおそれがある。 The Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles constituting the solid electrolyte preferably have an average particle size of 0.01 μm to 10 μm, more preferably 0.05 μm to 10 μm, and 0.1 μm to 5 μm. More preferably. When the average particle size of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles is less than 0.01 μm, the particles are likely to aggregate with each other, and it may be difficult to suppress variation in characteristics of the solid electrolyte. On the other hand, if the average particle size exceeds 10.0 μm, the gap between Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles becomes too large, and this gap cannot be filled by the addition of Li 3 BO 3. Resistance may increase.

なお、本発明において、平均粒径とは、対象とする粒子(粉末)の粒径分布において、粒径が小さい方から累積した場合に、その累積体積が、全粒子の合計体積の50%となる粒径(D50)を意味する。D50は、たとえば、レーザ光回折散乱式粒度分析計で測定した体積積算値から求めることができる。   In the present invention, the average particle size means that when the particle size distribution of the target particles (powder) is accumulated from the smaller particle size, the accumulated volume is 50% of the total volume of all particles. Mean particle size (D50). D50 can be obtained from, for example, a volume integrated value measured with a laser light diffraction / scattering particle size analyzer.

また、固体電解質を構成するLi7La3Zr212粒子は、粒径が均一であることが好ましい。Li7La3Zr212粒子の粒径が不均一、すなわち、Li7La3Zr212粒子中に、粒径が0.01μm以下の微細粒子や、10μmを超える粗大粒子が多く含まれると、これらの存在により、固体電解質の特性にばらつきが生じるおそれがある。 Also, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles constituting the solid electrolyte is preferably particle size is uniform. The particle size of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles is non-uniform, that is, the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles contain many fine particles having a particle size of 0.01 μm or less and coarse particles exceeding 10 μm. If they are present, the characteristics of the solid electrolyte may vary due to their presence.

(Li3BO3
本発明の固体電解質は、上述したLi7La3Zr212に加えて、所定量のLi3BO3を含有する。Li3BO3は、イオン伝導度が10-7S/cm程度であり、上述したLi7La3Zr212に劣るものの、比較的高いイオン伝導度を有する。また、熱処理工程を比較的低温で行っても、容易に軟化ないしは溶融し、高い流動性をもって、Li7La3Zr212粒子間の空隙に入り込むことができる。
(Li 3 BO 3 )
The solid electrolyte of the present invention contains a predetermined amount of Li 3 BO 3 in addition to the above Li 7 La 3 Zr 2 O 12 . Li 3 BO 3 has an ionic conductivity of about 10 −7 S / cm and is inferior to the above-described Li 7 La 3 Zr 2 O 12, but has a relatively high ionic conductivity. Further, even if the heat treatment step is performed at a relatively low temperature, it can be easily softened or melted and enter the voids between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles with high fluidity.

Li3BO3の含有量は、固体電解質中のLi7La3Zr212の含有量を100質量部とした場合に、1質量部〜20質量部、好ましくは2質量部〜10質量部とすることが必要である。Li3BO3の含有量が1質量部未満では、粒間抵抗を低減する効果が十分に得られない。一方、Li3BO3の含有量が20質量部を超えると、固体電解質中のLi7La3Zr212の含有量が減少することに起因して、イオン伝導度が低下してしまう。 The content of Li 3 BO 3 is 1 part by mass to 20 parts by mass, preferably 2 parts by mass to 10 parts by mass when the content of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 in the solid electrolyte is 100 parts by mass. Is necessary. If the content of Li 3 BO 3 is less than 1 part by mass, the effect of reducing intergranular resistance cannot be obtained sufficiently. On the other hand, when the content of Li 3 BO 3 exceeds 20 parts by mass, the ionic conductivity is lowered due to a decrease in the content of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 in the solid electrolyte.

(2)構造
本発明の固体電解質は、硬質のLi7La3Zr212粒子によって形成されたマトリックス中の空隙を埋めるようにLi3BO3が配置され、かつ、Li7La3Zr212とLi3BO3が面接触した構造を備える。このため、本発明の固体電解質は、内部に空隙がほとんど存在せず、かつ、その組成が均質なものとなる。
(2) Structure In the solid electrolyte of the present invention, Li 3 BO 3 is arranged so as to fill voids in the matrix formed by hard Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles, and Li 7 La 3 Zr 2 It has a structure in which O 12 and Li 3 BO 3 are in surface contact. For this reason, the solid electrolyte of the present invention has almost no voids inside and has a uniform composition.

(3)特性
本発明の固体電解質は、上述した組成および構造を備えることにより、2.0×10-7S/cm以上、好ましくは1.0×10-6S/cm以上、より好ましくは5.0×10-6S/cm以上のイオン伝導度を実現することができる。なお、固体電解質のイオン伝導度は、交流インピーダンス法により測定することができる。
(3) Characteristics The solid electrolyte of the present invention has the above-described composition and structure, so that it is 2.0 × 10 −7 S / cm or more, preferably 1.0 × 10 −6 S / cm or more, more preferably An ionic conductivity of 5.0 × 10 −6 S / cm or more can be realized. The ionic conductivity of the solid electrolyte can be measured by an AC impedance method.

また、本発明の固体電解質は、硬質のLi7La3Zr212からなる粒子よって形成されたマトリックスと、このマトリックス中の空隙を埋めるように配置されたLi3BO3とから構成されている。このため、特開2013−37992号公報に記載の技術のように、特殊な元素を添加し、かつ、溶融したフラックスを固化させることにより母材を形成する固体電解質と比べて、イオン伝導度のなどの特性のばらつきが小さく、優れた品質安定性を実現できる。 The solid electrolyte of the present invention is composed of a matrix formed of particles made of hard Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and Li 3 BO 3 disposed so as to fill the voids in the matrix. Yes. Therefore, as in the technique described in JP2013-37992A, the ionic conductivity is higher than that of a solid electrolyte in which a special element is added and a molten flux is solidified to form a base material. Variations in characteristics such as these are small, and excellent quality stability can be realized.

2.リチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法
本発明の固体電解質の製造方法は、Li7La3Zr212粉末100質量部に対して、Li3BO3粉末を1質量部〜20質量部混合し、原料混合物を得る混合工程と、この原料混合物を1000kg/cm2〜2000kg/cm2で加圧成形し、成形体を得る成形工程と、得られた成形体を、大気中、600℃〜900℃の温度で熱処理する熱処理工程とを備えることを特徴とする。
2. Method for Producing Lithium Ion Conductive Solid Electrolyte The method for producing a solid electrolyte of the present invention comprises mixing 1 part by mass to 20 parts by mass of Li 3 BO 3 powder with respect to 100 parts by mass of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder. , a mixing step of obtaining a raw material mixture, the raw material mixture was pressed at 1000kg / cm 2 ~2000kg / cm 2 , a forming step to obtain a molded product, the resulting molded body in the air, 600 ° C. to 900 And a heat treatment step of performing heat treatment at a temperature of ° C.

(1)原料粉末
本発明の固体電解質の原料粉末としては、Li7La3Zr212粉末とLi3BO3粉末とが用いられる。
(1) Raw material powder As a raw material powder of the solid electrolyte of the present invention, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder and Li 3 BO 3 powder are used.

このうち、Li7La3Zr212粉末としては、その平均粒径が、好ましくは0.05μm〜10μm、より好ましくは0.1μm〜5μm、さらに好ましくは0.5μm〜1.5μmであるものを使用する。すなわち、後述する熱処理工程では、Li7La3Zr212粉末は、ほとんど軟化ないしは溶融しないため、Li7La3Zr212粉末として、上述した固体電解質中のLi7La3Zr212粒子の平均粒径の範囲にあるものを使用することが好ましい。 Among these, the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder has an average particle size of preferably 0.05 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 5 μm, and still more preferably 0.5 μm to 1.5 μm. Use things. That is, in the heat treatment step described later, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder, since hardly softened or melted, as Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder, Li 7 La 3 Zr 2 O solid electrolyte mentioned above It is preferable to use those in the range of the average particle size of 12 particles.

一方、Li3BO3粉末としては、平均粒径が、Li7La3Zr212粉末と同程度またはそれ以下のものを使用する。具体的には、平均粒径が、好ましくは0.05μm〜10μm、より好ましくは0.1μm〜1.5μm、さらに好ましくは0.5μm〜1.5μmであるものを使用する。Li3BO3粉末として、平均粒径が、このような範囲にあるものを使用することで、混合工程の段階において、Li3BO3粉末が、Li7La3Zr212粉末間の空隙に配置され、上述した構造を有する固体電解質を容易に得ることができる。 On the other hand, as the Li 3 BO 3 powder, one having an average particle diameter of the same level or lower than that of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder is used. Specifically, those having an average particle diameter of preferably 0.05 μm to 10 μm, more preferably 0.1 μm to 1.5 μm, and still more preferably 0.5 μm to 1.5 μm are used. By using a Li 3 BO 3 powder having an average particle diameter in such a range, the Li 3 BO 3 powder is interstitial between Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powders at the stage of the mixing step. The solid electrolyte having the structure described above can be easily obtained.

これらの原料粉末の合成方法は、特に制限されることはなく、公知の手段を利用することができる。   The method for synthesizing these raw material powders is not particularly limited, and known means can be used.

たとえば、Li7La3Zr212粉末は、Ramaswamy Murugan et al., “ Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li7La3Zr2O12” , Angew. Chem. Int. Ed. 2007,46, 7778-7781に記載の固相法によって合成できる。 For example, Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder can be obtained from Ramaswamy Murugan et al., “Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ”, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, It can be synthesized by the solid phase method described in 7778-7781.

また、Li3BO3粉末は、Li2CO3、LiOH、Li(CH3COO)などからなるリチウム化合物粉末と、H3BO3、B23などからなるホウ素化合物粉末とを混合し、大気中、600℃〜850℃で焼成し、その生成物を粉末状にすることで合成できる。 Furthermore, Li 3 BO 3 powder, Li 2 CO 3, LiOH, and the lithium compound powder made of Li (CH 3 COO), and a boron compound powder made of H 3 BO 3, B 2 O 3 were mixed, It can synthesize | combine by baking at 600 to 850 degreeC in air | atmosphere, and making the product into a powder form.

これらの方法により合成された原料粉末は、平均粒径が上述した範囲から大きく外れていたり、粒度分布が広く、微細粒子や粗大粒子が多分に含まれていたりする場合がある。この場合、合成後の原料粉末を、解砕および/または粉砕し、平均粒径や粒度分布を調整することが好ましい。解砕および粉砕方法としては、ボールミル、ビーズミル、ジェットミルなどの公知の方法を利用することができる。   The raw material powder synthesized by these methods may have an average particle size greatly deviating from the above-mentioned range, or may have a wide particle size distribution and may contain fine particles or coarse particles. In this case, it is preferable to adjust the average particle size and particle size distribution by crushing and / or crushing the synthesized raw material powder. As a crushing and pulverizing method, known methods such as a ball mill, a bead mill, and a jet mill can be used.

(2)混合工程
混合工程は、Li7La3Zr212粉末100質量部に対して、Li3BO3粉末を1質量部〜20質量部混合し、原料混合物を得る工程である。すなわち、混合工程では、目的とする固体電解質中のLi7La3Zr212とLi3BO3の組成比と同じになるように、Li7La3Zr212粉末とLi3BO3粉末とを混合することが必要となる。
(2) Mixing step The mixing step is a step of mixing 1 to 20 parts by mass of Li 3 BO 3 powder with respect to 100 parts by mass of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder to obtain a raw material mixture. That is, in the mixing step, the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder and the Li 3 BO 3 powder have the same composition ratio as Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and Li 3 BO 3 in the target solid electrolyte. It is necessary to mix with the powder.

混合方法としては、Li7La3Zr212粉末とLi3BO3粉末とを均一に混合することができる限り、湿式または乾式のいずれの方法を用いることができる。 As a mixing method, either a wet method or a dry method can be used as long as the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder and the Li 3 BO 3 powder can be uniformly mixed.

なお、混合工程では、Li7La3Zr212粉末およびLi3BO3粉末に、バインダや溶剤を加え、原料混合物をペースト状にしてもよい。これにより、成形工程で、所望の形状の成形体を容易に得ることができる。ただし、この際に使用するバインダおよび溶剤としては、熱処理工程で消失するものを選択する必要がある。これは、熱処理後においても、バインダや溶剤が残存すると、得られる固体電解質のイオン伝導度が阻害されるおそれがあるからである。具体的には、バインダとしては、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどを使用することができ、溶媒としては、ターピネオールなどの非水溶媒を使用することができる。 In the mixing step, a binder or a solvent may be added to the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder and Li 3 BO 3 powder to make the raw material mixture into a paste. Thereby, the molded object of a desired shape can be obtained easily at a formation process. However, it is necessary to select the binder and the solvent used at this time as those that disappear in the heat treatment step. This is because the ionic conductivity of the obtained solid electrolyte may be hindered if the binder or solvent remains even after the heat treatment. Specifically, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, or the like can be used as the binder, and a nonaqueous solvent such as terpineol can be used as the solvent.

(3)成形工程
成形工程は、混合工程で得られた原料混合物を加圧し、プレス成形することにより、所定形状の成形体を得る工程である。
(3) Molding step The molding step is a step of obtaining a molded body having a predetermined shape by pressurizing and press-molding the raw material mixture obtained in the mixing step.

加圧成形時の圧力は、目的とする成形体の形状やプレス装置の特性などに応じて適宜調整する必要があるが、1000kg/cm2〜2000kg/cm2とすることが好ましい。加圧成形時の圧力が1000kg/cm2未満では、Li7La3Zr212粉末間の空隙にLi3BO3粉末が配置されず、後述する熱処理工程によっても、この空隙を埋めることができない場合がある。一方、加圧成形時の圧力が2000kg/cm2を超えても、それ以上の効果を得ることができないばかりか、生産性が悪化するおそれがある。 Pressure during pressure molding, it is necessary to adjust appropriately depending on the characteristics of shape and press apparatus of the molded body for the purpose, it is preferable to 1000kg / cm 2 ~2000kg / cm 2 . If the pressure at the time of pressure molding is less than 1000 kg / cm 2 , the Li 3 BO 3 powder is not disposed in the gap between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder, and this gap can be filled also by the heat treatment step described later. There are cases where it is not possible. On the other hand, even if the pressure at the time of pressure molding exceeds 2000 kg / cm 2 , not only the effect cannot be obtained but also the productivity may be deteriorated.

成形工程では、原料混合物を加熱した上で加圧成形することで好ましい。これより、Li3BO3粉末が軟化し、容易に、Li7La3Zr212粉末間の空隙に入り込むことが可能となる。この際の加熱温度は、Li7La3Zr212粉末とLi3BO3粉末の混合比などによって適宜調整する必要がある。ただし、原料混合物にバインダを添加する場合には、加熱温度を、バインダの軟化点から分解温度の範囲、100℃〜300℃程度の範囲とすることが必要となる。 In the molding step, it is preferable to perform pressure molding after heating the raw material mixture. As a result, the Li 3 BO 3 powder softens and can easily enter the gaps between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powders. The heating temperature at this time needs to be appropriately adjusted depending on the mixing ratio of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder and the Li 3 BO 3 powder. However, when adding a binder to a raw material mixture, it is necessary to make heating temperature into the range of the decomposition temperature from the softening point of a binder, and about 100 to 300 degreeC.

(4)熱処理工程
熱処理工程は、成形工程で得られた成形体を、大気中、600℃〜900℃で熱処理する工程である。このような熱処理により、Li7La3Zr212粉末間の空隙に配置されたLi3BO3粉末が軟化ないしは溶融し、高い流動性をもって、Li7La3Zr212粉末間の空隙に入り込み、この空隙を埋めることが可能となる。
(4) Heat treatment step The heat treatment step is a step of heat-treating the molded body obtained in the molding step at 600 ° C to 900 ° C in the atmosphere. By such heat treatment, the Li 3 BO 3 powder disposed in the gaps between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powders is softened or melted, and has a high fluidity, and the gaps between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powders. It is possible to enter and fill this gap.

熱処理温度は、Li3BO3粉末が、軟化ないしは溶融する温度、具体的には、600℃〜900℃、好ましくは600℃〜800℃、より好ましくは650℃〜750℃とする。熱処理温度が600℃未満では、Li3BO3が軟化せず、マトリックス中の空隙を埋めることができない。一方、熱処理温度が900℃を超えると、Liの揮発や異相の生成により、イオン伝導度が低下するおそれがある。 The heat treatment temperature is a temperature at which the Li 3 BO 3 powder softens or melts, specifically 600 ° C. to 900 ° C., preferably 600 ° C. to 800 ° C., more preferably 650 ° C. to 750 ° C. When the heat treatment temperature is less than 600 ° C., Li 3 BO 3 does not soften and the voids in the matrix cannot be filled. On the other hand, if the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., the ionic conductivity may decrease due to the volatilization of Li or the generation of a different phase.

熱処理時の雰囲気は、酸化性雰囲気とすることが必要であり、酸素濃度が20%以上、すなわち、大気雰囲気で行うことが好ましい。これにより、酸素欠陥の生成を抑制することができる。   The atmosphere during the heat treatment needs to be an oxidizing atmosphere, and the oxygen concentration is preferably 20% or more, that is, in an air atmosphere. Thereby, the production | generation of an oxygen defect can be suppressed.

また、熱処理時間は、熱処理条件や使用する装置などに応じて適宜調整することが必要であるが、5分〜5時間とすることが好ましく、10分〜1時間とすることがより好ましい。熱処理時間が5分未満では、マトリックス中の空隙を十分に埋めることができない場合がある。一方、熱処理時間が5時間を超えても、それ以上の効果が得られないばかりか、Liの揮発や異相の生成の問題が生じるおそれがある。   Moreover, although it is necessary to adjust heat processing time suitably according to heat processing conditions, the apparatus to be used, etc., it is preferable to set it as 5 minutes-5 hours, and it is more preferable to set it as 10 minutes-1 hour. If the heat treatment time is less than 5 minutes, the voids in the matrix may not be sufficiently filled. On the other hand, even if the heat treatment time exceeds 5 hours, not only a further effect cannot be obtained, but there is a possibility that a problem of volatilization of Li or generation of a different phase may occur.

このような熱処理に用いられる設備は、特に限定されるものではなく、成形体を酸化性雰囲気下で加熱できるものであればよく、ガス発生がない電気炉などを好適に用いることができる。   The equipment used for such heat treatment is not particularly limited as long as it can heat the molded body in an oxidizing atmosphere, and an electric furnace that does not generate gas can be suitably used.

3.全固体電池
本発明の全固体電池は、従来の全固体電池と同様に、正極と、負極と、固体電解質を備えたものであり、固体電解質として、本発明の固体電解質を使用していることを特徴とする。
3. All-solid-state battery The all-solid-state battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte, as in the conventional all-solid-state battery, and uses the solid electrolyte of the present invention as a solid electrolyte. It is characterized by.

このような本発明の全固体電池は、高い安全性を具備するばかりでなく、固体電解質が比較的高いイオン伝導を有するため、出力特性に優れたものであるということができる。   Such an all-solid battery of the present invention has not only high safety but also excellent output characteristics because the solid electrolyte has relatively high ionic conductivity.

また、上述したように、本発明の固体電解質は、比較的低温で熱処理した場合であっても、その機能を発揮できる。このため、本発明の全固体電池は、正極材、固体電解質および負極材を積層し、熱処理する際の温度を低温化することができ、高温で熱処理した場合に生じる、電極活物質の分解という問題を回避することが可能である。   Further, as described above, the solid electrolyte of the present invention can exhibit its function even when heat-treated at a relatively low temperature. For this reason, the all solid state battery of the present invention can stack a positive electrode material, a solid electrolyte, and a negative electrode material, lower the temperature during heat treatment, and is called decomposition of an electrode active material that occurs when heat treatment is performed at a high temperature. It is possible to avoid problems.

以下、本発明のリチウムイオン伝導性固体電解質について、実施例および比較例を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the lithium ion conductive solid electrolyte of the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

(実施例1)
[Li7La3Zr212粉末]
Ramaswamy Murugan et al., “ Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li7La3Zr2O12” , Angew. Chem. Int. Ed. 2007,46, 7778-7781に記載の固相法にしたがって、Li7La3Zr212を合成した。次に、得られたLi7La3Zr212を、ボールミルを用いて解砕および粉砕し、粉末状に加工するとともに、その平均粒径を1μmに調整した。
(Example 1)
[Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder]
According to the solid phase method described in Ramaswamy Murugan et al., “Fast Lithium Ion Conduction in Garnet-Tyape Li 7 La 3 Zr 2 O 12 ”, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 7778-7781 7 La 3 Zr 2 O 12 was synthesized. Next, the obtained Li 7 La 3 Zr 2 O 12 was pulverized and pulverized using a ball mill, processed into a powder form, and its average particle size was adjusted to 1 μm.

このようにして得られたLi7La3Zr212粉末のイオン伝導度を、交流インピーダンス法により測定したところ、1.2×10-8S/cmであることが確認された。 When the ionic conductivity of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder thus obtained was measured by an alternating current impedance method, it was confirmed to be 1.2 × 10 −8 S / cm.

[Li3BO3粉末]
Li2CO3粉末(ナカライテスク株式会社製、特級試薬)とH3BO3粉末(関東化学株式会社製、特級試薬)とを、LiとBのモル比が3:1になるように秤量するとともに、乳鉢を用いて、これらの粉末を均一に混合した。このようにして得られた混合物を、電気炉を用いて、大気中、650℃で24時間かけて仮焼した後、乳鉢で粉砕することにより、Li3BO3粉末を得た。最後に、このLi3BO3粉末を、Li7La3Zr212粉末と同様の方法で解砕および粉砕し、その平均粒径を1μmに調整した。
[Li 3 BO 3 powder]
Li 2 CO 3 powder (manufactured by Nacalai Tesque, special grade reagent) and H 3 BO 3 powder (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd., special grade reagent) are weighed so that the molar ratio of Li and B is 3: 1. At the same time, these powders were uniformly mixed using a mortar. The mixture thus obtained was calcined in the atmosphere at 650 ° C. for 24 hours using an electric furnace, and then pulverized in a mortar to obtain Li 3 BO 3 powder. Finally, this Li 3 BO 3 powder was pulverized and pulverized in the same manner as Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder, and the average particle size was adjusted to 1 μm.

なお、得られたLi3BO3粉末の吸熱ピークを、示差熱分析計(DTA)を用いて測定し、Li3BO3粉末の融点を求めたところ、699℃であることが確認された。また、このLi3BO3粉末のイオン伝導度を、交流インピーダンス法により測定したところ、3.5×10-7S/cmであることが確認された。 Incidentally, an endothermic peak of Li 3 BO 3 powder obtained, measured using a differential thermal analyzer (DTA), was determined the melting point of Li 3 BO 3 powder, was confirmed to be 699 ° C.. Further, the ionic conductivity of the Li 3 BO 3 powder was measured by the AC impedance method, it was confirmed that 3.5 × 10 -7 S / cm.

[固体電解質の作製]
Li7La3Zr212粉末100質量部に対して、Li3BO3粉末が1質量部となるように秤量し、これらの粉末を、乳鉢を用いて混合した。このようにして得られた原料混合物を、熱プレス機(アズワン株式会社製、AH−2003C)を用いて、1000kg/cm2〜2000kg/cm2で加圧し、直径10mm、厚さ1.1mmの円筒状ペレットに成形した後、大気中、700℃で1時間焼成することにより、固体電解質ペレットを作製した。
[Production of solid electrolyte]
The Li 3 BO 3 powder was weighed to 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder, and these powders were mixed using a mortar. The thus obtained raw material mixture, a hot press (AS ONE Corporation, AH-2003C) using a pressurized at 1000kg / cm 2 ~2000kg / cm 2 , diameter 10 mm, a thickness of 1.1mm After forming into a cylindrical pellet, the solid electrolyte pellet was produced by baking at 700 ° C. for 1 hour in the air.

[固体電解質の評価]
固体電解質ペレットのイオン伝導度を測定することにより、この固体電解質を評価した。具体的には、上述した方法により得られた固体電解質ペレットの両面に、スパッタリング装置を用いて、厚さ800ÅのAu薄膜層をそれぞれ形成し、このAu薄膜層を電極として、交流インピーダンス法により、各固体電解質ペレットのイオン伝導度を測定し、その平均値を求めることにより評価した。
[Evaluation of solid electrolyte]
The solid electrolyte was evaluated by measuring the ionic conductivity of the solid electrolyte pellet. Specifically, an Au thin film layer having a thickness of 800 mm is formed on both surfaces of the solid electrolyte pellet obtained by the above-described method using a sputtering apparatus, and this Au thin film layer is used as an electrode by an AC impedance method. The ionic conductivity of each solid electrolyte pellet was measured and evaluated by determining the average value.

なお、リチウムイオン伝導度の測定には、モジュール型ポテンショスタット/ガルバノスタット(Biologic社製、VSP−300)を使用した。この際、電圧振幅を±10mV、測定周波数を7MHz〜1Hz、測定温度を25℃に設定した。この結果を表1に示す。   For measurement of lithium ion conductivity, a modular potentiostat / galvanostat (manufactured by Biologic, VSP-300) was used. At this time, the voltage amplitude was set to ± 10 mV, the measurement frequency was set to 7 MHz to 1 Hz, and the measurement temperature was set to 25 ° C. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜8)
Li3BO3粉末の添加量、熱処理温度、Li3BO3粉末およびLi7La3Zr212粉末の平均粒径(D50)などの条件を表1に記載されるように制御したこと以外は、実施例1と同様にして、固体電解質ペレットを作製し、リチウムイオン伝導度を測定した。この結果を表1に示す。
(Examples 2 to 8)
Other than controlling the conditions such as the addition amount of Li 3 BO 3 powder, the heat treatment temperature, the average particle size (D50) of Li 3 BO 3 powder and Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder as described in Table 1 Produced a solid electrolyte pellet in the same manner as in Example 1, and measured lithium ion conductivity. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
Li3BO3粉末を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、固体電解質ペレットを作製し、リチウムイオン伝導度を測定した。この結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A solid electrolyte pellet was prepared and lithium ion conductivity was measured in the same manner as in Example 1 except that no Li 3 BO 3 powder was added. The results are shown in Table 1.

(比較例2〜5)
Li3BO3粉末の添加量および熱処理温度を表1に記載されるように制御したこと以外は、実施例1と同様にして、固体電解質ペレットを作製し、そのリチウムイオン伝導度を測定した。この結果を表1に示す。
(Comparative Examples 2 to 5)
A solid electrolyte pellet was prepared and its lithium ion conductivity was measured in the same manner as in Example 1 except that the addition amount of Li 3 BO 3 powder and the heat treatment temperature were controlled as described in Table 1. The results are shown in Table 1.

(比較例6)
Li3BO3粉末の代わりに、平均粒径が1μmのLi3PO4粉末を添加したこと、Li3BO3粉末の添加量を3.4質量部としたこと、すなわち、Li7La3Zr212粉末に対するLi3PO4粉末の体積比を、実施例2におけるLi7La3Zr212粉末に対するLi3BO3粉末の体積比と同じにしたこと以外は、実施例1と同様にして、固体電解質ペレットを作製し、リチウムイオン伝導度を測定した。この結果を表1に示す。
(Comparative Example 6)
Instead of Li 3 BO 3 powder, Li 3 PO 4 powder having an average particle diameter of 1 μm was added, and the amount of Li 3 BO 3 powder added was 3.4 parts by mass, that is, Li 7 La 3 Zr. the volume ratio of Li 3 PO 4 powder to 2 O 12 powder, except that the same as Li 3 BO 3 powder volume ratio of for Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder in example 2 same as example 1 Then, a solid electrolyte pellet was prepared, and lithium ion conductivity was measured. The results are shown in Table 1.

なお、本比較例で使用したLi3PO4粉末の吸熱ピークを、示差熱分析計を用いて測定し、その融点を求めたところ、837℃であることが確認された。また、Li3PO4粉末のイオン伝導度を、交流インピーダンス法により測定したところ、1.0×10-7S/cmであり、Li3BO3のイオン伝導度と同程度であることが確認された。 The endothermic peak of the Li 3 PO 4 powder used in this comparative example was measured using a differential thermal analyzer, and its melting point was determined. As a result, it was confirmed to be 837 ° C. Moreover, when the ionic conductivity of the Li 3 PO 4 powder was measured by the alternating current impedance method, it was 1.0 × 10 −7 S / cm, and it was confirmed that the ionic conductivity was the same as that of Li 3 BO 3. It was done.

Figure 2015204215
Figure 2015204215

(評価)
表1より、本発明の技術的範囲に属する実施例1〜5では、イオン伝導度が2.0×10-7S/cm以上であり、かつ、そのばらつきが小さいことが確認される。
(Evaluation)
From Table 1, it is confirmed that in Examples 1 to 5 belonging to the technical scope of the present invention, the ion conductivity is 2.0 × 10 −7 S / cm or more and the variation is small.

これに対して、比較例1〜3は、Li3BO3の含有量が、本発明に規定する範囲から外れる例である。Li3BO3を含有しない比較例1では、イオン伝導度が低い値を示している。これは、Li7La3Zr212粒子間の空隙に起因するものと考えられる。一方、Li3BO3の含有量が20質量部を超える比較例2および3では、固体電解質中におけるLi7La3Zr212の割合が低いため、イオン伝導度を向上させることができなかった。 In contrast, Comparative Examples 1 to 3 are examples in which the content of Li 3 BO 3 deviates from the range defined in the present invention. In Comparative Example 1 containing no Li 3 BO 3, it shows a low ionic conductivity values. This is considered to be caused by voids between the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles. On the other hand, in Comparative Examples 2 and 3 in which the content of Li 3 BO 3 exceeds 20 parts by mass, the ionic conductivity cannot be improved because the ratio of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 in the solid electrolyte is low. It was.

また、比較例4および5は、熱処理温度が、本発明に規定する範囲から外れる例である。熱処理温度が600℃未満の比較例4では、熱処理時にLi3BO3を十分に軟化ないしは溶融させることができなかったため、空隙率が高く、イオン伝導度を向上させることができなかった。一方、熱処理温度が900℃を超える比較例5では、Liの揮発や異相の発生により、イオン伝導度を向上させることができなかった。 Comparative Examples 4 and 5 are examples in which the heat treatment temperature deviates from the range defined in the present invention. In Comparative Example 4 where the heat treatment temperature was less than 600 ° C., Li 3 BO 3 could not be sufficiently softened or melted during the heat treatment, so the porosity was high and the ionic conductivity could not be improved. On the other hand, in Comparative Example 5 in which the heat treatment temperature exceeds 900 ° C., the ionic conductivity could not be improved due to the volatilization of Li or the generation of a different phase.

さらに、比較例6は、Li3BO3に代えて、Li3PO4を使用した例である。この比較例では、Li3PO4の融点が高いことに起因して、700℃程度の熱処理では十分に軟化ないしは溶融させることができなかった。このため、Li7La3Zr212粒子間の空隙を十分に埋めることができず、イオン伝導度を向上させることができなかった。 Further, Comparative Example 6 is an example in which Li 3 PO 4 is used in place of Li 3 BO 3 . In this comparative example, due to the high melting point of Li 3 PO 4 , the heat treatment at about 700 ° C. could not be sufficiently softened or melted. Therefore, it is impossible to fill the voids between Li 7 La 3 Zr 2 O 12 particles sufficiently, it was not possible to improve the ionic conductivity.

Claims (7)

リチウムイオン電導性を有するガーネット型化合物であるLi7La3Zr212と、Li3BO3とを含む、リチウムイオン伝導性電解質であって、
前記Li7La3Zr212の含有量を100質量部とした場合に、前記Li3BO3を1質量部〜20質量部含有し、
前記Li7La3Zr212からなる粒子間の空隙に、前記Li3BO3が配置されており、かつ、該Li7La3Zr212からなる粒子と該Li3BO3とが面接触している、リチウムイオン伝導性固体電解質。
A lithium ion conductive electrolyte comprising Li 7 La 3 Zr 2 O 12 , which is a garnet-type compound having lithium ion conductivity, and Li 3 BO 3 ,
When the content of the Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is 100 parts by mass, the Li 3 BO 3 is contained in an amount of 1 to 20 parts by mass,
The Li 3 BO 3 is disposed in the gap between the particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12, and the particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 and the Li 3 BO 3 are Lithium ion conductive solid electrolyte in surface contact.
前記Li7La3Zr212からなる粒子の平均粒径が0.05μm〜10μmである、請求項1に記載のリチウムイオン伝導性固体電解質。 2. The lithium ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein an average particle diameter of the particles made of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 is 0.05 μm to 10 μm. インピーダンス法により測定される、イオン伝導度が2.0×10-7S/cm以上である、請求項1または2に記載のリチウムイオン伝導性固体電解質。 3. The lithium ion conductive solid electrolyte according to claim 1, wherein the ion conductivity is 2.0 × 10 −7 S / cm or more as measured by an impedance method. Li7La3Zr212粉末100質量部に対して、Li3BO3粉末を1質量部〜20質量部混合し、原料混合物を得る混合工程と、
前記原料混合物を加圧成形し、成形体を得る成形工程と、
前記成形体を、大気中、600℃〜900℃の温度で熱処理する熱処理工程と
を備える、請求項1〜5のいずれかに記載のリチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法。
A mixing step of mixing 1 to 20 parts by mass of Li 3 BO 3 powder with respect to 100 parts by mass of Li 7 La 3 Zr 2 O 12 powder to obtain a raw material mixture;
A molding step of pressure-molding the raw material mixture to obtain a molded body; and
The manufacturing method of the lithium ion conductive solid electrolyte in any one of Claims 1-5 provided with the heat processing process which heat-processes the said molded object at the temperature of 600 to 900 degreeC in air | atmosphere.
前記Li7La3Zr212粉末の平均粒径が0.05μm〜10μmである、請求項4に記載のリチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法。 The Li 7 La mean grain size of 3 Zr 2 O 12 powder is 0.05 m to 10 m, the manufacturing method of the lithium ion conductive solid electrolyte according to claim 4. 前記Li3BO3粉末の平均粒径が0.05μm〜10μmである、請求項4または5に記載のリチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法。 The method for producing a lithium ion conductive solid electrolyte according to claim 4 or 5, wherein the Li 3 BO 3 powder has an average particle size of 0.05 µm to 10 µm. 正極と、負極と、固体電解質とを備え、前記固体電解質として、請求項1〜3のいずれかに記載のリチウムイオン伝導性固体電解質が用いられている、全固体電池。
An all-solid battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte, wherein the lithium ion conductive solid electrolyte according to claim 1 is used as the solid electrolyte.
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Cited By (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016100218A (en) * 2014-11-21 2016-05-30 株式会社豊田中央研究所 Complex, battery, method for manufacturing complex, and method for manufacturing ion-conducting solid
CN106941190A (en) * 2017-04-14 2017-07-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 The preparation method of garnet-type solid electrolyte material
JP2018088344A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 セイコーエプソン株式会社 Complex and method of manufacturing complex, battery and method of manufacturing battery, electronic equipment
JP2018156908A (en) * 2017-03-21 2018-10-04 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing sintered electrode body
JP2018170072A (en) * 2017-03-29 2018-11-01 マクセルホールディングス株式会社 Composite solid electrolyte, method for manufacturing the same, and all-solid battery
JP2019500739A (en) * 2015-12-21 2019-01-10 ジョンソン・アイピー・ホールディング・エルエルシー Solid battery, separator, electrode and manufacturing method
WO2019044901A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 株式会社村田製作所 Solid electrolyte and all-solid battery
WO2019044903A1 (en) * 2017-08-31 2019-03-07 株式会社村田製作所 Solid electrolyte material, solid electrolyte layer, and all-solid-state battery
JPWO2019212026A1 (en) * 2018-05-01 2020-05-28 日本特殊陶業株式会社 Ion-conductive powder, ion-conductive compact, and power storage device
WO2021100659A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-27 日本碍子株式会社 Composite electrode and battery using same
JP2021150140A (en) * 2020-03-18 2021-09-27 Jx金属株式会社 Method for manufacturing garnet type solid electrolyte sintered compact for all-solid lithium ion battery, and method for manufacturing all-solid lithium ion battery
US11322776B2 (en) 2017-08-30 2022-05-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Co-fired all-solid-state battery
WO2022181653A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 キヤノン株式会社 Solid electrolyte, active material layer, electrolyte layer and secondary battery
USRE49205E1 (en) 2016-01-22 2022-09-06 Johnson Ip Holding, Llc Johnson lithium oxygen electrochemical engine
CN115275331A (en) * 2022-08-16 2022-11-01 中国科学技术大学 Halide all-solid-state battery material and preparation method and application thereof
WO2023188470A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 Tdk株式会社 All-solid-state secondary battery

Cited By (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016100218A (en) * 2014-11-21 2016-05-30 株式会社豊田中央研究所 Complex, battery, method for manufacturing complex, and method for manufacturing ion-conducting solid
US10566611B2 (en) 2015-12-21 2020-02-18 Johnson Ip Holding, Llc Solid-state batteries, separators, electrodes, and methods of fabrication
US11417873B2 (en) 2015-12-21 2022-08-16 Johnson Ip Holding, Llc Solid-state batteries, separators, electrodes, and methods of fabrication
JP2019500739A (en) * 2015-12-21 2019-01-10 ジョンソン・アイピー・ホールディング・エルエルシー Solid battery, separator, electrode and manufacturing method
USRE49205E1 (en) 2016-01-22 2022-09-06 Johnson Ip Holding, Llc Johnson lithium oxygen electrochemical engine
JP2018088344A (en) * 2016-11-29 2018-06-07 セイコーエプソン株式会社 Complex and method of manufacturing complex, battery and method of manufacturing battery, electronic equipment
JP7000675B2 (en) 2016-11-29 2022-01-19 セイコーエプソン株式会社 Complex manufacturing methods, batteries and battery manufacturing methods, electronic devices
JP2018156908A (en) * 2017-03-21 2018-10-04 トヨタ自動車株式会社 Method for manufacturing sintered electrode body
JP7008420B2 (en) 2017-03-29 2022-01-25 マクセル株式会社 Composite solid electrolyte, its manufacturing method, and all-solid-state battery
JP2018170072A (en) * 2017-03-29 2018-11-01 マクセルホールディングス株式会社 Composite solid electrolyte, method for manufacturing the same, and all-solid battery
CN106941190A (en) * 2017-04-14 2017-07-11 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 The preparation method of garnet-type solid electrolyte material
JPWO2019044901A1 (en) * 2017-08-30 2020-01-23 株式会社村田製作所 Solid electrolyte and all-solid battery
CN111033859A (en) * 2017-08-30 2020-04-17 株式会社村田制作所 Solid electrolyte and all-solid-state battery
US11955596B2 (en) 2017-08-30 2024-04-09 Murata Manufacturing Co., Ltd. Solid electrolyte and all solid state battery
WO2019044901A1 (en) * 2017-08-30 2019-03-07 株式会社村田製作所 Solid electrolyte and all-solid battery
CN111033859B (en) * 2017-08-30 2023-07-18 株式会社村田制作所 Solid electrolyte and all-solid battery
US11322776B2 (en) 2017-08-30 2022-05-03 Murata Manufacturing Co., Ltd. Co-fired all-solid-state battery
WO2019044903A1 (en) * 2017-08-31 2019-03-07 株式会社村田製作所 Solid electrolyte material, solid electrolyte layer, and all-solid-state battery
US11942596B2 (en) 2017-08-31 2024-03-26 Murata Manufacturing Co., Ltd. Solid electrolyte material, solid electrolyte layer, and all solid state battery
JPWO2019212026A1 (en) * 2018-05-01 2020-05-28 日本特殊陶業株式会社 Ion-conductive powder, ion-conductive compact, and power storage device
WO2021100659A1 (en) * 2019-11-19 2021-05-27 日本碍子株式会社 Composite electrode and battery using same
JP7365947B2 (en) 2020-03-18 2023-10-20 Jx金属株式会社 Method for manufacturing garnet-type solid electrolyte sintered body for all-solid-state lithium-ion battery and method for manufacturing all-solid-state lithium-ion battery
JP2021150140A (en) * 2020-03-18 2021-09-27 Jx金属株式会社 Method for manufacturing garnet type solid electrolyte sintered compact for all-solid lithium ion battery, and method for manufacturing all-solid lithium ion battery
WO2022181653A1 (en) * 2021-02-25 2022-09-01 キヤノン株式会社 Solid electrolyte, active material layer, electrolyte layer and secondary battery
WO2023188470A1 (en) * 2022-03-31 2023-10-05 Tdk株式会社 All-solid-state secondary battery
CN115275331A (en) * 2022-08-16 2022-11-01 中国科学技术大学 Halide all-solid-state battery material and preparation method and application thereof

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