JP2019102412A - Method for producing sulfide solid electrolyte material - Google Patents

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Abstract

To provide a method for producing a sulfide solid electrolyte material that can suppress ion conductivity from deteriorating.SOLUTION: The method has the step of preparing a coarse particle material as a sulfide solid electrolyte containing Li elements, P elements, S elements and X elements (X is halogen), and an atomization step for adding, to the coarse particle material, a solution in which the X elements are dissolved in a dispersion medium containing an ether compound, to atomize the coarse particle material.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本開示は、イオン伝導度の低下を抑制することが可能な硫化物固体電解質材料の製造方法に関する。   The present disclosure relates to a method for producing a sulfide solid electrolyte material capable of suppressing a decrease in ion conductivity.

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 devices such as personal computers, video cameras and mobile phones and communication devices in recent years, development of batteries used as the power source is 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 in progress. Among various batteries, lithium batteries are currently attracting attention 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が必要となる。これに対し、電解液を固体電解質層に代えて、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る。このような固体電解質層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。   Since lithium batteries currently on the market use an electrolytic solution containing a flammable organic solvent, a structure for attachment of a safety device for preventing temperature rise at the time of short circuit and short circuit prevention is required. On the other hand, since the lithium battery in which the battery is totally solidified by replacing the electrolyte solution with the solid electrolyte layer does not use a flammable organic solvent in the battery, the safety device can be simplified. A sulfide solid electrolyte material is known as a solid electrolyte material used for such a solid electrolyte layer.

例えばボールミリングを用いた硫化物固体電解質材料の合成として、原料を極性溶媒に分散させる湿式法がある。また、硫化物固体電解質材料を用いて電極を作製する際には、活物質と硫化物固体電解質材料との接触界面を形成するといった観点から、硫化物固体電解質材料を微粒化する必要がある。例えば、特許文献1には、硫化物固体電解質である粗粒材料に分散媒としてエーテル化合物を添加し、粗粒材料を粉砕処理により微粒化する技術が開示されている。   For example, as a synthesis of a sulfide solid electrolyte material using ball milling, there is a wet method in which a raw material is dispersed in a polar solvent. Moreover, when producing an electrode using sulfide solid electrolyte material, it is necessary to atomize sulfide solid electrolyte material from a viewpoint of forming the contact interface of an active material and sulfide solid electrolyte material. For example, Patent Document 1 discloses a technology in which an ether compound is added as a dispersion medium to a coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte, and the coarse-grained material is pulverized into fine particles.

特開2013−020894号公報JP, 2013-020894, A

硫化物固体電解質がX元素(Xはハロゲンである)を含有する場合、その硫化物固体電解質にエーテル化合物を添加して微粒化すると、イオン伝導度が低下してしまうという問題がある。本開示は、上記実情に鑑みてなされたものであり、イオン伝導度の低下を抑制することが可能な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。   When the sulfide solid electrolyte contains an X element (X is a halogen), there is a problem that when the ether compound is added to the sulfide solid electrolyte and atomized, the ion conductivity is lowered. This indication is made in view of the said situation, and makes it a main purpose to provide the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material which can control a fall of ion conductivity.

上記課題を達成するために、本開示においては、Li元素、P元素、S元素およびX元素(Xはハロゲンである)を含む硫化物固体電解質である粗粒材料を準備する工程と、上記粗粒材料に、エーテル化合物を含有する分散媒に上記X元素が溶解した溶液を添加し、上記粗粒材料を微粒化する微粒化工程と、を有する硫化物固体電解質材料の製造方法を提供する。   In order to achieve the above-mentioned subject, in the present disclosure, a step of preparing a coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte containing Li element, P element, S element and X element (X is a halogen); A method of producing a sulfide solid electrolyte material, comprising: adding a solution in which the element X is dissolved in a dispersion medium containing an ether compound to a particle material, and atomizing the coarse particle material.

本開示によれば、硫化物固体電解質である粗粒材料を微粒化する微粒化工程において、粗粒材料に添加する分散媒がエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解していることにより、硫化物固体電解質材料のイオン伝導度の低下を抑制することができる。   According to the present disclosure, in the atomization step of atomizing the coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte, the dispersion medium added to the coarse-grained material contains an ether compound, and the X element is dissolved in the dispersion medium Thus, the decrease in the ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material can be suppressed.

本開示においては、イオン伝導度の低下を抑制することが可能な硫化物固体電解質材料の製造方法を提供することができるという効果を奏する。   The present disclosure has the effect of being able to provide a method for producing a sulfide solid electrolyte material capable of suppressing a decrease in ion conductivity.

本開示の硫化物固体電解質材料の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of this indication. 実施例における硫化物固体電解質材料の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material in an Example. 実施例、比較例1、2における硫化物固体電解質材料に対するXRD測定の結果である。It is the result of the XRD measurement with respect to the sulfide solid electrolyte material in an Example and Comparative Examples 1 and 2.

以下、本開示の硫化物固体電解質材料の製造方法について、詳細に説明する。   Hereinafter, the method for producing the sulfide solid electrolyte material of the present disclosure will be described in detail.

本開示の硫化物固体電解質材料の製造方法は、Li元素、P元素、S元素およびX元素(Xはハロゲンである)を含む硫化物固体電解質である粗粒材料を準備する工程と、上記粗粒材料に、エーテル化合物を含有する分散媒に上記X元素が溶解した溶液を添加し、上記粗粒材料を微粒化する微粒化工程と、を有する。   The method of producing a sulfide solid electrolyte material according to the present disclosure comprises the steps of preparing a coarse particle material which is a sulfide solid electrolyte containing Li element, P element, S element and X element (X is a halogen); The particulate material is added with a solution in which the element X is dissolved in a dispersion medium containing an ether compound, and an atomizing step of atomizing the coarse particle material.

図1は、本開示の硫化物固体電解質材料の製造方法の一例を示すフローチャートである。図1に示すように本開示の硫化物固体電解質材料の製造方法では、まず、Li元素、P元素、S元素およびX元素(Xはハロゲンである)を含む硫化物固体電解質である粗粒材料を準備する(準備工程)。次に、準備した粗粒材料に分散媒を添加し、粗粒材料を微粒化する(微粒化工程)。本開示においては、分散媒はエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解している。これにより、微粒化された硫化物固体電解質材料を得ることができる。   FIG. 1 is a flow chart showing an example of a method for producing a sulfide solid electrolyte material of the present disclosure. As shown in FIG. 1, in the method for producing a sulfide solid electrolyte material according to the present disclosure, first, a coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte containing Li element, P element, S element and X element (X is a halogen) Prepare (preparation process). Next, a dispersion medium is added to the prepared coarse-grained material, and the coarse-grained material is micronized (atomization step). In the present disclosure, the dispersion medium contains an ether compound, and the X element is dissolved in the dispersion medium. This makes it possible to obtain a finely divided sulfide solid electrolyte material.

本開示によれば、硫化物固体電解質である粗粒材料を微粒化する微粒化工程において、粗粒材料に添加する分散媒がエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解していることにより、硫化物固体電解質材料のイオン伝導度の低下を抑制することができる。
上述したように、硫化物固体電解質がX元素(Xはハロゲンである)を含有する場合、硫化物固体電解質である粗粒材料にエーテル化合物を添加して粗粒材料を微粒化すると、イオン伝導度が低下してしまうという問題がある。その理由は、以下の通りであると推測される。すなわち、X元素を含有する硫化物固体電解質である粗粒材料に、分散媒としてエーテル化合物を添加すると、微粒化工程において粗粒材料からXイオンがエーテル化合物に溶出してしまう。そうすると、微粒化工程により、硫化物固体電解質からX元素が失われ、仕込み時の組成からずれてしまうことで、硫化物固体電解質材料のイオン伝導度が低下すると推測される。具体的には、硫化物固体電解質からX元素が失われた量に相当する分だけ、硫化物固体電解質材料のイオン伝導度が低下すると推測される。
According to the present disclosure, in the atomization step of atomizing the coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte, the dispersion medium added to the coarse-grained material contains an ether compound, and the X element is dissolved in the dispersion medium Thus, the decrease in the ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material can be suppressed.
As described above, when the sulfide solid electrolyte contains the element X (X is a halogen), when the ether compound is added to the coarse-grained material which is the sulfide solid electrolyte and the coarse-grained material is finely divided, ion conduction is caused. There is a problem that the degree falls. The reason is presumed to be as follows. That is, the coarse material is sulfide solid electrolyte containing X element, the addition of ether compound as the dispersion medium, X from coarse material in the atomization step - ions will be eluted ether compound. Then, the element X is lost from the sulfide solid electrolyte in the atomization step, and it is estimated that the ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material is lowered by shifting from the composition at the time of preparation. Specifically, it is estimated that the ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material is reduced by an amount corresponding to the amount of loss of the element X from the sulfide solid electrolyte.

これに対し、本開示の発明者等は、微粒化工程において硫化物固体電解質である粗粒材料に添加する分散媒がエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解していることにより、粗粒材料からエーテル化合物へのXイオンの溶出を抑制することができることを知見した。その理由は、以下の通りであると推測される。すなわち、X元素(Xはハロゲンである)を含有する硫化物固体電解質をエーテル化合物に分散させると、LiX⇔Li+Xの溶解平衡が右側に傾き、硫化物固体電解質からLiイオンおよびXイオンがエーテル化合物に溶出してしまう。一方、分散媒に対し予めX元素を溶解させると、硫化物固体電解質を分散媒に分散させたときに、LiX⇔Li+Xの溶解平衡が右側に傾きにくくなるため、結果として硫化物固体電解質からエーテル化合物へのXイオンの溶出を抑制することができると推測される。 On the other hand, the inventors of the present disclosure have found that the dispersion medium added to the coarse-grained material, which is a sulfide solid electrolyte in the atomization step, contains an ether compound, and the X element is dissolved in the dispersion medium. It has been found that the elution of X - ions from coarse-grained materials to ether compounds can be suppressed. The reason is presumed to be as follows. That is, when a sulfide solid electrolyte containing an X element (X is a halogen) is dispersed in an ether compound, the dissolution equilibrium of LiX⇔Li + + X is inclined to the right, and Li + ion and X from the sulfide solid electrolyte -The ions are eluted into the ether compound. On the other hand, if the element X is dissolved in advance in the dispersion medium, when the sulfide solid electrolyte is dispersed in the dispersion medium, the dissolution equilibrium of LiX⇔Li + + X becomes difficult to tilt to the right, resulting in the sulfide solid It is speculated that the elution of X - ions from the electrolyte to the ether compound can be suppressed.

以下、本開示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。   Hereinafter, the method for producing the sulfide solid electrolyte material of the present disclosure will be described step by step.

1.準備工程
準備工程は、Li元素、P元素、S元素およびX元素(Xはハロゲンである)を含む硫化物固体電解質である粗粒材料を準備する工程である。
1. Preparation Step The preparation step is a step of preparing a coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte containing Li element, P element, S element and X element (X is a halogen).

粗粒材料は、Li元素、P元素、S元素およびX元素(Xはハロゲンである)を含む。X元素としては、例えば、Cl元素、Br元素およびI元素が挙げられる。X元素は、1種類であってもよく、2種類以上であってもよい。さらに、粗粒材料は、Ge元素、Si元素、Sn元素の少なくとも一種を含有していてもよい。また、粗粒材料は、O元素を含有していてもよい。また、粗粒材料は、アニオン構造として、PS 3−を有することが好ましい。粗粒材料は、PS 3−に加えて、アニオン構造として、GeS 4−、SiS 4−、SnS 4−の少なくとも一種を有していてもよい。 The coarse-grained material contains a Li element, a P element, an S element and an X element (X is a halogen). Examples of the X element include Cl element, Br element and I element. The X element may be of one type, or of two or more types. Furthermore, the coarse-grained material may contain at least one of Ge element, Si element and Sn element. In addition, the coarse-grained material may contain an O element. The coarse-grained material preferably has PS 4 3- as an anion structure. The coarse-grained material may have, in addition to PS 4 3- , at least one of GeS 4 4- , SiS 4 4- and SnS 4 4- as an anion structure.

粗粒材料は、Li元素、P元素およびS元素を含有するイオン伝導体を含有していてもよい。イオン伝導体は、PS 3−をアニオン構造の主体として含有することが好ましい。「PS 3−をアニオン構造の主体とする」とは、PS 3−の割合が、イオン伝導体における全アニオン構造の中で最も多いことをいう。全アニオン構造におけるPS 3−の割合は、例えば60mol%以上であり、70mol%以上であってもよく、80mol%以上であってもよく、90mol%以上であってもよい。PS 3−の割合は、例えば、ラマン分光法、NMR、XPSにより決定することができる。また、イオン伝導体のS元素の一部は、O元素に置換されていてもよい。 The coarse-grained material may contain an ion conductor containing Li, P and S elements. The ion conductor preferably contains PS 4 3- as a main component of the anion structure. The phrase "having PS 4 3- as the main component of the anion structure" means that the proportion of PS 4 3- is the largest among all the anion structures in the ion conductor. The proportion of PS 4 3- in the total anion structure is, for example, 60 mol% or more, and may be 70 mol% or more, 80 mol% or more, or 90 mol% or more. The proportion of PS 4 3- can be determined by, for example, Raman spectroscopy, NMR, or XPS. In addition, a part of the S element of the ion conductor may be replaced by the O element.

粗粒材料が、上記イオン伝導体を含有する場合、通常、さらにLiXを含有する。LiXとしては、例えば、LiCl、LiBrおよびLiIが挙げられる。また、LiXの少なくとも一部は、LiXとしてイオン伝導体の構造中に取り込まれた状態で存在することが好ましい。粗粒材料におけるLiXの割合は、例えば1mol%以上であり、10mol%以上であってもよい。一方、上記LiXの割合は、例えば50mol%以下であり、35mol%以下であってもよい。   When the coarse-grained material contains the above ion conductor, it usually further contains LiX. Examples of LiX include LiCl, LiBr and LiI. In addition, at least a part of LiX is preferably present in the form of being incorporated into the structure of the ion conductor as LiX. The proportion of LiX in the coarse-grained material is, for example, 1 mol% or more, and may be 10 mol% or more. On the other hand, the ratio of LiX is, for example, 50 mol% or less, and may be 35 mol% or less.

粗粒材料は、非晶質であってもよく、結晶質であってもよい。前者の一例としては、硫化物ガラスが挙げられ、後者の一例としては、結晶化硫化物ガラス(ガラスセラミックス)が挙げられる。   The coarse-grained material may be amorphous or crystalline. An example of the former is a sulfide glass, and an example of the latter is a crystallized sulfide glass (glass ceramic).

粗粒材料の形状としては、例えば粒子状を挙げることができる。粗粒材料の平均粒径(D50)は、例えば5μm以上であり、10μm以上であってもよい。一方、粗粒材料の平均粒径(D50)は、例えば200μm以下であり、100μm以下であってもよい。なお、粗粒材料の平均粒径は、例えば、粒度分布計により決定することができる。また、粗粒材料は、イオン伝導性が高いことが好ましく、常温におけるイオン伝導性は、例えば1×10−4S/cm以上であり、1×10−3S/cm以上であってもよい。 Examples of the shape of the coarse-grained material include particulates. The average particle size (D 50 ) of the coarse-grained material is, for example, 5 μm or more, and may be 10 μm or more. On the other hand, the mean particle size (D 50 ) of the coarse-grained material is, for example, 200 μm or less, and may be 100 μm or less. In addition, the average particle diameter of coarse particle material can be determined by a particle size distribution analyzer, for example. The coarse-grained material preferably has high ion conductivity, and the ion conductivity at normal temperature is, for example, 1 × 10 −4 S / cm or more, and may be 1 × 10 −3 S / cm or more. .

2.微粒化工程
微粒化工程は、粗粒材料に、エーテル化合物を含有する分散媒にX元素が溶解した溶液を添加し、上記粗粒材料を微粒化する工程である。すなわち、微粒化工程においては、分散媒に対してX元素を溶解させ、当該X元素が溶解した溶液を粗粒材料に添加する。
2. Atomization Step The atomization step is a step of adding a solution in which the element X is dissolved in a dispersion medium containing an ether compound to the coarse particle material, to atomize the coarse particle material. That is, in the atomization step, the element X is dissolved in the dispersion medium, and a solution in which the element X is dissolved is added to the coarse particle material.

微粒化工程で用いられる溶液にはX元素(Xはハロゲンである)が溶解している。X元素については、上述した「1.準備工程」の項に記載したX元素と同様とすることができるため、ここでの記載は省略する。また、上記溶液に溶解されるX元素は、通常、粗粒材料に含まれるX元素と同一の元素である。なお、粗粒材料が、2種類以上のX元素を含む場合、その少なくとも一つのX元素と、上記溶液に溶解されるX元素とが同一であればよい。分散媒にLiXが溶解している場合、分散媒に溶解したLiXの濃度は、本開示の効果が得られる程度の濃度であればよく、中でも飽和濃度であることが好ましい。分散媒に溶解したLiXの濃度は、例えば1.5mol/L以上であり、3.0mol/L以上であることが好ましく、5.0mol/L以上であることが好ましい。   In the solution used in the atomization step, the X element (X is a halogen) is dissolved. The element X can be the same as the element X described in the section “1. Preparation process” described above, and thus the description thereof is omitted here. Further, the element X dissolved in the solution is usually the same element as the element X contained in the coarse-grained material. When the coarse-grained material contains two or more types of X elements, at least one of the X elements and the X element to be dissolved in the solution may be the same. When LiX is dissolved in the dispersion medium, the concentration of LiX dissolved in the dispersion medium may be any concentration that can achieve the effects of the present disclosure, and in particular, the saturation concentration is preferable. The concentration of LiX dissolved in the dispersion medium is, for example, 1.5 mol / L or more, preferably 3.0 mol / L or more, and more preferably 5.0 mol / L or more.

分散媒はエーテル化合物を含有する。エーテル化合物を含有することにより、メディアへの粗粒材料の付着および造粒を抑制することができる。その結果、微粒化した硫化物固体電解質材料を高い回収率で得ることができる。硫化物固体電解質材料の回収率としては、例えば90%以上であり、95%以上であることが好ましい。なお、上記回収率は、(微粒化した硫化物固体電解質材料の回収量)/(粗粒材料の投入量)により算出することができる。   The dispersion medium contains an ether compound. By containing the ether compound, adhesion and granulation of the coarse-grained material to the media can be suppressed. As a result, the atomized sulfide solid electrolyte material can be obtained at a high recovery rate. The recovery rate of the sulfide solid electrolyte material is, for example, 90% or more, and preferably 95% or more. The recovery rate can be calculated by (recovery amount of the finely divided sulfide solid electrolyte material) / (addition amount of coarse particle material).

分散媒が含有するエーテル化合物は、粗粒材料を分散する分散媒として機能する。すなわち、エーテル化合物は極性非プロトン性溶媒である。分散媒が含有するエーテル化合物は、1種のみであってもよく、2種以上を混合した混合物であってもよい。   The ether compound contained in the dispersion medium functions as a dispersion medium for dispersing the coarse-grained material. Thus, ether compounds are polar aprotic solvents. The ether compound contained in the dispersion medium may be only one type or a mixture of two or more types.

ここで、エーテル化合物は、エーテル基(C−O−C)を有する化合物である。エーテル化合物は、例えば酸素元素に結合した2つの炭化水素基を有する化合物であることが好ましい。粗粒材料との反応性が低いからである。炭化水素基の炭素数は、それぞれ10以下であることが好ましい。炭素数が大きすぎると、乾燥によるエーテル化合物の除去が困難になる可能性があるからである。   Here, the ether compound is a compound having an ether group (C-O-C). The ether compound is preferably, for example, a compound having two hydrocarbon groups bonded to an oxygen element. It is because the reactivity with coarse-grained material is low. The carbon number of the hydrocarbon group is preferably 10 or less. If the carbon number is too large, removal of the ether compound by drying may be difficult.

炭化水素基は、鎖状であってもよく、環状であってもよい。また、炭化水素基は、飽和炭化水素基または芳香族炭化水素基であることが好ましい。このような炭化水素基としては、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基等のアルキル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基、フェニル基、ベンジル基等の芳香族炭化水素基等を挙げることができる。エーテル化合物の具体例としては、ジメチルエーテル、メチルエチルエーテル、ジプロピルエーテル、ジブチルエーテル、シクロペンチルメチルエーテル、アニソール等を挙げることができる。また、エーテル化合物の分子量は、例えば46以上であり、74以上であってもよい。一方、エーテル化合物の分子量は、例えば278以下であり、186以下であってもよい。   The hydrocarbon group may be linear or cyclic. The hydrocarbon group is preferably a saturated hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group. As such a hydrocarbon group, for example, alkyl group such as methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group and butyl group, cycloalkyl group such as cyclopentyl group and cyclohexyl group, and aromatic carbonization such as phenyl group and benzyl group A hydrogen group etc. can be mentioned. Specific examples of the ether compound include dimethyl ether, methyl ethyl ether, dipropyl ether, dibutyl ether, cyclopentyl methyl ether, anisole and the like. The molecular weight of the ether compound is, for example, 46 or more, and may be 74 or more. On the other hand, the molecular weight of the ether compound is, for example, 278 or less and may be 186 or less.

分散媒は、エーテル化合物以外の溶媒を含有していてもよい。分散媒がエーテル化合物以外の溶媒を含有する場合、すなわち、分散媒が混合溶媒である場合、分散媒中のエーテル化合物とそれ以外の溶媒との混合比は、粗粒材料の種類に応じて適宜調整することができる。中でも、分散媒が後述するHSP値を満たすように混合比を調整することが好ましい。分散媒中のエーテル化合物とそれ以外の溶媒との具体的な混合比は、例えば95:5〜5:95(体積比)である。   The dispersion medium may contain a solvent other than the ether compound. When the dispersion medium contains a solvent other than an ether compound, that is, when the dispersion medium is a mixed solvent, the mixing ratio of the ether compound in the dispersion medium to the solvent other than that is appropriately determined according to the type of coarse particle material. It can be adjusted. Above all, it is preferable to adjust the mixing ratio so that the dispersion medium satisfies the HSP value described later. The specific mixing ratio of the ether compound to the other solvent in the dispersion medium is, for example, 95: 5 to 5:95 (volume ratio).

エーテル化合物以外の溶媒としては、例えば炭化水素系溶媒が挙げられる。炭化水素系溶媒は、炭素原子と水素原子からなる溶媒である。炭化水素系溶媒としては、例えば飽和炭化水素、不飽和炭化水素、芳香族炭化水素等が挙げられる。飽和炭化水素溶媒としては、例えばヘキサン、ペンタン、2−エチルヘキサン、ヘプタン、オクタン、デカン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等が挙げられる。不飽和炭化水素しては、例えばヘキセン、ヘプテン、シクロヘキセン等が挙げられる。芳香族炭化水素としては、例えばトルエン、キシレン、エチルベンゼン、デカリン、1,2,3,4−テトラヒドロナフタレン等が挙げられる。分散媒に含有される炭化水素系溶媒は、1種のみであってもよく、2種以上を混合した混合物であってもよい。   Examples of solvents other than ether compounds include hydrocarbon solvents. The hydrocarbon-based solvent is a solvent comprising carbon atoms and hydrogen atoms. Examples of hydrocarbon solvents include saturated hydrocarbons, unsaturated hydrocarbons, aromatic hydrocarbons and the like. Examples of saturated hydrocarbon solvents include hexane, pentane, 2-ethylhexane, heptane, octane, decane, cyclohexane, methylcyclohexane and the like. Examples of unsaturated hydrocarbons include hexene, heptene, cyclohexene and the like. Examples of the aromatic hydrocarbon include toluene, xylene, ethylbenzene, decalin, 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene and the like. The hydrocarbon-based solvent contained in the dispersion medium may be only one type, or may be a mixture of two or more types.

分散媒は、粗粒材料の分散性が高い溶媒であることが好ましい。本開示においては、パラメータであるハンセン溶解度パラメータ(以下、「HSP」と記載する)に着目した。ここでいうHSPは、ヒルデブランドの溶解度パラメータを、ロンドン分散力、双極子間力および水素結合力の3つの凝集エネルギー成分に分割したベクトル量のパラメータを意味する。HSPのロンドン分散力に対応する成分を分散項「δd」と記載し、双極子間力に対応する成分を極性項「δp」と記載し、水素結合力に対応する成分を水素結合項「δh」と記載する。HSPはベクトル量であるため、純粋な物質で全く同一の値を有するものは殆ど存在しないことが知られている。また、一般的に使用される物質のHSPは、データベースが構築されている。このため、当業者であれば、当該データベースを参照することにより、所望の物質のHSP値を入手することができる。データベースにHSP値が登録されていない物質であっても、当業者であればHansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP)のようなコンピュータソフトウェアを用いることにより、その化学構造からHSP値を計算することができる。複数の物質からなる混合物の場合、当該混合物のHSP値は、含有成分である各物質のHSP値に、当該成分の混合物全体に対する体積比を乗じた値の和として算出することができる。HSPについては、例えば、山本博志, S. Abbott, C.M. Hansen, 化学工業, 2010年3月号を参照することができる。分散媒のHSP値は、例えばHSP値:(δd、δp、δh)=(16.0±2.0、3.6±2.0、4.9±2.0)であり、HSP値:(δd、δp、δh)=(16.0±1.0、3.6±1.0、4.9±1.0)であってもよく、HSP値:(δd、δp、δh)=(16.0±0.8、3.6±0.7、4.9±0.6)であってもよい。   The dispersion medium is preferably a solvent having high dispersibility of the coarse-grained material. In the present disclosure, attention is focused on a Hansen solubility parameter (hereinafter referred to as “HSP”) which is a parameter. The term "HSP" as used herein means a parameter of vector quantity obtained by dividing Hildebrand's solubility parameter into three cohesive energy components of London dispersion force, interpolar force and hydrogen bonding force. The component corresponding to the London dispersion force of HSP is described as the dispersion term "δd", the component corresponding to the interpolar force is described as the polar term "δp", and the component corresponding to the hydrogen bonding force is the hydrogen bond term "δh Write ". Since HSP is a vector quantity, it is known that almost no pure substance having exactly the same value exists. In addition, HSPs of commonly used substances have databases constructed. Therefore, those skilled in the art can obtain the HSP value of the desired substance by referring to the database. Those skilled in the art can calculate HSP values from their chemical structures by using computer software such as Hansen Solubility Parameters in Practice (HSPiP), even for substances for which HSP values have not been registered in the database. . In the case of a mixture comprising a plurality of substances, the HSP value of the mixture can be calculated as the sum of the HSP value of each substance which is the component and the volume ratio of the component to the entire mixture. For HSP, reference can be made to, for example, Hiroshi Yamamoto, S. Abbott, C. M. Hansen, Chemical Industry, March 2010 issue. The HSP value of the dispersion medium is, for example, HSP value: (δd, δp, δh) = (16.0 ± 2.0, 3.6 ± 2.0, 4.9 ± 2.0), and the HSP value: (Δd, δp, δh) = (16.0 ± 1.0, 3.6 ± 1.0, 4.9 ± 1.0), HSP value: (δd, δp, δh) = (16.0 ± 0.8, 3.6 ± 0.7, 4.9 ± 0.6).

粗粒材料に添加される上記溶液(LiXが溶解した分散媒)の添加量は、微粒化した硫化物固体電解質材料を得ることができる割合であれば特に限定されるものではない。エーテル化合物の添加量は、粗粒材料に対して、例えば0.01重量%以上であり、0.1重量%であることが好ましく、1重量%以上であることが好ましい。一方、エーテル化合物の添加量は、粗粒材料に対して、例えば100重量%以下であり、50重量%以下であることが好ましい。エーテル化合物の添加量が少なすぎると、粉砕時における粗粒材料の造粒、および、メディアへの粗粒材料の付着を防止することが困難になる可能性がある。一方、エーテル化合物の添加量が多すぎると、エーテル化合物の除去が困難になる可能性がある。   The addition amount of the above-mentioned solution (dispersion medium in which LiX is dissolved) to be added to the coarse-grained material is not particularly limited as long as it is a ratio at which the finely divided sulfide solid electrolyte material can be obtained. The amount of the ether compound added is, for example, 0.01% by weight or more, preferably 0.1% by weight, and preferably 1% by weight or more, based on the coarse-grained material. On the other hand, the addition amount of the ether compound is, for example, 100% by weight or less and preferably 50% by weight or less based on the coarse-grained material. If the amount of the ether compound added is too small, it may be difficult to prevent granulation of the coarse-grained material during grinding and adhesion of the coarse-grained material to the medium. On the other hand, if the addition amount of the ether compound is too large, removal of the ether compound may be difficult.

微粒化工程は、粗粒材料を微粒化できる方法であればよく、特に限定されない。粗粒材料を微粒化する方法としては、例えば、ビーズミル、遊星型ボールミル等のメディア型粉砕、ジェット粉砕、キャビテーション粉砕等を挙げることができる。粉砕条件は、粗粒材料の種類や、目標とする粗粒材料の粒子径に応じて適宜設定することができる。   The atomization step is not particularly limited as long as the method can atomize the coarse-grained material. Examples of the method of atomizing the coarse-grained material include media type grinding such as bead mill and planetary ball mill, jet grinding, cavitation grinding and the like. The grinding conditions can be appropriately set according to the type of coarse-grained material and the particle size of the target coarse-grained material.

微粒化工程では、通常、上記溶液(LiXが溶解した分散媒)を除去するために乾燥を行う。乾燥温度は特に限定されないが、特に、硫化物ガラスが結晶化することによってイオン伝導度が低下する場合には、乾燥温度に留意する必要がある。   In the atomization step, drying is usually performed to remove the solution (dispersion medium in which LiX is dissolved). The drying temperature is not particularly limited, but in particular in the case where the ion conductivity decreases due to crystallization of the sulfide glass, the drying temperature needs to be noted.

3.その他の工程
本開示においては、微粒化工程の後に、微粒化した硫化物固体電解質材料を熱処理する熱処理工程を有していてもよい。熱処理により、例えば微粒化された結晶化硫化物ガラス(ガラスセラミック)を得ることができる。特に、硫化物ガラスが結晶化することによってイオン伝導度が向上する場合には、熱処理工程を行うことが好ましい。熱処理工程における熱処理温度は、結晶化温度以上の温度であることが好ましく、イオン伝導度の高い結晶相が生成するように(不要な結晶相が生成しないように)調整することが好ましい。なお、熱処理工程における熱処理時間についても同様である。
3. Other Steps In the present disclosure, the atomization step may be followed by a heat treatment step of heat-treating the atomized sulfide solid electrolyte material. By heat treatment, for example, crystallized crystallized sulfide glass (glass ceramic) can be obtained. In particular, when the ion conductivity is improved by the crystallization of the sulfide glass, it is preferable to perform a heat treatment step. The heat treatment temperature in the heat treatment step is preferably a temperature equal to or higher than the crystallization temperature, and is preferably adjusted so that a crystal phase having high ion conductivity is generated (an unnecessary crystal phase is not generated). The same applies to the heat treatment time in the heat treatment step.

熱処理工程後の硫化物固体電解質材料は、主にLGPS型結晶相が生成することが好ましい。一方、上記硫化物固体電解質材料は、アルジロダイト型結晶相が不純物相として生成しないことが好ましい。   The sulfide solid electrolyte material after the heat treatment step preferably mainly generates an LGPS type crystal phase. On the other hand, in the above-mentioned sulfide solid electrolyte material, it is preferable that the aldehyde-type crystal phase is not generated as the impurity phase.

4.微粒化した硫化物固体電解質材料
微粒化工程により微粒化した硫化物固体電解質材料の平均粒径(D50)は、粗粒材料よりも小さければよく、例えば0.1μm以上であり、0.5μm以上であってもよい。一方、硫化物固体電解質材料の平均粒径(D50)は、例えば5μm以下であり、4μm以下であってもよい。なお、硫化物固体電解質材料の平均粒径(D50)は、例えば、粒度分布計により決定することができる。
4. Atomized sulfide solid electrolyte material The average particle diameter (D 50 ) of the sulfide solid electrolyte material atomized by the atomizing step may be smaller than that of the coarse particle material, for example, 0.1 μm or more, 0.5 μm It may be more than. On the other hand, the average particle diameter (D 50 ) of the sulfide solid electrolyte material is, for example, 5 μm or less, and may be 4 μm or less. The average particle size (D 50 ) of the sulfide solid electrolyte material can be determined, for example, by a particle size distribution analyzer.

本開示の製造方法により得られる硫化物固体電解質材料は、微粒化工程によるイオン伝導度の低下を抑制することができる。具体的には、粗粒材料のイオン伝導度(25℃)に対する微粒化工程後の硫化物固体電解質材料のイオン伝導度(25℃)が、例えば50%以上であり、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることがさらに好ましく、90%以上であることが特に好ましい。なお、硫化物固体電解質材料のイオン伝導度は、例えば、交流インピーダンス法により決定することができる。   The sulfide solid electrolyte material obtained by the production method of the present disclosure can suppress the decrease in ion conductivity due to the atomization step. Specifically, the ion conductivity (25 ° C.) of the sulfide solid electrolyte material after the atomization step with respect to the ion conductivity (25 ° C.) of the coarse-grained material is, for example, 50% or more and 70% or more Is more preferable, 80% or more is further preferable, and 90% or more is particularly preferable. The ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material can be determined, for example, by an alternating current impedance method.

硫化物固体電解質材料は、CuKα線を用いたX線回折測定において、2θ=20.18°±1.00°、20.44°±1.00°、26.96°±1.00°、29.58°±1.00°にピークを有する結晶相を備えることが好ましい。これらのピーク位置については、±0.50°の範囲内で前後していてもよい。また、この結晶相は、Liイオン伝導性が高い結晶相であり、いわゆるLGPS型結晶相として知られている。この結晶相を、結晶相Aと称する場合がある。結晶相Aは、上記の他に、通常、2θ=17.38°、23.56°、23.96°、24.93°、29.07°、31.71°、32.66°、33.39°にピークを有する。これらのピーク位置についても、±1.00°の範囲内で前後していてもよく、±0.50°の範囲内で前後していてもよい。   The sulfide solid electrolyte material is 2θ = 20.18 ° ± 1.00 °, 20.44 ° ± 1.00 °, 26.96 ° ± 1.00 ° in X-ray diffraction measurement using a CuKα ray. It is preferable to provide a crystalline phase having a peak at 29.58 ° ± 1.00 °. These peak positions may be shifted within ± 0.50 °. Moreover, this crystal phase is a crystal phase having high Li ion conductivity, and is known as a so-called LGPS type crystal phase. This crystalline phase may be referred to as crystalline phase A. In addition to the above, the crystal phase A is usually 2θ = 17.38 °, 23.56 °, 23.96 °, 24.93 °, 29.07 °, 31.71 °, 32.66 °, 33. It has a peak at .39 °. These peak positions may also be shifted within ± 1.00 °, or may be shifted within ± 0.50 °.

硫化物固体電解質材料は、CuKα線を用いたX線回折測定において、2θ=27.33°±0.50°にピークを有する結晶相を備えないことが好ましい。この結晶相は、LGPS型結晶相よりLiイオン伝導性が低い結晶相である。なお、この結晶相を、結晶相Bと称する場合がある。また、結晶相Bは、2θ=27.33°の他に、通常、2θ=17.46°、18.12°、19.99°、22.73°、25.72°、27.33°、29.16°、29.78°にピークを有する。これらのピーク位置についても、±1.00°の範囲内で前後していてもよく、±0.50°の範囲内で前後していてもよい。   The sulfide solid electrolyte material preferably does not have a crystal phase having a peak at 2θ = 27.33 ° ± 0.50 ° in X-ray diffraction measurement using a CuKα ray. This crystal phase is a crystal phase having lower Li ion conductivity than the LGPS type crystal phase. This crystal phase may be referred to as crystal phase B. In addition to 2θ = 27.33 °, crystal phase B is usually 2θ = 17.46 °, 18.12 °, 19.99 °, 22.73 °, 25.72 °, 27.33 °. , At 29.16 ° and 29.78 °. These peak positions may also be shifted within ± 1.00 °, or may be shifted within ± 0.50 °.

結晶相Aの2θ=29.58°付近のピーク強度をIとし、結晶相Bの2θ=27.33°付近のピーク強度をIとした場合、I/Iの値は、例えば、0.50未満であり、0.45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い。特に、I/Iの値は0であることが好ましい。 Assuming that the peak intensity around 2θ = 29.58 ° of the crystal phase A is I A and the peak intensity around 2θ = 27.33 ° of the crystal phase B is I B , the value of I B / I A is, for example, Less than 0.50, preferably less than or equal to 0.45, and more preferably less than or equal to 0.15. In particular, the value of I B / I A is preferably 0.

本開示の製造方法により得られる硫化物固体電解質材料は、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、硫化物固体電解質材料は、全固体電池(特に全固体二次電池)に用いることが好ましい。さらに、硫化物固体電解質材料を全固体電池に用いる場合、正極活物質層に用いてもよく、負極活物質層に用いてもよく、固体電解質層に用いてもよい。   The sulfide solid electrolyte material obtained by the production method of the present disclosure can be used in any application that requires ion conductivity. Among them, the sulfide solid electrolyte material is preferably used for an all solid battery (particularly, an all solid secondary battery). Furthermore, when using a sulfide solid electrolyte material for an all solid battery, it may be used for a positive electrode active material layer, may be used for a negative electrode active material layer, and may be used for a solid electrolyte layer.

本開示においては、上述した製造方法により得られることを特徴とする硫化物固体電解質材料を提供することもできる。さらに、上記硫化物固体電解質材料を、正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層の少なくともいずれかに含有することを特徴とする全固体電池を提供することもできる。   The present disclosure can also provide a sulfide solid electrolyte material characterized by being obtained by the above-described production method. Furthermore, the above-mentioned sulfide solid electrolyte material may be contained in at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer, to provide an all solid battery.

なお、本開示は、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、本開示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開示の技術的範囲に包含される。   The present disclosure is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, which has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present disclosure, and exhibits the same operation and effect as the present invention. It is included in the technical scope of the disclosure.

以下に実施例を示して本開示をさらに具体的に説明する。
なお、原料および混合物、硫化物固体電解質を扱う際には、Arガス雰囲気下で露点−70℃以下に雰囲気調整されたグローブボックス内で作業を行った。
Hereinafter, the present disclosure will be described more specifically by showing examples.
In addition, when handling a raw material, a mixture, and a sulfide solid electrolyte, the operation was performed in a glove box adjusted to a dew point of −70 ° C. or less under an Ar gas atmosphere.

[実施例]
図2に示すフローチャートに従い、微粒化した硫化物固体電解質材料を合成した。以下、図2に示すフローチャートに基づいて、詳細な手順を説明する。
[Example]
A finely divided sulfide solid electrolyte material was synthesized according to the flow chart shown in FIG. The detailed procedure will be described below based on the flowchart shown in FIG.

<粗粒材料の合成>
出発原料として、LiS(三津和化学工業製)、P(Aldrich製)、SiS(三津和化学工業製)、LiCl(三津和化学工業製)を用いた。次に、それぞれの原料をLi3.18Si0.580.483.9Cl0.1の組成比で2gとなるように秤量し、混合した。その混合物をジルコニア製ボール(φ5mm、53g)とともに、ジルコニア製ボールポット容器(容積45ml)に入れ、容器を密閉した。この容器を遊星型ボールミル機(フリッチュ製 PULVERISETTE7)に取り付け、台盤回転数500rpmで、40時間メカニカルミリング処理を行った。これにより、硫化物固体電解質のガラス前駆体(粗粒材料)を得た。
<Synthesis of coarse-grained material>
As starting materials, Li 2 S (manufactured by Mitsutsuwa Chemical Industry Co., Ltd.), P 2 S 5 (manufactured by Aldrich), SiS 2 (manufactured by Mitsutsuka Chemical Industry), LiCl (manufactured by Mitsutsuka Chemical Industry Co., Ltd.) were used. Next, each raw material was weighed and mixed so as to be 2 g in a composition ratio of Li 3.18 Si 0.58 P 0.48 S 3.9 Cl 0.1 . The mixture was placed in a zirconia ball pot container (volume 45 ml) together with a zirconia ball (? 5 mm, 53 g), and the container was sealed. The container was attached to a planetary ball mill (PULVERISETTE 7 manufactured by Fritsch), and mechanical milling was performed for 40 hours at a table rotation speed of 500 rpm. Thereby, a glass precursor (coarse-grained material) of a sulfide solid electrolyte was obtained.

<微粒化工程>
得られた粗粒材料を、ジルコニア製ボール(φ0.3mm、53g)、ヘプタン4g、ジブチルエーテル2g、LiClを溶解させたヘプタン−ジブチルエーテル混合溶液とともに、ジルコニア製ボールポット容器(容積45ml)に入れ、容器を密閉した。LiClを溶解させたヘプタン−ジブチルエーテル混合溶液は、ジルコニア製ボール(φ0.3mm、53g)、ヘプタン4g、ジブチルエーテル2g、LiCl2gを、回転数300rpmで、20時間メカニカルミリング処理を行い、溶液を静置し、上澄み液を分取することで作製した。したがって、得られた上記溶液は、LiCl飽和溶液である。この容器を遊星型ボールミル機に取り付け、台盤回転数300rpmで、20時間メカニカルミリング処理を行い、硫化物固体電解質のガラス前駆体(粗粒材料)を微粒化した。これにより、その後、微粒化した粗粒材料はヘプタンで十分に洗浄し、100℃の環境下で乾燥させた。
Atomization process
The obtained coarse-grained material is put in a zirconia ball pot container (volume 45 ml) together with a heptane-dibutyl ether mixed solution in which zirconia balls (φ 0.3 mm, 53 g), heptane 4 g, dibutyl ether 2 g, and LiCl are dissolved. , The container was sealed. A heptane-dibutyl ether mixed solution in which LiCl is dissolved is mechanically milled with a zirconia ball (φ 0.3 mm, 53 g), heptane 4 g, dibutyl ether 2 g, LiCl 2 g at a rotational speed of 300 rpm for 20 hours. It was prepared by placing the supernatant and fractionating it. Therefore, the obtained solution is a LiCl saturated solution. This container was attached to a planetary ball mill and subjected to mechanical milling at a table rotation speed of 300 rpm for 20 hours to atomize a glass precursor (coarse-grained material) of a sulfide solid electrolyte. Thereby, the finely divided coarse-grained material was then thoroughly washed with heptane and dried in an environment of 100 ° C.

<熱処理工程>
微粒化させた粗粒材料を、石英管に真空封入し、475℃の環境下で3時間熱処理した。これにより、結晶性硫化物固体電解質材料を合成した。
<Heat treatment process>
The atomized coarse-grained material was vacuum sealed in a quartz tube and heat-treated at 475 ° C. for 3 hours. Thus, a crystalline sulfide solid electrolyte material was synthesized.

[比較例1]
微粒化工程において用いられる分散媒がX元素(LiCl)を含まないこと以外は、実施例と同様にして硫化物固体電解質材料を合成した。
Comparative Example 1
A sulfide solid electrolyte material was synthesized in the same manner as in Example except that the dispersion medium used in the atomization step did not contain the element X (LiCl).

[比較例2]
微粒化工程を行わないこと以外は、実施例と同様にして硫化物固体電解質材料を合成した。
Comparative Example 2
A sulfide solid electrolyte material was synthesized in the same manner as in the example except that the atomization step was not performed.

[評価]
(XRD測定)
実施例および比較例1、2で得られた硫化物固体電解質材料に対して、X線回折測定(XRD測定)を行った。測定には、粉末X線回折装置(Uttma IV、リガク製)を用い、線源としてCuKα線(2θ=10°〜60°の範囲)を使用した。その結果を、図3(a)、(b)に示す。なお、図3(b)は図3(a)の拡大図である。
[Evaluation]
(XRD measurement)
The X-ray diffraction measurement (XRD measurement) was performed on the sulfide solid electrolyte material obtained in the example and the comparative examples 1 and 2. For measurement, a powder X-ray diffractometer (Uttma IV, manufactured by Rigaku) was used, and a CuKα ray (range of 2θ = 10 ° to 60 °) was used as a radiation source. The results are shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). 3 (b) is an enlarged view of FIG. 3 (a).

図3に示すように、実施例では、LGPS型結晶相が析出されていることが確認され、比較例1では、LGPS型結晶相の他にアルジロダイト型結晶相が析出されていることが確認され、比較例2では、LGPS型結晶相が析出されていることが確認された。   As shown in FIG. 3, in the example, it is confirmed that the LGPS type crystal phase is precipitated, and in the comparative example 1, it is confirmed that the algirodite type crystal phase is precipitated in addition to the LGPS type crystal phase. In Comparative Example 2, it was confirmed that the LGPS type crystal phase was precipitated.

(Liイオン伝導度測定)
実施例および比較例1、2で得られた硫化物固体電解質材料を100mg秤量し、シリンダ(マコール製)に入れてプレス(6ton)した。次に、SUSピンでペレットの両端をはさみ、ボルトにて6.0N/mで拘束することで評価セルを構築した。得られた評価セルを25℃に保った状態で交流インピーダンス測定を行った。これにより、硫化物固体電解質材料のLiイオン伝導度を算出した。なお、測定にはBiologic社製VMP3を用い、印加電圧10mV、測定周波数域0.01MHz〜1MHzとした。その結果を表1に示す。
(Li ion conductivity measurement)
100 mg of the sulfide solid electrolyte material obtained in Example and Comparative Examples 1 and 2 was weighed, placed in a cylinder (manufactured by Macor), and pressed (6 ton). Next, the evaluation cell was constructed by pinching both ends of the pellet with a SUS pin and restraining at 6.0 N / m with a bolt. The alternating current impedance measurement was performed in the state which kept the obtained evaluation cell at 25 degreeC. Thus, the Li ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material was calculated. For measurement, VMP3 manufactured by Biologic was used, and the applied voltage was 10 mV and the measurement frequency range was 0.01 MHz to 1 MHz. The results are shown in Table 1.

(粒度分布測定)
実施例および比較例1、2で得られた硫化物固体電解質材料、ならびに粗粒材料の準備工程で得られた粗粒材料を少量サンプリングし、レーザー散乱・回折式粒度分布測定機(日機装製マイクロトラックMT 3300EXII)で粒度分布測定を行い、平均粒径(D50)を決定した。その結果を表1に示す。
(Particle size distribution measurement)
A small amount of the sulfide solid electrolyte material obtained in the example and the comparative examples 1 and 2 and the coarse-grained material obtained in the step of preparing the coarse-grained material are sampled, and a laser scattering / diffraction type particle size distribution analyzer (Nikkiso Micro Co., Ltd.) The particle size distribution was measured on a track MT 3300 EXII) to determine the average particle size (D 50 ). The results are shown in Table 1.

Figure 2019102412
Figure 2019102412

比較例2は、微粒化工程を行わなかった例である。表1に示すように、微粒化工程を行わない場合の硫化物固体電解質材料のイオン伝導度は9.4mScm−1であった。一方、実施例は、微粒化工程を行い、このとき用いられる分散媒がエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解している例である。また、比較例1は、微粒化工程を行い、このとき用いられる分散媒がエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解していない例である。比較例2と、実施例および比較例1とのイオン伝導度を比較した結果、実施例では微粒化工程によるイオン伝導度の低下を約1/3に抑えることができたものの、比較例1では、微粒化工程によるイオン伝導度の低下は約1/6であり、実施例に比べてイオン伝導度の低下が顕著であった。以上のことから、微粒化工程において用いられる分散媒がエーテル化合物を含有し、さらに分散媒にX元素が溶解していることにより、微粒化工程によるイオン伝導度の低下を抑制することができることが分かった。 Comparative Example 2 is an example in which the atomization step was not performed. As shown in Table 1, the ion conductivity of the sulfide solid electrolyte material when the atomization step was not performed was 9.4 mS cm −1 . On the other hand, the example is an example in which the atomization step is performed, the dispersion medium used at this time contains an ether compound, and the X element is dissolved in the dispersion medium. Further, Comparative Example 1 is an example in which the atomization step is performed, the dispersion medium used at this time contains an ether compound, and the X element is not dissolved in the dispersion medium. As a result of comparing the ion conductivity of Comparative Example 2 with Example and Comparative Example 1, in the Example, although the decrease in ion conductivity due to the atomization process could be suppressed to about 1/3, in Comparative Example 1 The decrease in ion conductivity due to the atomization step was about 1/6, and the decrease in ion conductivity was significant as compared with the examples. From the above, the dispersion medium used in the atomization step contains an ether compound, and the element X is dissolved in the dispersion medium, so that the decrease in ion conductivity due to the atomization step can be suppressed. I understood.

図3に示すように、比較例2ではLGPS型結晶相が単相で析出された。一方、比較例1ではLGPS型結晶相に加えてアルジロダイト型結晶相が不純物相として析出した。また、比較例1、2のXRD測定結果を比較したところ、比較例1ではLGPS型結晶相のピークが高角度側にシフトし、組成ずれが生じていることが確認できた。これに対し、実施例では、LGPS型結晶相が単相で析出され、組成ずれも抑制することができた。   As shown in FIG. 3, in Comparative Example 2, the LGPS type crystal phase was precipitated as a single phase. On the other hand, in Comparative Example 1, in addition to the LGPS type crystal phase, an algirodite type crystal phase was precipitated as an impurity phase. Moreover, when the XRD measurement result of the comparative examples 1 and 2 was compared, in the comparative example 1, it has confirmed that the peak of the LGPS type | mold crystal phase shifted to the high angle side, and the composition shift has arisen. On the other hand, in the example, the LGPS type crystal phase was precipitated as a single phase, and the compositional deviation could also be suppressed.

Claims (1)

Li元素、P元素、S元素およびX元素(Xはハロゲンである)を含む硫化物固体電解質である粗粒材料を準備する工程と、
前記粗粒材料に、エーテル化合物を含有する分散媒に前記X元素が溶解した溶液を添加し、前記粗粒材料を微粒化する微粒化工程と、を有する硫化物固体電解質材料の製造方法。
Preparing a coarse-grained material which is a sulfide solid electrolyte containing Li element, P element, S element and X element (X is a halogen);
A method of manufacturing a sulfide solid electrolyte material, comprising: adding a solution in which the X element is dissolved in a dispersion medium containing an ether compound to the coarse-grained material, and atomizing the coarse-grained material into fine particles.
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