JP2020071948A - Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof - Google Patents

Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof Download PDF

Info

Publication number
JP2020071948A
JP2020071948A JP2018203881A JP2018203881A JP2020071948A JP 2020071948 A JP2020071948 A JP 2020071948A JP 2018203881 A JP2018203881 A JP 2018203881A JP 2018203881 A JP2018203881 A JP 2018203881A JP 2020071948 A JP2020071948 A JP 2020071948A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
crystal structure
type crystal
oxide
layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2018203881A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
元気 清水
Genki Shimizu
元気 清水
努 西▲崎▼
Tsutomu Nishizaki
努 西▲崎▼
田村 哲也
Tetsuya Tamura
哲也 田村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Glass Co Ltd filed Critical Central Glass Co Ltd
Priority to JP2018203881A priority Critical patent/JP2020071948A/en
Publication of JP2020071948A publication Critical patent/JP2020071948A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

To provide a method of co-sintering an oxide including lithium and titanium having a spinel type crystal structure and an oxide having a NASICON type crystal structure while suppressing side reactions.SOLUTION: An electrode laminated body 11 is obtained by laminating an electrode layer 13 including an electrode active material and a separator layer 15 including a solid electrolyte in this order, and the electrode active material is an oxide which has a spinel type crystal structure, and in which the constituent element ratio is LiMTiO(0≤x≤2, 0<y≤2, 1≤z≤1.5, M is a divalent or trivalent metallic element other than titanium, and x+n×y+4×z=8 where the valence of M is n), and the solid electrolyte is an oxide that has a NASICON type crystal structure.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、リチウムイオン電池の電極に用いられる、電極活物質を含む焼結体に関するものである。   The present invention relates to a sintered body containing an electrode active material, which is used for an electrode of a lithium ion battery.

二次電池は携帯電話やノートパソコン等の携帯機器、自動車や航空機等の輸送用機械、電力平準化用等の電力貯蔵装置に利用されており、いずれの用途でもエネルギー密度の向上が求められている。現在最もエネルギー密度の高い実用二次電池はリチウムイオン電池であり、安全性を保ちながら更なる高エネルギー密度化を試みる研究が進められている。その一環として、電解液の代わりに固体電解質を用いる全固体電池の研究が行われている。   Secondary batteries are used in mobile devices such as mobile phones and laptops, transportation machines such as automobiles and aircraft, and power storage devices such as for power leveling. There is. Currently, the practical secondary battery with the highest energy density is a lithium-ion battery, and research is underway to try to further increase the energy density while maintaining safety. As part of this, research is being conducted on all-solid-state batteries that use a solid electrolyte instead of an electrolytic solution.

全固体電池は、電池を構成する負極と電解質と正極がすべて固体であるため、負極層とセパレータ層(リチウムイオン伝導層)と正極層と電子伝導層を繰り返し積層することで、個別にパッケージ化しなくても直列構造を持つ電池を製造できるため、自動車用や電力貯蔵用に適していると考えられている。さらに、負極活物質と固体電解質と正極活物質がそれぞれ酸化物である全酸化物系全固体電池は、エネルギー密度向上に加えて、安全性と高温耐久性にも効果が期待できる。   In an all-solid-state battery, the negative electrode, the electrolyte, and the positive electrode that make up the battery are all solid, so by repeatedly stacking the negative electrode layer, the separator layer (lithium ion conductive layer), the positive electrode layer, and the electron conductive layer, they are individually packaged. Since it is possible to manufacture a battery having a series structure without it, it is considered to be suitable for automobiles and power storage. Furthermore, the all-oxide type all-solid-state battery in which the negative electrode active material, the solid electrolyte, and the positive electrode active material are oxides can be expected to have effects on safety and high-temperature durability, in addition to improving energy density.

また、全酸化物系固体電解質のセパレータ層に用いられる固体電解質として、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物、特に、LAGP(Li1+xAlGe2−x(PO)が知られている。一方で、LAGPは構成元素にGeを含んで高価であるため、LAGPに代わる材料として、LZP(LiZr(PO)などのナシコン型結晶構造を持つリチウムとジルコニウムとリンを含む酸化物が注目されている。LAGPは550℃程度で焼結が可能なのに対し、LZPは600℃以上、好ましくは800℃〜1000℃でのより高い温度での焼結が必要である。 Further, as a solid electrolyte used for the separator layer of the all-oxide solid electrolyte, an oxide having a NASICON type crystal structure, in particular, LAGP (Li 1 + x Al x Ge 2 -x (PO 4 ) 3 ) is known. .. On the other hand, since LAGP contains Ge as a constituent element and is expensive, an oxide containing lithium, zirconium, and phosphorus having a NASICON type crystal structure such as LZP (LiZr 2 (PO 4 ) 3 ) is an alternative material to LAGP. Is getting attention. While LAGP can be sintered at about 550 ° C, LZP requires sintering at a higher temperature of 600 ° C or higher, preferably 800 ° C to 1000 ° C.

全固体電池は電解液の代わりに固体電解質を用いるため、電極中の電極活物質とセパレータ層の固体電解質との間や、電極内の電極活物質と固体電解質の間は、イオンがスムーズに移動できるように密着している必要がある。電極活物質と固体電解質とが密着した構造を作るため、電極活物質と固体電解質とが接触した状態で一緒に焼結すること(以後、共焼結と呼ぶことがある。)が行われている。   Ions move smoothly between the electrode active material in the electrode and the solid electrolyte in the separator layer, or between the electrode active material in the electrode and the solid electrolyte, because the all-solid-state battery uses the solid electrolyte instead of the electrolytic solution. You need to be in close contact so that you can. In order to form a structure in which the electrode active material and the solid electrolyte are in intimate contact with each other, the electrode active material and the solid electrolyte are sintered together (hereinafter sometimes referred to as co-sintering). There is.

全酸化物系全固体電池の電極活物質として、特許文献1に記載のチタン酸リチウムLiTi12(以下、「LTO」とも呼ぶ)などのスピネル型結晶構造を持つリチウムとチタンを含む酸化物が知られている。LTOは、電気化学的特性に優れ、充放電時の膨張収縮が小さく、高価な遷移金属を含まない点で優れた電極活物質であると広く認識されている。特許文献1では、LTOとLAGPとの共焼結において異相が生じても良好な充放電特性が得られる電池用焼結体を開示している。 As an electrode active material of an all-oxide type all-solid-state battery, lithium and titanium having a spinel type crystal structure such as lithium titanate Li 4 Ti 5 O 12 (hereinafter, also referred to as “LTO”) described in Patent Document 1 is included. Oxides are known. It is widely recognized that LTO is an excellent electrode active material because it has excellent electrochemical properties, small expansion and contraction during charge and discharge, and does not contain expensive transition metals. Patent Document 1 discloses a battery sintered body that can obtain good charge-discharge characteristics even if a different phase occurs in co-sintering of LTO and LAGP.

特許文献2には、スピネル型チタン酸リチウムを含む電極層と、LiPO等を含むセパレータ層の積層体が開示されている。また、特許文献3には、Ni及びMn少なくとも一方を含むスピネル型酸化物を含む正極活物質層と、ナシコン型のリン酸化合物を含むセパレータ層の積層体が開示されている。さらに、特許文献4には、スピネル型チタン酸リチウムを含む負極層と、ナシコン型固体電解質を含む固体電解質層(セパレータ層)の積層体において、セパレータ層の固体電解質をナシコン型LiZr(POで被覆したり、負極層とセパレータ層の間にLiZr(PO含有層を設けたりすることで、固体電解質の耐還元性を向上させている。 Patent Document 2 discloses a laminated body of an electrode layer containing spinel type lithium titanate and a separator layer containing Li 3 PO 4 or the like. Patent Document 3 discloses a laminate of a positive electrode active material layer containing a spinel type oxide containing at least one of Ni and Mn and a separator layer containing a Nasicon type phosphoric acid compound. Further, in Patent Document 4, in a laminate of a negative electrode layer containing spinel type lithium titanate and a solid electrolyte layer (separator layer) containing a Nasicon type solid electrolyte, the solid electrolyte of the separator layer is a Nasicon type LiZr 2 (PO 4 ) 3 or a LiZr 2 (PO 4 ) 3 -containing layer is provided between the negative electrode layer and the separator layer to improve the reduction resistance of the solid electrolyte.

特開2012−104280号公報JP, 2012-104280, A 特開2018−125286号公報JP, 2018-125286, A 国際公開2012/043566号International publication 2012/043566 国際公開2011/065388号International publication 2011/065388

しかしながら、LZP粉末とLTO粉末との混合物を600℃以上で共焼結すると、LZPとLTOが反応し、LZPやLTOが分解してしまったり、電気抵抗の原因となる不純物層の形成が起きたりするという問題があった。このような、複数種類の材料を一緒に焼結した際に生じる、材料の分解や不純物の生成のことを副反応と呼ぶことがあり、分解してできた物質や生成した不純物のことを副反応生成物と呼ぶことがある。   However, when a mixture of LZP powder and LTO powder is co-sintered at 600 ° C. or higher, LZP and LTO react with each other, LZP and LTO are decomposed, and an impurity layer causing electric resistance is formed. There was a problem to do. Decomposition of materials and generation of impurities, which occur when such materials are sintered together, are sometimes called side reactions. It may be called a reaction product.

また、特許文献1では、LTO粉末とLAGP粉末を混合したのち、550℃〜650℃で焼結することで、LAGPとLTOの両方を有する焼結体を得ているが、LTOとLAGPの界面にこれらが反応して異相(副反応生成物)が生じている。しかし、一般に、共焼結においては、固体電解質材料と活物質材料との界面に生じる副反応生成物によって、イオンの移動が妨げられて、電池用焼結体の充放電特性が大きく低下するという問題がある。   Further, in Patent Document 1, by mixing LTO powder and LAGP powder and then sintering at 550 ° C. to 650 ° C., a sintered body having both LAGP and LTO is obtained, but the interface between LTO and LAGP is obtained. These react with each other to generate a different phase (side reaction product). However, in co-sintering, it is generally said that the side reaction products generated at the interface between the solid electrolyte material and the active material material impede the movement of ions, and the charge-discharge characteristics of the battery sintered body are significantly deteriorated. There's a problem.

特許文献2では、セパレータ層固体電解質がナシコン型酸化物でない。また、特許文献3では、活物質材料がLiNi0.5Mn1.5などであり、リチウムとチタンを含む酸化物でない。特許文献4では、LiZr(POとLTOなどの別の材料を、実際に共焼結してする実施例は実施されておらず、本発明者の検討によれば、LTOとLiZr(POを共焼結する際には、副反応生成物が生じると考えられる。 In Patent Document 2, the separator layer solid electrolyte is not a NASICON type oxide. Further, in Patent Document 3, the active material material is LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 or the like, and is not an oxide containing lithium and titanium. In Patent Document 4, an example in which another material such as LiZr 2 (PO 4 ) 3 and LTO is actually co-sintered is not carried out, and according to the study of the present inventor, LTO and LiZr When co-sintering 2 (PO 4 ) 3 , side reaction products are considered to occur.

本発明は、スピネル型結晶構造を持つリチウムとチタンを含む酸化物と、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物との焼結体において副反応生成物の生じ難い材料組成を見出すことと、これらの材料組成を、副反応を抑えながら共焼結する方法を提供することを目的とする。   The present invention finds a material composition in which a side reaction product is unlikely to occur in a sintered body of an oxide containing lithium and titanium having a spinel type crystal structure and an oxide having a NASICON type crystal structure, and these materials. It is an object of the present invention to provide a method for co-sintering the composition while suppressing side reactions.

本発明者らは、鋭意検討の結果、LTOを構成するリチウム原子及び/又はチタン原子の一部を別の金属に置換した酸化物は、固体電解質と共焼結した場合、LTOに比べて固体電解質と反応しにくいことを見出し、本発明を完成させるに至った。   As a result of earnest studies, the present inventors have found that an oxide obtained by substituting a part of lithium atoms and / or titanium atoms constituting LTO with another metal is more solid than LTO when co-sintered with a solid electrolyte. They have found that they do not easily react with an electrolyte, and have completed the present invention.

具体的には、本発明は、電極活物質を含む電極層と、固体電解質を含むセパレータ層とがこの順に積層してなり、前記電極活物質が、スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である。)である酸化物であり、前記固体電解質が、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物であることを特徴とする電極積層体を提供する。 Specifically, the present invention comprises an electrode layer containing an electrode active material, and a separator layer containing a solid electrolyte laminated in this order, the electrode active material has a spinel type crystal structure, the constituent element ratio is li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2,0 <y ≦ 2,1 ≦ z ≦ 1.5, M is an n-valent divalent or trivalent metallic element other than titanium, the valence of M Is x + n × y + 4 × z = 8), and the solid electrolyte is an oxide having a Nasicon type crystal structure.

本発明により、スピネル型結晶構造を持つリチウムとチタンを含む酸化物と、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物との焼結体において副反応生成物の生成を抑制でき、そのような焼結体を、副反応を抑えながら共焼結する方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to suppress the production of a side reaction product in a sintered body of an oxide containing lithium and titanium having a spinel type crystal structure and an oxide having a NASICON type crystal structure. It is possible to provide a method of co-sintering while suppressing side reactions.

本発明の実施形態に係る電極積層体11を示す図。The figure which shows the electrode laminated body 11 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る電極積層体21を示す図。The figure which shows the electrode laminated body 21 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る焼結体31を示す図。The figure which shows the sintered compact 31 which concerns on embodiment of this invention.

以下、本発明について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は本発明の実施形態の一例であり、これらの具体的内容に限定はされない。その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the description of the constituents described below is an example of the embodiment of the present invention, and the specific contents are not limited thereto. Various modifications can be implemented within the scope of the gist.

<電極積層体>
図1に示すように、本発明の実施形態に係る電極積層体11は、電極活物質を含む電極層13と、固体電解質を含むセパレータ層15とがこの順に積層してなる。電極層13とセパレータ層15は、いずれも焼結体である。
<Electrode laminate>
As shown in FIG. 1, the electrode laminate 11 according to the embodiment of the present invention includes an electrode layer 13 containing an electrode active material and a separator layer 15 containing a solid electrolyte, which are laminated in this order. Both the electrode layer 13 and the separator layer 15 are sintered bodies.

セパレータ層15に含まれる固体電解質(以後、セパレータ層固体電解質と呼ぶこともある。)は、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物である。ナシコン型結晶構造をもつ酸化物としては、特に限定されず、LAGP(Li1+xAlxGe2-x(PO43(0≦x≦1))、LATP(Li1+xAlxTi2-x(PO43(0≦x≦1))、LZP(Li1+4xZr2―xPO(0≦x≦0.4)等が挙げられる。特に、ナシコン型結晶構造をもつ酸化物としては、リチウムとジルコニウムとリンと酸素を含むことが好ましく、LZPや、LZPの一部の金属元素が別の金属元素で置換された物質が好ましい。別の金属元素としては、Na、Sr、Ca、Mg、La、Y、Sc、Ce、In、Al、Ge、Ti、Vなどが挙げられる。 The solid electrolyte contained in the separator layer 15 (hereinafter also referred to as the separator layer solid electrolyte) is an oxide having a NASICON type crystal structure. The oxide having a NASICON type crystal structure is not particularly limited, and LAGP (Li 1 + x Al x Ge 2-x (PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 1)), LATP (Li 1 + x Al x Ti 2-x (PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 1)), LZP (Li 1 + 4x Zr 2−x PO 4 ) 3 (0 ≦ x ≦ 0.4) and the like can be mentioned. In particular, the oxide having a NASICON type crystal structure preferably contains lithium, zirconium, phosphorus, and oxygen, and LZP or a substance in which a part of the metal element of LZP is replaced with another metal element is preferable. Examples of other metal elements include Na, Sr, Ca, Mg, La, Y, Sc, Ce, In, Al, Ge, Ti and V.

電極層13に含まれる電極活物質(以後、電極層電極活物質と呼ぶこともある。)は、スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である。)である酸化物である。金属元素Mとしては、Mg、Cr、Zn、Co、Fe、Ni、Mn、Cuなどが挙げられる。電極活物質が、LiMgTi、LiCrTiO、LiZnTi、ZnTiO、ZnTiから選ばれる一つであることが好ましい。 Electrode active material contained in the electrode layer 13 (hereinafter, sometimes referred to as the electrode layer electrode active material.) Has a spinel type crystal structure, constituent elements ratio Li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2, 0 <y ≦ 2, 1 ≦ z ≦ 1.5, M is a divalent or trivalent metal element other than titanium, and x = n × y + 4 × z = 8 where n is the valence of M). It is an oxide. Examples of the metal element M include Mg, Cr, Zn, Co, Fe, Ni, Mn and Cu. It is preferable that the electrode active material is one selected from Li 2 MgTi 3 O 8 , LiCrTiO 4 , Li 2 ZnTi 3 O 8 , Zn 2 TiO 4 , and Zn 2 Ti 3 O 8 .

電極層13が、電極層電極活物質に加えて、固体電解質を含んでもよい。電極層13に含まれる固体電解質(以後、電極層固体電解質と呼ぶこともある。)が、ペロブスカイト型結晶構造を持つ酸化物であることが好ましく、ペロブスカイト型結晶構造と持つチタン酸リチウムランタンLi3xLa2/3−xTiO(0≦x≦1/6、LLTOとも呼ばれる。)であることがより好ましい。なお、チタン酸リチウムランタンを構成する元素の一部が別の元素に置き換わっていてもよく、別の元素をドーピングしていてもよい。別の元素としては、Na、K、Rb、Ag、Tl、Mg、Sr、Ca、Ba、Nb、Ta、W、Ru、Cr、Mn、Fe、Co、Al、Ga、Si、Ge、Zr、Hf、Pr、Nd、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tbが挙げられ、具体的には、La(2/3)−xSrLiTiO、LiLa2/3Ti1−xAlなどが挙げられる。 The electrode layer 13 may include a solid electrolyte in addition to the electrode layer electrode active material. The solid electrolyte contained in the electrode layer 13 (hereinafter, also referred to as the electrode layer solid electrolyte) is preferably an oxide having a perovskite type crystal structure, and lithium lanthanum titanate Li 3x having a perovskite type crystal structure. La 2 / 3-x TiO 3 (0 ≦ x ≦ 1/6, also referred to as LLTO) is more preferable. In addition, a part of the elements forming the lithium lanthanum titanate may be replaced with another element, or the other element may be doped. As another element, Na, K, Rb, Ag, Tl, Mg, Sr, Ca, Ba, Nb, Ta, W, Ru, Cr, Mn, Fe, Co, Al, Ga, Si, Ge, Zr, hf, Pr, Nd, Sm, Gd, Dy, Y, Eu, Tb and the like, specifically, La (2/3) -x Sr x Li x TiO 3, Li x La 2/3 Ti 1- such as x Al x O 3 and the like.

電極積層体11は、電極層13とセパレータ層15が積層した状態で一体焼結された焼結体であることが好ましい。一体焼結した際に、電極層13とセパレータ層15との界面に副反応生成物を含まないことが好ましい。副反応生成物とは、電極活物質と固体電解質とが焼結中に反応又は分解して生成する化合物である。界面に副反応生成物を含まないとは、電極積層体を粉砕して粉末X線回折測定を行って得られた回折パターンにおいて、前記電極活物質に由来する副反応生成物の最強線強度Iと、前記電極活物質の最強線強度Iの比、I/Iが1以下であり、前記セパレータ層固体電解質に由来する副反応生成物の最強線強度Iと、前記セパレータ層固体電解質の最強線強度Iの比、I/Iが1以下である場合をいう。I/IおよびI/Iが1以下であることが好ましく、0.7以下であることがより好ましい。 The electrode laminated body 11 is preferably a sintered body obtained by integrally sintering the electrode layer 13 and the separator layer 15 in a laminated state. When integrally sintered, it is preferable that the interface between the electrode layer 13 and the separator layer 15 does not contain a side reaction product. The side reaction product is a compound produced by reaction or decomposition of the electrode active material and the solid electrolyte during sintering. When the interface does not contain a side reaction product, the strongest line intensity I of the side reaction product derived from the electrode active material in the diffraction pattern obtained by pulverizing the electrode laminate and performing powder X-ray diffraction measurement 1 and the ratio of the strongest line intensity I 2 of the electrode active material, I 1 / I 2 is 1 or less, and the strongest line intensity I 3 of the side reaction product derived from the separator layer solid electrolyte and the separator layer The ratio of the strongest line intensity I 4 of the solid electrolyte, I 3 / I 4, is 1 or less. I 1 / I 2 and I 3 / I 4 are preferably 1 or less, and more preferably 0.7 or less.

本実施形態に係る電極積層体は、電極活物質と固体電解質に特定の材料を使用するため、セパレータ層と電極層とを積層した状態で一体焼結しても、副反応を起きにくくすることができる。その結果、セパレータ層と電極層との間に、抵抗の高い副反応生成物が存在しないため、セパレータ層と電極層との間のリチウムイオン伝導性を高くすることができる。   Since the electrode laminate according to the present embodiment uses a specific material for the electrode active material and the solid electrolyte, it is difficult to cause a side reaction even when the separator layer and the electrode layer are integrally sintered in a laminated state. You can As a result, since a side reaction product having high resistance does not exist between the separator layer and the electrode layer, lithium ion conductivity between the separator layer and the electrode layer can be increased.

<電極積層体の別の実施形態>
また、図2に示す電極積層体21のように、セパレータ層15と電極層13の間に、固体電解質を含む中間層23を有してもよい。
<Another Embodiment of Electrode Laminate>
Further, as in the electrode laminated body 21 shown in FIG. 2, an intermediate layer 23 containing a solid electrolyte may be provided between the separator layer 15 and the electrode layer 13.

中間層23に含まれる固体電解質(以後、中間層固体電解質と呼ぶこともある)は、電極層固体電解質と同様の材料を使用することができる。   As the solid electrolyte contained in the intermediate layer 23 (hereinafter, also referred to as intermediate layer solid electrolyte), the same material as the electrode layer solid electrolyte can be used.

中間層23を有することで、セパレータ層15と電極層13との間の副反応をより抑制することができる。   By having the intermediate layer 23, a side reaction between the separator layer 15 and the electrode layer 13 can be further suppressed.

<電極積層体の製造方法>
電極積層体11は、電極層電極活物質又はその前駆体を含む層(以後、電極層グリーンシートと呼ぶこともある)と、セパレータ層固体電解質又はその前駆体(以後、セパレータ層グリーンシートと呼ぶこともある)とを含む層とがこの順に積層してなる積層体(以後、グリーンシート積層体と呼ぶこともある)に対して、加熱処理することで得ることができる。
<Method for manufacturing electrode laminate>
The electrode laminate 11 includes a layer including an electrode layer electrode active material or a precursor thereof (hereinafter also referred to as an electrode layer green sheet), a separator layer solid electrolyte or a precursor thereof (hereinafter referred to as a separator layer green sheet). It may be obtained by heat-treating a laminate (hereinafter, also referred to as a green sheet laminate) in which a layer containing (in some cases) is laminated in this order.

グリーンシート積層体を形成するには、電極層電極活物質又はその前駆体を含むスラリーを、基材上に塗布・乾燥して電極層グリーンシートを形成し、さらにその上に、セパレータ層固体電解質又はその前駆体を含むスラリーを塗布・乾燥してセパレータ層グリーンシートを形成し、基材を剥離した後に、加熱によりバインダーを除去して、積層体を成型する方法(逐次塗工法)が挙げられる。あるいは、セパレータ層グリーンシートと、電極層グリーンシートとを、それぞれ別個に作製し、少なくともどちらか一方を剥離してもう一方と貼り合せ、圧力及び/又は熱を加えて両者を密着させてグリーンシート積層体を得る方法(圧着法)もある。スラリーには、アクリル樹脂、PVA(ポリビニルアルコール)、PVB(ポリビニルブチラール)等のバインダーを含むことができる。   To form a green sheet laminate, a slurry containing an electrode layer electrode active material or a precursor thereof is applied on a substrate and dried to form an electrode layer green sheet, and a separator layer solid electrolyte is further formed thereon. Alternatively, a method in which a slurry containing a precursor thereof is applied and dried to form a separator layer green sheet, the base material is peeled off, the binder is removed by heating, and a laminate is molded (sequential coating method) can be mentioned. .. Alternatively, the separator layer green sheet and the electrode layer green sheet are separately prepared, at least one of them is peeled off and bonded to the other, and pressure and / or heat are applied to bring them into close contact with each other to obtain a green sheet. There is also a method of obtaining a laminated body (compression bonding method). The slurry may contain a binder such as acrylic resin, PVA (polyvinyl alcohol), PVB (polyvinyl butyral), or the like.

また、中間層23を有する電極積層体21は、電極層グリーンシートと、中間層固体電解質又はその前駆体とを含む層(以後、中間層グリーンシートと呼ぶこともある)と、セパレータ層グリーンシートとがこの順に積層してなるグリーンシート積層体に対して、加熱処理することで得ることができる。   The electrode laminate 21 having the intermediate layer 23 includes an electrode layer green sheet, a layer containing an intermediate layer solid electrolyte or a precursor thereof (hereinafter, also referred to as an intermediate layer green sheet), and a separator layer green sheet. It can be obtained by heat-treating a green sheet laminated body in which and are laminated in this order.

加熱処理の温度は、550℃以上1000℃以下であることが好ましく、650℃超900℃以下であることがより好ましい。   The heat treatment temperature is preferably 550 ° C. or higher and 1000 ° C. or lower, and more preferably 650 ° C. or higher and 900 ° C. or lower.

また、加熱処理中の雰囲気は、空気雰囲気、窒素などの不活性雰囲気、酸素などの高酸化性雰囲気、水素などの還元性雰囲気のいずれも使用することができる。また、減圧環境でも加圧環境でもよく、例えば、絶対圧で0.1Pa〜1MPa、好ましくは1Pa〜500kPaの範囲の環境を使用可能である。また、温度の保持時間は、温度などに応じて適宜変更することができるが、生産効率等を考えると48時間以下が好ましく、24時間以下がより好ましい。なお、温度の保持時間は、1時間以下の短時間であってもよく、さらには保持時間を0分とし、目的温度到達後すぐに加熱を停止してもよい。冷却方法も特に限定されないが、自然放冷(炉内放冷)してもよいし、自然放冷よりも急速に冷却してもよく、冷却中に所定の温度を所定の時間保持するステップを設けてもよい。   As the atmosphere during the heat treatment, any of an air atmosphere, an inert atmosphere such as nitrogen, a highly oxidizing atmosphere such as oxygen, and a reducing atmosphere such as hydrogen can be used. Further, a reduced pressure environment or a pressurized environment may be used, and, for example, an environment in an absolute pressure range of 0.1 Pa to 1 MPa, preferably 1 Pa to 500 kPa can be used. Further, the temperature holding time can be appropriately changed according to the temperature and the like, but considering production efficiency and the like, it is preferably 48 hours or less, more preferably 24 hours or less. The temperature may be held for a short time of 1 hour or less, and the holding time may be set to 0 minute, and heating may be stopped immediately after reaching the target temperature. The cooling method is also not particularly limited, and natural cooling (cooling in the furnace) may be performed, cooling may be performed faster than natural cooling, and a step of maintaining a predetermined temperature for a predetermined time during cooling may be performed. It may be provided.

なお、電極活物質や固体電解質の前駆体とは、加熱処理により電極活物質や固体電解質になる材料のことである。   The precursor of the electrode active material or the solid electrolyte is a material which becomes the electrode active material or the solid electrolyte by heat treatment.

スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiОである酸化物の前駆体は、リチウムとチタンと金属元素Mを含む化合物であってもよいし、リチウム源とチタン源と金属元素Mの化合物の混合物であってもよい。リチウム源としては、リチウムのハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物などを用いることができる。チタン源又は金属元素Mの化合物としては、チタン又は金属元素Mの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物などを用いることができる。 Having a spinel type crystal structure, the precursor of the oxide constituent elements ratio of Li x M y Ti z О 4 may be a compound containing lithium and titanium and the metal element M, the lithium source and titanium source And a compound of the metal element M may be used. As the lithium source, a lithium halide, carbonate, hydroxide or the like can be used. As the titanium source or the compound of the metal element M, oxides, halides, carbonates, hydroxides or the like of titanium or the metal element M can be used.

ナシコン型結晶構造を持ち、リチウムとジルコニウムとリンを含む酸化物の前駆体は、リチウムとジルコニウムとリンを含む化合物であってもよいし、リチウム源とジルコニウム源とリン源の混合物であってもよい。リチウム源としては、リチウムのハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物などを用いることができる。ジルコニウム源としては、ジルコニウムの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物などを用いることができる。リン源としては、五酸化二リンなどのリンの酸化物、リン酸や亜リン酸などのリンのオキソ酸、リン酸二水素アンモニウムなどのリン酸塩等を用いることができる。リチウムやジルコニウムのリン酸塩などの複合塩を用いても良い。   The precursor of the oxide having a NASICON type crystal structure and containing lithium, zirconium and phosphorus may be a compound containing lithium, zirconium and phosphorus, or may be a mixture of a lithium source, a zirconium source and a phosphorus source. Good. As the lithium source, a lithium halide, carbonate, hydroxide or the like can be used. As the zirconium source, zirconium oxide, halide, carbonate, hydroxide or the like can be used. As the phosphorus source, phosphorus oxides such as phosphorus pentoxide, phosphorus oxo acids such as phosphoric acid and phosphorous acid, and phosphates such as ammonium dihydrogen phosphate can be used. A composite salt such as lithium or zirconium phosphate may be used.

チタン酸リチウムランタンの前駆体は、リチウムとチタンとランタンを含む化合物であってもよいし、リチウム源とチタン源とランタン源との混合物であってもよい。リチウム源としては、リチウムのハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物などを用いることができる。チタン源としては、チタンの酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、水酸化物などを用いることができる。ランタン源としては、ランタンの塩化物、オキシ塩化物、水酸化物、酸化物、硝酸塩などを用いることができる。   The precursor of lithium lanthanum titanate may be a compound containing lithium, titanium and lanthanum, or a mixture of a lithium source, a titanium source and a lanthanum source. As the lithium source, a lithium halide, carbonate, hydroxide or the like can be used. As the titanium source, titanium oxide, halide, carbonate, hydroxide or the like can be used. As the lanthanum source, lanthanum chloride, oxychloride, hydroxide, oxide, nitrate or the like can be used.

<複合焼結体>
また、本発明の別の実施形態は、図3に示す焼結体31のような、スピネル型酸化物33と、ナシコン型酸化物35を含む焼結体である。スピネル型酸化物33は、電極層13に含まれる電極活物質と同様の材料を使用できる。ナシコン型酸化物35は、前述のセパレータ層固体電解質と同様の材料を使用できる。
<Composite sintered body>
Further, another embodiment of the present invention is a sintered body such as the sintered body 31 shown in FIG. 3, which includes a spinel type oxide 33 and a Nasicon type oxide 35. The spinel type oxide 33 can use the same material as the electrode active material contained in the electrode layer 13. The same material as the separator layer solid electrolyte described above can be used for the NASICON type oxide 35.

焼結体31は、スピネル型酸化物33又はその前駆体と、ナシコン型酸化物35又はその前駆体とを含む成形体を、加熱処理することで得ることができる。加熱処理の条件は、電極積層体11と同様の条件を使用できる。   The sintered body 31 can be obtained by heat-treating a molded body containing the spinel type oxide 33 or its precursor and the Nasicon type oxide 35 or its precursor. The conditions for the heat treatment can be the same as those for the electrode laminate 11.

スピネル型酸化物33又はその前駆体と、ナシコン型酸化物35又はその前駆体との粉末状の混合物を、金型に入れて加圧するか、塗布等によりシート状にするかして、所定の形状を持つ成形体が得られる。シート状に成形する場合、例えば混合物を含むスラリーを塗布し、溶媒を乾燥する方法が考えられる。なお、スラリーには、必要に応じて可塑剤、バインダー、分散剤等を添加しても良い。成形圧力は、金型では例えば、100MPa以上1000MPa以下の範囲とすることができ、シート状では例えば、ロールプレス等を用いて線圧20N/mm以上2000N/mm以下の範囲とすることができる。   A powdery mixture of the spinel type oxide 33 or its precursor and the NASICON type oxide 35 or its precursor is placed in a mold and pressed, or formed into a sheet by coating, etc. A shaped body having a shape is obtained. When forming into a sheet, for example, a method of applying a slurry containing a mixture and drying the solvent can be considered. A plasticizer, a binder, a dispersant, etc. may be added to the slurry as needed. The molding pressure can be set to, for example, 100 MPa or more and 1000 MPa or less in a mold, and can be set to a linear pressure of 20 N / mm or more and 2000 N / mm or less by using a roll press or the like, for example.

<リチウムイオン電池>
本発明のリチウムイオン電池は、リチウムイオンを吸蔵放出する負極層と、リチウムイオンを伝導するセパレータ層と、リチウムイオンを吸蔵放出する正極層とをこの順に積層しており、負極層又は正極層とセパレータ層として、本発明の電極積層体11や21を使用することができ、負極層又は正極層として本発明の焼結体31を使用することができる。
<Lithium-ion battery>
The lithium-ion battery of the present invention is a negative electrode layer that stores and releases lithium ions, a separator layer that conducts lithium ions, and a positive electrode layer that stores and releases lithium ions are laminated in this order, and a negative electrode layer or a positive electrode layer. The electrode laminate 11 or 21 of the present invention can be used as the separator layer, and the sintered body 31 of the present invention can be used as the negative electrode layer or the positive electrode layer.

例えば、電極積層体11の電極層13の電極活物質として、スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiОである酸化物を使用する場合、この酸化物は、リチウムイオン二次電池の負極活物質として用いられる場合が多いが、金属リチウムやリチウム合金等、充放電電位がチタン酸リチウムに対して相対的に卑な材料を対極(負極)に用いれば、正極活物質として用いることができる。また、電極積層体を、金属リチウムやリチウム合金等を対極として、一次電池の電極として用いることもできる。なお、本発明で、リチウムイオン電池とは、一次電池と二次電池の両方を含み、更に、金属リチウムやリチウム合金を電極として用いる電池だけでなく、正極及び負極間でリチウムイオンが移動する電気化学デバイス全体を含む。 For example, if the electrode active material of the electrode layer 13 of the electrode stack 11 has a spinel type crystal structure, using an oxide constituent elements ratio of Li x M y Ti z О 4 , this oxide, lithium It is often used as a negative electrode active material for ion secondary batteries, but if a material that has a charge / discharge potential relatively less than lithium titanate, such as metallic lithium or a lithium alloy, is used as the counter electrode (negative electrode), it will become a positive electrode active material. It can be used as a substance. Further, the electrode laminated body can be used as an electrode of a primary battery by using metallic lithium, a lithium alloy or the like as a counter electrode. In the present invention, the lithium ion battery includes both a primary battery and a secondary battery, and is not only a battery using metal lithium or a lithium alloy as an electrode, but also an electric battery in which lithium ions move between a positive electrode and a negative electrode. Includes the entire chemical device.

また、本発明のリチウムイオン電池は、負極層及び正極層の表面に、集電体層を設けてもよい。集電体層は、全固体電池に充放電時に外部と電気をやり取りするために設けられ、電子伝導性のある材料、通常は金属、炭素材料などの電子伝導性物質そのものや、電子伝導性物質を酸化物などからなるマトリックス中に分散させた材料で構成される。集電体層を構成する金属としては、ニッケル、銅、銀、金などからなる群から選ばれる少なくとも一種の金属を用いることができる。集電体層は、金属ペーストを塗布し、水素などを含む還元ガスを含む雰囲気で焼成することで得ることができる。本発明においては、材料を適切に選べば、集電体層、複合体電極、セパレータ層、対極層の全てを積層した状態で一括焼結して、全固体電池を得ることも可能である。   Further, in the lithium ion battery of the present invention, a current collector layer may be provided on the surfaces of the negative electrode layer and the positive electrode layer. The current collector layer is provided in the all-solid-state battery for exchanging electricity with the outside during charging and discharging, and is a material having electron conductivity, usually an electron conductive substance itself such as metal or carbon material, or an electron conductive substance. It is composed of a material in which is dispersed in a matrix made of oxide or the like. As the metal constituting the current collector layer, at least one metal selected from the group consisting of nickel, copper, silver, gold and the like can be used. The current collector layer can be obtained by applying a metal paste and firing it in an atmosphere containing a reducing gas containing hydrogen or the like. In the present invention, if the materials are appropriately selected, it is possible to obtain an all-solid-state battery by collectively sintering the current collector layer, the composite electrode, the separator layer, and the counter electrode layer in a laminated state.

負極層又は正極層とセパレータ層として、本発明の電極積層体11を使用するリチウムイオン電池は、例えば、構成元素比がLiTiОである酸化物又はその前駆体を含む層と、セパレータ層固体電解質又はその前駆体とを含む層と、対極となる電極活物質又はその前駆体を含む層と、がこの順に積層してなる積層体に対して、加熱処理することで得ることができる。 As negative electrode layer or positive electrode layer and the separator layer, a lithium ion battery using the electrode stack 11 of the present invention, for example, a layer containing oxide or its precursor constituent elements ratio of Li x M y Ti z О 4 And a layer containing a separator layer solid electrolyte or a precursor thereof, and a layer containing an electrode active material or a precursor thereof serving as a counter electrode are laminated in this order to obtain a heat treatment. be able to.

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はかかる実施例により限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.

[LiCrTiO粒子の調製]
Cr、TiO、LiOH・HOをLi:Cr:Ti=1.05:1:1(モル比)で混合し、アルミナ製の焼成ボートに入れ、950℃で12時間、大気雰囲気で焼成した。その後、機械的に解砕した。
得られた粉末について粉末X線回折測定を行ったところ、Li(CrTiO)[ICDD番号01−086−1173]に比定される回折線が検出された。
また、得られた粉末の比表面積を測定したところ、15.9m/gであった。
[Preparation of LiCrTiO 4 particles]
Cr 2 O 3 , TiO 2 , and LiOH.H 2 O were mixed in a Li: Cr: Ti = 1.05: 1: 1 (molar ratio), put into a firing boat made of alumina, and exposed to air at 950 ° C. for 12 hours. Fired in the atmosphere. Then, it was mechanically disintegrated.
When powder X-ray diffraction measurement was performed on the obtained powder, a diffraction line identified by Li (CrTiO 4 ) [ICDD number 01-086-1173] was detected.
The specific surface area of the obtained powder was measured and found to be 15.9 m 2 / g.

[MgTiO粒子の調製]
TiO、Mg(OH)をMg:Ti=2:1(モル比)で混合し、アルミナ製の焼成ボートに入れ、1400℃で10時間、大気雰囲気で焼成した。その後、機械的に解砕した。
得られた粉末について粉末X線回折測定を行ったところ、MgTiO[ICDD番号00−025−1157]に比定される回折線が検出された。
また、得られた粉末の比表面積を測定したところ、7.7m/gであった。
[Preparation of Mg 2 TiO 4 Particles]
TiO 2 and Mg (OH) 2 were mixed at a ratio of Mg: Ti = 2: 1 (molar ratio), put into an alumina firing boat, and fired at 1400 ° C. for 10 hours in the atmosphere. Then, it was mechanically disintegrated.
When powder X-ray diffraction measurement was performed on the obtained powder, a diffraction line determined by Mg 2 TiO 4 [ICDD number 00-025-1157] was detected.
The specific surface area of the obtained powder was measured and found to be 7.7 m 2 / g.

[LiMgTi粒子の調製]
TiO、MgO、LiCOをLi:Mg:Ti=2:1:3(モル比)で混合し、アルミナ製の焼成ボートに入れ、1100℃で8時間、大気雰囲気で焼成した。その後、機械的に解砕した。
得られた粉末について粉末X線回折測定を行ったところ、LiMgTi[ICDD番号01−089−1308]に比定される回折線が検出された。
また、得られた粉末の比表面積を測定したところ、8.4m/gであった。
[Preparation of Li 2 MgTi 3 O 8 Particles]
TiO 2 , MgO, and Li 2 CO 3 were mixed at a Li: Mg: Ti = 2: 1: 3 (molar ratio), put into an alumina firing boat, and fired at 1100 ° C. for 8 hours in the atmosphere. Then, it was mechanically disintegrated.
When powder X-ray diffraction measurement was performed on the obtained powder, a diffraction line identified by Li 2 MgTi 3 O 8 [ICDD number 01-089-1308] was detected.
The specific surface area of the obtained powder was measured and found to be 8.4 m 2 / g.

[LZP粒子の調製]
LiCO、ZrO、NHPO、NaCOをLi:Zr:Na:P=1.15:1.95:0.05:3(モル比)で混合し、アルミナ製の焼成ボートに入れ、500℃で1時間、続いて800℃で6時間、大気雰囲気で仮焼成を行った。その後、得られた粉末を機械的に解砕し、1200℃で20時間、大気雰囲気で本焼成を行った。
得られた粉末について粉末X線回折測定を行ったところ、LiZr(PO[ICDD番号01−070−6734]に比定される回折線が検出された。仕込んだ組成から、一部のZrがNaに置換された、ナシコン型結晶構造を持つLi1.15Zr1.95Na0.05(POが得られたと考えられる。
[Preparation of LZP particles]
Li 2 CO 3 , ZrO 2 , NH 4 H 2 PO 4 , and Na 2 CO 3 were mixed with Li: Zr: Na: P = 1.15: 1.95: 0.05: 3 (molar ratio), and alumina was mixed. It was put in a baking boat made of a ceramics, and pre-baked at 500 ° C. for 1 hour and then at 800 ° C. for 6 hours in an air atmosphere. After that, the obtained powder was mechanically crushed and subjected to main calcination at 1200 ° C. for 20 hours in an air atmosphere.
When powder X-ray diffraction measurement was performed on the obtained powder, a diffraction line determined by LiZr 2 (PO 4 ) 3 [ICDD number 01-070-6734] was detected. It is considered that Li 1.15 Zr 1.95 Na 0.05 (PO 4 ) 3 having a Nasicon type crystal structure in which a part of Zr was substituted with Na was obtained from the composition charged.

[実施例1−1]
[チタン酸リチウムランタン(LLTO)粒子の調製]
LiCO、La(OH)、TiOをLi:La:Ti=0.38:0.56:1(モル比)で採取し、イソプロピルアルコール中にて遊星ボールミル(400rpm/ジルコニアボール)で4時間、混合・粉砕を行った。得られた粉末をボールとイソプロピルアルコールから分離し、200℃にて乾燥し、原料混合体を得た。得られた混合体を1150℃、2時間、大気雰囲気で焼成を行った。
得られた粉末について粉末X線回折測定を行ったところ、LLTO[ICDD番号01−087−0935]]に比定される回折線が検出された。
[Example 1-1]
[Preparation of lithium lanthanum titanate (LLTO) particles]
Li 2 CO 3 , La (OH) 3 and TiO 2 were sampled at Li: La: Ti = 0.38: 0.56: 1 (molar ratio) and planetary ball mill (400 rpm / zirconia balls) in isopropyl alcohol. The mixture was mixed and ground for 4 hours. The obtained powder was separated from the balls and isopropyl alcohol and dried at 200 ° C. to obtain a raw material mixture. The obtained mixture was fired at 1150 ° C. for 2 hours in the air atmosphere.
When powder X-ray diffraction measurement was performed on the obtained powder, a diffraction line determined by LLTO [ICDD number 01-087-0935]] was detected.

[電極複合体粒子の調製]
上記で作製したLiCrTiO粒子とLLTO粒子を重量比1:1で採取し、イソプロピルアルコール中にて遊星ボールミル(300rpm/ジルコニアボール)で9時間、混合・粉砕を行った。得られた粉末をボールとイソプロピルアルコールから分離し、200℃にて乾燥し、電極複合体粒子を得た。
[Preparation of electrode composite particles]
The LiCrTiO 4 particles and the LLTO particles produced above were sampled at a weight ratio of 1: 1 and mixed and pulverized in isopropyl alcohol with a planetary ball mill (300 rpm / zirconia balls) for 9 hours. The obtained powder was separated from the balls and isopropyl alcohol and dried at 200 ° C. to obtain electrode composite particles.

[電極層グリーンシートの作製]
(ペースト調製工程)
ポリビニルブチラールをトルエンと2−プロパノールの混合溶媒に溶解させてバインダー溶液を調製した。このバインダー溶液に上記の電極複合体粒子を添加して混練することにより、電極層ペーストを調製した。
[Production of electrode layer green sheet]
(Paste preparation process)
Polyvinyl butyral was dissolved in a mixed solvent of toluene and 2-propanol to prepare a binder solution. The above electrode composite particles were added to this binder solution and kneaded to prepare an electrode layer paste.

(塗工工程)
得られた電極層ペーストをドクターブレード法により、ポリエチレンテエレフタレート(PET)フィルムの上に塗工し、60℃で10分間乾燥させて電極層グリーンシートを作製した。
(Coating process)
The obtained electrode layer paste was applied onto a polyethylene terephthalate (PET) film by a doctor blade method and dried at 60 ° C. for 10 minutes to prepare an electrode layer green sheet.

[中間層粒子の調製]
上記で作製したLLTO粒子を、イソプロピルアルコール中にて遊星ボールミル(300rpm/ジルコニアボール)で9時間、粉砕を行った。得られた粉末をボールとイソプロピルアルコールから分離し、200℃にて乾燥し、中間層粒子を得た。
[Preparation of intermediate layer particles]
The LLTO particles produced above were pulverized in isopropyl alcohol with a planetary ball mill (300 rpm / zirconia balls) for 9 hours. The obtained powder was separated from the balls and isopropyl alcohol and dried at 200 ° C to obtain intermediate layer particles.

[中間層グリーンシートの作製]
上記電極層グリーンシートの作製と同様の方法で、電極複合体粒子の代わりに中間層粒子を用い、中間層グリーンシートを作製した。
[Preparation of intermediate layer green sheet]
An intermediate layer green sheet was produced by using the intermediate layer particles instead of the electrode composite particles in the same manner as in the production of the electrode layer green sheet.

[セパレータ層粒子の調製]
上記で作製したLZP粒子を、イソプロピルアルコール中にて遊星ボールミル(300rpm/ジルコニアボール)で9時間、粉砕を行った。得られた粉末をジルコニアボールとイソプロピルアルコールから分離し、200℃にて乾燥し、セパレータ層粒子を得た。
[Preparation of Separator Layer Particles]
The LZP particles produced above were pulverized in isopropyl alcohol with a planetary ball mill (300 rpm / zirconia balls) for 9 hours. The obtained powder was separated from zirconia balls and isopropyl alcohol and dried at 200 ° C. to obtain separator layer particles.

[セパレータ層グリーンシートの作製]
上記電極層グリーンシートの作製と同様の方法で、電極複合体粒子の代わりにセパレータ層粒子を用い、セパレータ層グリーンシートを作製した。
[Preparation of separator layer green sheet]
A separator layer green sheet was prepared by using the separator layer particles instead of the electrode composite particles in the same manner as in the preparation of the electrode layer green sheet.

[グリーンシート積層体の作製]
作製した電極層グリーンシート、中間層グリーンシート、およびセパレータ層グリーンシートを直径12mmの円盤状に裁断した。裁断した電極層グリーンシートの上に、裁断してPETフィルムを剥離した中間層グリーンシートと、裁断してPETフィルムを上面に向けたセパレータ層グリーンシートをこの順に載せ、熱圧着装置で80℃、30分間熱圧着した後、最上層と最下層のPETフィルムを剥離することにより、電極層―中間層―セパレータ層のグリーンシート積層体を作製した。
[Production of green sheet laminate]
The produced electrode layer green sheet, intermediate layer green sheet, and separator layer green sheet were cut into a disk shape having a diameter of 12 mm. On the cut electrode layer green sheet, an intermediate layer green sheet that has been cut and the PET film has been peeled off, and a separator layer green sheet that has been cut and the PET film has faced the upper surface are placed in this order, and at 80 ° C. with a thermocompression bonding device, After thermocompression bonding for 30 minutes, the uppermost and lowermost PET films were peeled off to prepare a green sheet laminate of electrode layer-intermediate layer-separator layer.

[焼結体の作製]
上記の方法で作製したグリーンシート積層体をアルミナ板で挟み、500℃、10時間、大気下での予備焼成でポリビニルブチラールを除去した後、700℃で12時間、窒素雰囲気で本焼成することで焼結体を作製した。
[Production of sintered body]
By sandwiching the green sheet laminate manufactured by the above method between alumina plates, removing polyvinyl butyral by pre-baking in the air at 500 ° C. for 10 hours, and then performing main baking in a nitrogen atmosphere at 700 ° C. for 12 hours. A sintered body was produced.

[焼結体の評価]
上記の方法で作製した焼結体の各層は密着しており、一体化した積層体が得られたことを確認した。焼結体を粉砕して粉末X線回折測定を行ったところ、LiCrTiO[ICDD番号01−086−1173]、LLTO[ICDD番号01−087−0935]、LiZr(PO[ICDD番号01−070−6734]に比定される回折線が検出された。
[Evaluation of sintered body]
It was confirmed that the layers of the sintered body produced by the above method were in close contact with each other, and an integrated laminate was obtained. When a powder X-ray diffraction measurement was performed by crushing the sintered body, LiCrTiO 4 [ICDD number 01-086-1173], LLTO [ICDD number 01-087-0935], LiZr (PO 4 ) 3 [ICDD number 01 -070-6734] was detected.

[実施例1−2]
[焼結体の作製・評価]
本焼成温度を800℃とする以外は実施例1−1と同一の方法で焼結体を作製した。
上記の方法で作製した焼結体の各層は密着しており、一体化した積層体が得られたことを確認した。焼結体を粉砕して粉末X線回折測定を行ったところ、LiCrTiO[ICDD番号01−086−1173]、LLTO[ICDD番号01−087−0935]、LiZr(PO[ICDD番号01−070−6734]、ZrO[ICDD番号01−070−6627]、LaPO[ICDD番号01−084−0600]、LiPO[ICDD番号01−015−0760]、TiO[ICDD番号00−021−1276]に比定される回折線が検出された。
[Example 1-2]
[Production and evaluation of sintered body]
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the main firing temperature was 800 ° C.
It was confirmed that the layers of the sintered body produced by the above method were in close contact with each other, and an integrated laminate was obtained. When a powder X-ray diffraction measurement was performed by crushing the sintered body, LiCrTiO 4 [ICDD number 01-086-1173], LLTO [ICDD number 01-087-0935], LiZr (PO 4 ) 3 [ICDD number 01 -070-6734], ZrO 2 [ICDD No. 01-070-6627], LaPO 4 [ICDD No. 01-084-0600], Li 3 PO 4 [ ICDD No. 01-015-0760], TiO 2 [ICDD No. 00 -021-1276] was detected.

[実施例1−3]
[焼結体の作製・評価]
本焼成温度を850℃とする以外は実施例1−1と同一の方法で焼結体を作製した。
上記の方法で作製した焼結体の各層は密着しており、一体化した積層体が得られたことを確認した。焼結体を粉砕して粉末X線回折測定を行ったところ、LiCrTiO[ICDD番号01−086−1173]、LLTO[ICDD番号01−087−0935]、LiZr(PO[ICDD番号01−070−6734]、ZrO[ICDD番号01−089−9066]、LaPO[ICDD番号01−084−0600]、LiPO[ICDD番号01−015−0760]、TiO[ICDD番号00−021−1276]に比定される回折線が検出された。
TiOの最強線強度Iと、LiCrTiOの最強線強度Iの比をI/I、ZrOの最強線強度Iと、LZPの最強線強度Iの比をI/Iとした。
[Example 1-3]
[Production and evaluation of sintered body]
A sintered body was produced in the same manner as in Example 1-1, except that the main firing temperature was 850 ° C.
It was confirmed that the layers of the sintered body produced by the above method were in close contact with each other, and an integrated laminate was obtained. When a powder X-ray diffraction measurement was performed by crushing the sintered body, LiCrTiO 4 [ICDD number 01-086-1173], LLTO [ICDD number 01-087-0935], LiZr (PO 4 ) 3 [ICDD number 01 -070-6734], ZrO 2 [ICDD No. 01-089-9066], LaPO 4 [ICDD No. 01-084-0600], Li 3 PO 4 [ ICDD No. 01-015-0760], TiO 2 [ICDD No. 00 -021-1276] was detected.
The strongest ray intensity I 1 of TiO 2, and the ratio of the strongest ray intensity I 2 I 1 / I 2, the strongest intensity I 3 of ZrO 2 of LiCrTiO 4, the ratio of the strongest ray intensity I 4 of LZP I 3 / It was set to I 4 .

Figure 2020071948
Figure 2020071948

以上の通り、実施例1−1〜1−3では、LiCrTiO(電極層電極活物質に該当)とLLTO(電極層固体電解質に該当)を含む電極層と、LLTO(中間層固体電解質)を含む中間層と、LiZr(PO(セパレータ層固体電解質)を含むセパレータ層との積層体を得た。 As described above, in Examples 1-1 to 1-3, the electrode layer containing LiCrTiO 4 (corresponding to the electrode layer electrode active material) and LLTO (corresponding to the electrode layer solid electrolyte) and LLTO (intermediate layer solid electrolyte) were used. A laminated body of an intermediate layer containing the same and a separator layer containing LiZr (PO 4 ) 3 (separator layer solid electrolyte) was obtained.

[混合焼結試験]
[実施例2]
上記で作製したLiCrTiO粒子とLZP粒子を重量比1:1の割合で混合した粉末を用いて、円板状の成形体を作成した。成形体を大気雰囲気で2時間、600℃、700℃又は800℃と焼成温度を変えて焼結体を作成した。焼結体を粉砕し、粉末X線回折測定を行ったところ、以下の表に示すような成分に比定される回折線が検出された。焼成温度が600℃と700℃である実施例2−1と2−2では、副反応生成物が検出されなかったが、焼成温度が800℃である実施例2−3では、TiOやZrOやCrOなどの副反応生成物が検出された。TiOの最強線強度Iと、LiCrTiOの最強線強度Iの比であるI/Iは、0.18であり、ZrOの最強線強度Iと、LZPの最強線強度Iの比であるI/Iは、0.19であった。
[Mixed sintering test]
[Example 2]
A disk-shaped compact was prepared using the powder prepared by mixing the LiCrTiO 4 particles and the LZP particles prepared above in a weight ratio of 1: 1. The sintered body was prepared by changing the firing temperature of the molded body to 600 ° C., 700 ° C. or 800 ° C. for 2 hours in the air atmosphere. When the sinter was crushed and subjected to powder X-ray diffraction measurement, diffraction lines determined by the components shown in the table below were detected. No side reaction products were detected in Examples 2-1 and 2-2 in which the firing temperatures were 600 ° C. and 700 ° C., but in Example 2-3 in which the firing temperature was 800 ° C., TiO 2 and ZrO 2 were produced. Side reaction products such as 2 and CrO 2 were detected. The strongest ray intensity I 1 of TiO 2, I 1 / I 2 is the ratio of the strongest ray intensity I 2 of LiCrTiO 4 is 0.18, and the strongest intensity I 3 of ZrO 2, the strongest intensity of LZP The ratio of I 4 , I 3 / I 4, was 0.19.

Figure 2020071948
Figure 2020071948

[実施例3]
上記で作製したMgTiO粒子とLZP粒子を重量比1:1の割合で混合した粉末を用いて、円板状の成形体を作成した。成形体を大気雰囲気で2時間、600℃、700℃、800℃又は900℃と焼成温度を変えて焼結体を作成した。焼結体を粉砕し、粉末X線回折測定を行ったところ、以下の表に示すような成分に比定される回折線が検出された。焼成温度が600℃、700℃、800℃である実施例3−1、3−2、3−3では、副反応生成物が検出されなかったが、焼成温度が900℃である実施例3−4では、ZrOやTiOなどの副反応生成物が検出された。TiOの最強線強度Iと、MgTiOの最強線強度Iの比であるI/Iは、0.12であり、ZrOの最強線強度Iと、LZPの最強線強度Iの比であるI/Iは、0.62であった。
[Example 3]
A disk-shaped compact was prepared using the powder prepared by mixing the Mg 2 TiO 4 particles and the LZP particles prepared above in a weight ratio of 1: 1. The sintered body was prepared by changing the firing temperature of the molded body to 600 ° C., 700 ° C., 800 ° C. or 900 ° C. for 2 hours in the air atmosphere. When the sinter was crushed and subjected to powder X-ray diffraction measurement, diffraction lines determined by the components shown in the table below were detected. In Examples 3-1, 3-2, and 3-3 in which the firing temperatures were 600 ° C., 700 ° C., and 800 ° C., no side reaction product was detected, but the firing temperature in Example 3 was 900 ° C. In 4, the side reaction products such as ZrO 2 and TiO 2 were detected. The strongest ray intensity I 1 of TiO 2, I 1 / I 2 is the ratio of the strongest ray intensity I 2 of MgTiO 4 is 0.12, and the strongest intensity I 3 of ZrO 2, the strongest intensity of LZP The ratio of I 4 , I 3 / I 4, was 0.62.

Figure 2020071948
Figure 2020071948

[実施例4]
上記で作製したLiMgTi粒子とLZP粒子を重量比1:1の割合で混合した粉末を用いて、円板状の成形体を作成した。成形体を大気雰囲気で2時間、600℃、700℃と焼成温度を変えて、焼結体を作成した。焼結体を粉砕し、粉末X線回折測定を行ったところ、以下の表に示すような成分に比定される回折線が検出された。焼成温度が600℃である実施例4−1では、LiMgTiとLiZr(PO以外の副反応生成物が検出されなかったが、焼成温度が700℃である実施例4−2では、TiOなどの副反応生成物が検出された。
[Example 4]
A disk-shaped compact was created using the powder prepared by mixing the Li 2 MgTi 3 O 8 particles and the LZP particles produced at the ratio of 1: 1 by weight. The sintered body was prepared by changing the firing temperature of the molded body to 600 ° C. and 700 ° C. for 2 hours in the air atmosphere. When the sintered body was crushed and subjected to powder X-ray diffraction measurement, diffraction lines that were determined by the components shown in the table below were detected. In Example 4-1, where the firing temperature was 600 ° C., no side reaction products other than Li 2 MgTi 3 O 8 and LiZr 2 (PO 4 ) 3 were detected, but the firing temperature was 700 ° C. In 4-2, side reaction products such as TiO 2 were detected.

Figure 2020071948
Figure 2020071948

[比較例1]
市販のスピネル型LiTi12(LTO)粉末(比表面積7.5m/g)と、上記で作製したLZP粒子を重量比1:1の割合で混合した粉末を用いて、円板状の成形体を作成した。成形体大気雰囲気で2時間、600℃、700℃又は800℃と焼成温度を変えて、焼結体を作成した。焼結体を粉砕し粉末X線回折測定を行ったところ、以下の表に示すような成分に比定される回折線が検出された。比較例1−1〜1−3のいずれにおいても、アナターゼ型TiOなどの副反応生成物が検出された。比較例1−3ではTiOの最強線強度Iと、LTOの最強線強度Iの比であるI/Iは、>1であり、ZrOの最強線強度Iと、LZPの最強線強度Iの比であるI/Iは、0.56であった。
[Comparative Example 1]
A disk prepared by mixing commercially available spinel type Li 4 Ti 5 O 12 (LTO) powder (specific surface area 7.5 m 2 / g) and the LZP particles prepared above in a weight ratio of 1: 1 was used. A shaped body was formed. A sintered body was prepared by changing the firing temperature to 600 ° C., 700 ° C. or 800 ° C. for 2 hours in the air atmosphere of the molded body. When the sintered body was crushed and subjected to powder X-ray diffraction measurement, diffraction lines that were determined by the components shown in the following table were detected. In all of Comparative Examples 1-1 to 1-3, side reaction products such as anatase TiO 2 were detected. The strongest ray intensity I 1 of the Comparative Example 1-3 in TiO 2, I 1 / I 2 is the ratio of the strongest ray intensity I 2 of the LTO is> 1, the strongest ray intensity I 3 of ZrO 2, LZP The ratio of the strongest line intensity I 4 of I 3 / I 4 was 0.56.

Figure 2020071948
Figure 2020071948

以上の結果から、比較例1から、LTOとLZPは焼成温度が600℃であっても副反応を生じるが、LTOに代えてLiCrTiO、MgTiO、LiMgTiを用いた実施例2〜4では600℃で焼成しても、副反応生成物が検出されなかった。特に、実施例3のようにMgTiOを使用した場合、800℃においても副反応生成物が検出されなかった。 From the above results, from Comparative Example 1, LTO and LZP cause a side reaction even at a firing temperature of 600 ° C., but LiCrTiO 4 , Mg 2 TiO 4 , and Li 2 MgTi 3 O 8 were used instead of LTO. In Examples 2 to 4, no side reaction product was detected even when calcined at 600 ° C. In particular, when Mg 2 TiO 4 was used as in Example 3, no side reaction product was detected even at 800 ° C.

すなわち、LZPとの焼結体を得る際に、LTOよりも、LiCrTiO、MgTiO、LiMgTiを用いた際の方が、同じ600℃、700℃、800℃で比較したところ、副反応生成物の量を示すI/IおよびI/Iが小さく、副反応が抑制されていることが分かる。 That is, when obtaining a sintered body with LZP, when using LiCrTiO 4 , Mg 2 TiO 4 , and Li 2 MgTi 3 O 8 rather than LTO, the same 600 ° C., 700 ° C., and 800 ° C. were compared. As a result, I 1 / I 2 and I 3 / I 4 showing the amounts of the side reaction products were small, and it was found that the side reactions were suppressed.

11 電極積層体
13 電極層
15 セパレータ層
21 電極積層体
23 中間層
31 焼結体
33 ナシコン型酸化物
35 スピネル型酸化物
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Electrode laminated body 13 Electrode layer 15 Separator layer 21 Electrode laminated body 23 Intermediate layer 31 Sintered body 33 Nasicon type oxide 35 Spinel type oxide

Claims (15)

電極活物質を含む電極層と、固体電解質を含むセパレータ層とがこの順に積層してなり、
前記電極活物質が、スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である。)である酸化物であり、
前記固体電解質が、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物であることを特徴とする電極積層体。
An electrode layer containing an electrode active material and a separator layer containing a solid electrolyte are laminated in this order,
The electrode active material has a spinel type crystal structure, constituent elements ratio Li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2,0 <y ≦ 2,1 ≦ z ≦ 1.5, M is other than titanium Which is x + n × y + 4 × z = 8, where the valence of M is n and the valence of M is n).
An electrode laminate, wherein the solid electrolyte is an oxide having a Nasicon type crystal structure.
前記スピネル型結晶構造を持つ酸化物が、LiCrTiO、MgTiO、LiMgTi、LiZnTi、ZnTiO、及びZnTiから選ばれる一つであることを特徴とする請求項1に記載の電極積層体。 The oxide having the spinel type crystal structure is one selected from LiCrTiO 4 , Mg 2 TiO 4 , Li 2 MgTi 3 O 8 , Li 2 ZnTi 3 O 8 , Zn 2 TiO 4 , and Zn 2 Ti 3 O 8. The electrode laminate according to claim 1, wherein 前記ナシコン型結晶構造をもつ酸化物が、リチウムとジルコニウムとリンと酸素を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載の電極積層体。   The electrode laminate according to claim 1 or 2, wherein the oxide having the NASICON type crystal structure contains lithium, zirconium, phosphorus and oxygen. 前記電極積層体が、前記電極層と前記セパレータ層が積層した状態で一体焼結された焼結体であり、
前記焼結体を粉砕して粉末X線回折測定を行って得られた回折パターンにおいて、
前記電極活物質に由来する副反応生成物の最強線強度Iと、前記電極活物質の最強線強度Iの比、I/Iが1以下であり、前記セパレータ層に含まれる固体電解質に由来する副反応生成物の最強線強度Iと、前記セパレータ層に含まれる固体電解質の最強線強度Iの比、I/Iが1以下であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電極積層体。
The electrode laminate is a sintered body integrally sintered in a state where the electrode layer and the separator layer are laminated,
In the diffraction pattern obtained by pulverizing the sintered body and performing powder X-ray diffraction measurement,
The ratio of the strongest line intensity I 1 of the side reaction product derived from the electrode active material to the strongest line intensity I 2 of the electrode active material, I 1 / I 2 is 1 or less, and the solid contained in the separator layer. claim that the strongest ray intensity I 3 of the side reaction products derived from the electrolyte, the ratio of the strongest ray intensity I 4 of the solid electrolyte contained in the separator layer, characterized in that I 3 / I 4 is less than or equal to 1 The electrode laminate according to any one of 1 to 3.
前記電極層が、さらに、固体電解質を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電極積層体。   The electrode layered product according to any one of claims 1 to 4, wherein the electrode layer further contains a solid electrolyte. 前記電極層に含まれる固体電解質が、ペロブスカイト型結晶構造を持つ酸化物であることを特徴とする請求項5に記載の電極積層体。   The electrode stack according to claim 5, wherein the solid electrolyte contained in the electrode layer is an oxide having a perovskite type crystal structure. 前記電極層と前記セパレータ層との間に、固体電解質を含む中間層を有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の電極積層体。   The electrode laminate according to any one of claims 1 to 6, further comprising an intermediate layer containing a solid electrolyte between the electrode layer and the separator layer. 前記電極層が、さらに、ペロブスカイト型結晶構造を持つチタン酸リチウムランタンを固体電解質として含み、
前記中間層に含まれる固体電解質が、ペロブスカイト型結晶構造を持つチタン酸リチウムランタンであり、
前記電極層、前記中間層、前記セパレータ層の順に積層してなることを特徴とする請求項7に記載の電極積層体。
The electrode layer further contains lithium lanthanum titanate having a perovskite type crystal structure as a solid electrolyte,
The solid electrolyte contained in the intermediate layer is lithium lanthanum titanate having a perovskite type crystal structure,
The electrode laminate according to claim 7, wherein the electrode layer, the intermediate layer, and the separator layer are laminated in this order.
請求項1に記載の電極積層体の製造方法であって、
スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である。)である酸化物又はその前駆体を含む層と、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物又はその前駆体を含む層とがこの順に積層してなる積層体を加熱処理することを特徴とする電極積層体の製造方法。
It is a manufacturing method of the electrode laminated body according to claim 1,
Having a spinel type crystal structure, constituent elements ratio Li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2,0 <y ≦ 2,1 ≦ z ≦ 1.5, M is a divalent or trivalent than titanium Of the metal element of the above formula, x = n × y + 4 × z = 8 where n is the valence of M) or a layer containing a precursor thereof, and an oxide having a Nasicon type crystal structure or a precursor thereof. A method for manufacturing an electrode laminated body, comprising heat-treating a laminated body in which layers are laminated in this order.
前記加熱処理の温度が、550℃以上1000℃以下であることを特徴とする請求項9に記載の電極積層体の製造方法。   The method for producing an electrode laminate according to claim 9, wherein the temperature of the heat treatment is 550 ° C or higher and 1000 ° C or lower. 前記加熱処理の温度が、650℃超900℃以下であることを特徴とする請求項9に記載の電極積層体の製造方法。   The method for producing an electrode laminate according to claim 9, wherein the temperature of the heat treatment is more than 650 ° C and 900 ° C or less. リチウムを吸蔵放出する負極活物質を含む負極層と、リチウムを伝導する固体電解質を含むセパレータ層と、リチウムを吸蔵放出する正極活物質を含む正極層とをこの順に積層してなり、
前記負極活物質又は前記正極活物質が、スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である)である酸化物であり、
前記固体電解質は、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物であることを特徴とする全固体リチウム電池。
A negative electrode layer including a negative electrode active material that absorbs and releases lithium, a separator layer that includes a solid electrolyte that conducts lithium, and a positive electrode layer that includes a positive electrode active material that absorbs and releases lithium are laminated in this order,
The negative active material or the positive electrode active material, has a spinel type crystal structure, constituent elements ratio Li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2,0 <y ≦ 2,1 ≦ z ≦ 1.5 , M is a divalent or trivalent metal element other than titanium, and is an oxide of x + n × y + 4 × z = 8 where the valence of M is n).
The all-solid-state lithium battery, wherein the solid electrolyte is an oxide having a Nasicon type crystal structure.
スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である)である酸化物と、
ナシコン型結晶構造を持つ酸化物と、
を含むことを特徴とする焼結体。
Having a spinel type crystal structure, constituent elements ratio Li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2,0 <y ≦ 2,1 ≦ z ≦ 1.5, M is a divalent or trivalent than titanium Of the metal element of, x + n × y + 4 × z = 8, where M is n-valent).
An oxide having a NASICON type crystal structure,
A sintered body comprising:
前記ナシコン型結晶構造をもつ酸化物が、リチウムとジルコニウムとリンを含むことを特徴とする請求項13に記載の焼結体。   The sintered body according to claim 13, wherein the oxide having a NASICON type crystal structure contains lithium, zirconium, and phosphorus. 請求項13に記載の焼結体の製造方法であって、
スピネル型結晶構造を持ち、構成元素比がLiTiО(0≦x≦2、0<y≦2、1≦z≦1.5、Mはチタン以外の2価あるいは3価の金属元素、Mの価数をn価としてx+n×y+4×z=8である)である酸化物又はその前駆体と、ナシコン型結晶構造を持つ酸化物又はその前駆体とを含む成形体を加熱処理することを特徴とする焼結体の製造方法。
A method of manufacturing a sintered body according to claim 13,
Having a spinel type crystal structure, constituent elements ratio Li x M y Ti z О 4 (0 ≦ x ≦ 2,0 <y ≦ 2,1 ≦ z ≦ 1.5, M is a divalent or trivalent than titanium A metal element of the above, an oxide of which is x + n × y + 4 × z = 8 where the valence of M is n, or a precursor thereof, and an oxide having a Nasicon type crystal structure or a precursor thereof. A method for producing a sintered body, which comprises heat treatment.
JP2018203881A 2018-10-30 2018-10-30 Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof Pending JP2020071948A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018203881A JP2020071948A (en) 2018-10-30 2018-10-30 Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018203881A JP2020071948A (en) 2018-10-30 2018-10-30 Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2020071948A true JP2020071948A (en) 2020-05-07

Family

ID=70547960

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018203881A Pending JP2020071948A (en) 2018-10-30 2018-10-30 Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2020071948A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111554906A (en) * 2020-05-15 2020-08-18 辽宁石油化工大学 Lanthanum-doped titanium trioxide-coated co-modified lithium titanate zinc composite material and preparation method thereof
CN112151281A (en) * 2020-09-24 2020-12-29 杭州肄康新材料有限公司 Lithium molybdate composite modified Li2ZnTi3O8Preparation method of nano electrode material
CN112851333A (en) * 2021-03-31 2021-05-28 中国振华集团云科电子有限公司 high-Q-value microwave dielectric ceramic material and preparation method thereof
CN115241442A (en) * 2022-08-23 2022-10-25 四川轻化工大学 Zirconium oxide coated potassium-doped lithium zinc titanate negative electrode material and preparation method thereof

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111554906A (en) * 2020-05-15 2020-08-18 辽宁石油化工大学 Lanthanum-doped titanium trioxide-coated co-modified lithium titanate zinc composite material and preparation method thereof
CN111554906B (en) * 2020-05-15 2023-03-31 辽宁石油化工大学 Lanthanum-doped and titanium sesquioxide-coated co-modified lithium titanate zinc composite material and preparation method thereof
CN112151281A (en) * 2020-09-24 2020-12-29 杭州肄康新材料有限公司 Lithium molybdate composite modified Li2ZnTi3O8Preparation method of nano electrode material
CN112851333A (en) * 2021-03-31 2021-05-28 中国振华集团云科电子有限公司 high-Q-value microwave dielectric ceramic material and preparation method thereof
CN115241442A (en) * 2022-08-23 2022-10-25 四川轻化工大学 Zirconium oxide coated potassium-doped lithium zinc titanate negative electrode material and preparation method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6672848B2 (en) Lithium ion conductive oxide ceramic material having garnet type or garnet type similar crystal structure
WO2018139657A1 (en) Electrode laminate and all solid lithium cell
JP6109672B2 (en) Ceramic cathode-solid electrolyte composite
JP7009390B2 (en) Lithium-ion battery and its manufacturing method
JP6904422B2 (en) Solid electrolytes and all-solid-state batteries
JP6904423B2 (en) Co-firing type all-solid-state battery
JP6632240B2 (en) Lithium ion conductive ceramic material and lithium battery
JP6018930B2 (en) Method for producing positive electrode-solid electrolyte composite
JP2020071948A (en) Electrode laminated body, sintered body, and manufacturing method thereof
JP6109673B2 (en) Ceramic cathode-solid electrolyte composite
JP2019149374A (en) Solid electrolyte and all-solid battery
JP6099407B2 (en) All-solid-state energy storage device
JP2018125062A (en) Method for manufacturing electrode laminate for all-solid lithium battery, electrode composite for all-solid lithium battery, and method for manufacturing the same
JP6669268B2 (en) Solid electrolyte and all-solid battery
JP6168690B2 (en) Ceramic cathode-solid electrolyte composite
JP2019077573A (en) Method of manufacturing sintered body containing spinel type lithium titanate
US20230318031A1 (en) Solid-state battery
JP6705145B2 (en) Composite and method for producing composite
WO2014050572A1 (en) Method for manufacturing all-solid-state lithium ion secondary battery
WO2024157640A1 (en) Solid-state battery
JP7556402B2 (en) Solid electrolyte ceramics and solid-state batteries
US20230402606A1 (en) Solid-state battery
WO2022107801A1 (en) Solid electrolyte ceramic and solid-state battery
US20230291007A1 (en) Solid electrolyte ceramic and solid-state battery
WO2023223810A1 (en) Solid electrolyte ceramic and solid-state battery

Legal Events

Date Code Title Description
RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20190708