JP2021518640A - 固体電池のための固体電解質材料、固体電解質、および固体電池 - Google Patents
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Abstract
固体電池（１０）のための固体電解質材料であって、化学式ＸＭ２（ＰＳ４）３を有し、式中、Ｐはリンであり、Ｓは硫黄であり、Ｘはリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、またはマグネシウム（Ｍｇ０．５）であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、またはＸとアルミニウムとの混合物（Ｘ＋Ａｌ）であり、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈し、ＩＡが１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり、かつＩＢが２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である場合に、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＞０である。また、本開示は、当該固体電解質材料を含む固体電解質、および当該固体電解質を含む固体電池にも関する。
Description
本開示は、固体電池に関し、より具体的には、式ＸＭ２（ＰＳ４）３（式中、ＸはＬｉ、Ｎａ、Ａｇ、またはＭｇ０．５であり、ＭはＴｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｓｉ、Ｓｎ、または（Ｘ＋Ａｌ）である）を有する硫黄を含む固体電解質を含む固体電池に関する。
背景
固体電池によれば、エネルギー密度の高い組電池を実現できる可能性がある。
固体電池によれば、エネルギー密度の高い組電池を実現できる可能性がある。
固体電池のための固体電解質に用いる目的で、異なる材料が研究されている。特に関心がもたれているのは、硫黄を含み、かつ、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１５．０８゜（±０．５０゜）、１５．２８゜（±０．５０゜）、１５．９２゜（±０．５０゜）、１７．５゜（±０．５０゜）、１８．２４゜（±０．５０゜）、２０．３０゜（±０．５０゜）、２３．４４゜（±０．５０゜）、２４．４８゜（±０．５０゜）、および２６．６６゜（±０．５０゜）の位置にピークを呈する材料である。こうした材料は、一般的に、リチウムイオン伝導率が良好である。
しかしながら、固体電解質として適用するためには、こうした材料のリチウムイオン伝導率を増大させることが依然として求められる。実際、リチウムのイオン伝導率を増大させることによって、固体電解質の電子伝導率を増大させることができる。
概要
よって、本開示の実施形態によれば、固体電池のための固体電解質材料が提供される。この固体電解質材料は、化学式ＸＭ２（ＰＳ４）３を有し、式中、Ｐはリンであり、Ｓは硫黄であり、Ｘはリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、またはマグネシウム（Ｍｇ０．５）であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、またはＸとアルミニウムとの混合物（Ｘ＋Ａｌ）であり、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈し、ＩＡが１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり、かつＩＢが２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である場合に、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＞０である。
よって、本開示の実施形態によれば、固体電池のための固体電解質材料が提供される。この固体電解質材料は、化学式ＸＭ２（ＰＳ４）３を有し、式中、Ｐはリンであり、Ｓは硫黄であり、Ｘはリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、またはマグネシウム（Ｍｇ０．５）であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、またはＸとアルミニウムとの混合物（Ｘ＋Ａｌ）であり、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈し、ＩＡが１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり、かつＩＢが２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である場合に、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＞０である。
上述される化学式を有し、かつＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において上述される通りのピークを呈する固体電解質材料は、当該固体電解質材料のＸのイオン伝導率を増大させることのできる結晶構造を有する。
このようにＸ種のイオン伝導率が増大すると、特に低温において、たとえば０℃（セ氏）よりも低温において、電池の急速充電が可能となる。
この固体電解質材料の結晶は、斜方晶系（空間群Ｆｄｄｄ（７０））である。この結晶構造は、ＰＳ４四面体とＭＳ６八面体とからなる。ＰＳ４とＭＳ６とが端を共用することによって三次元（３Ｄ）骨格構造が形成されており、Ｘ種は、この３Ｄ骨格構造の格子間部位に位置している。
複数の実施形態において、固体電解質材料は、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１３．７６゜（±１゜）、１４．７２°（±１゜）、１５．３６゜（±１゜）、１５．９０゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、１７．４２゜（±１゜）、１７．５６゜（±１゜）、１８．５８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈する。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムである。
複数の実施形態において、Ｍはチタンである。
複数の実施形態において、Ｍはチタンである。
複数の実施形態において、Ｍは（Ｘ＋Ａｌ）である。
ＭがＸとアルミニウムとの混合物である場合、Ｘの含有量が増加し、アルミニウムがあるために固体電解質材料の電気化学的安定性が増大する。
ＭがＸとアルミニウムとの混合物である場合、Ｘの含有量が増加し、アルミニウムがあるために固体電解質材料の電気化学的安定性が増大する。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムであり、Ｍはチタンである。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムであり、Ｍはリチウムとアルミニウムとの混合物（Ｌｉ＋Ａｌ）である。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムであり、Ｍはリチウムとアルミニウムとの混合物（Ｌｉ＋Ａｌ）である。
複数の実施形態において、Ｘがリチウムである場合、−２０℃における固体電解質材料中でのリチウムの拡散係数は３．０．１０−１２ｍ２／ｓ（１秒あたりの平方メートル）以上である。
拡散係数は、Ｓｔｅｊｓｋａｌ−Ｔａｎｎｅｒの式：
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−γ２ｇ２δ２（Δ−δ／３）Ｄ） （１）
によって得られ、式中、Ｉは勾配ありのシグナル強度、Ｉ０は拡散強調なしのシグナル強度、γはプロトン磁気回転比、ｇは勾配パルスの強度、δはパルスの持続時間、Δは２つの勾配パルスの立ち上がりの間の時間、Ｄは拡散係数である。
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−γ２ｇ２δ２（Δ−δ／３）Ｄ） （１）
によって得られ、式中、Ｉは勾配ありのシグナル強度、Ｉ０は拡散強調なしのシグナル強度、γはプロトン磁気回転比、ｇは勾配パルスの強度、δはパルスの持続時間、Δは２つの勾配パルスの立ち上がりの間の時間、Ｄは拡散係数である。
固体電解質材料中でのリチウムの拡散係数は、７Ｌｉパルス磁場勾配（ＰＦＧ）核磁気共鳴（ＮＭＲ）によって測定される。測定は、１５５．６ＭＨｚにおいて、Ｄｉｆｆ６０拡散プローブを備えたＡｖａｎｃｅ ＩＩＩ ＨＤ分光計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｂｉｏｓｐｉｎ）を使用して行なわれる。拡散係数Ｄは、Δを６ｍｓ（ミリ秒）〜５００ｍｓで変動させ、温度範囲２５３．１５Ｋ（ケルビン）（−２０℃）〜３５３．１５Ｋ（８０℃）において、勾配強度ｇを０〜２５Ｔｍ−１（１メートルあたりのテスラ）で変動させ、パルス磁場勾配ｇの持続時間δを１ｍｓ〜２．５ｍｓで変動させることによって測定される。
また、本開示は、このような固体電解質材料を含む固体電解質をも提供する。
また、本開示は、このような固体電解質を含む固体電池をも提供する。
また、本開示は、このような固体電解質を含む固体電池をも提供する。
また、本開示は、固体電池のための固体電解質材料の製造方法であって、固体電解質材料は、化学式ＸＭ２（ＰＳ４）３を有し、式中、Ｐはリンであり、Ｓは硫黄であり、Ｘはリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、またはマグネシウム（Ｍｇ０．５）であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、またはＸとアルミニウムとの混合物（Ｘ＋Ａｌ）であり、当該方法は、
・粉末を混合して粉末混合物を得る工程と、
・粉末混合物を７５時間以上５００時間以下にわたり焼結プラトー温度において焼結させることによって、固体電解質材料を得る工程とを含み、
固体電解質材料は、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈し、ＩＡが１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり、かつＩＢが２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である場合に、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＞０である、方法をも提供する。
・粉末を混合して粉末混合物を得る工程と、
・粉末混合物を７５時間以上５００時間以下にわたり焼結プラトー温度において焼結させることによって、固体電解質材料を得る工程とを含み、
固体電解質材料は、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈し、ＩＡが１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり、かつＩＢが２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である場合に、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＞０である、方法をも提供する。
複数の実施形態において、固体電解質材料は、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１３．７６゜（±１゜）、１４．７２°（±１゜）、１５．３６゜（±１゜）、１５．９０゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、１７．４２゜（±１゜）、１７．５６゜（±１゜）、１８．５８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈する。
複数の実施形態において、この成分が容器の中に入れられ、アルゴン下にて、１００Ｐａ以下、好ましくは５０Ｐａ以下の圧力において封止される。
複数の実施形態において、当該方法は、粉末混合物をアモルファス化することによってアモルファス化粉末混合物を得る工程を含む。
複数の実施形態において、焼結は、５００℃以下、好ましくは４００℃以下の焼結プラトー温度を含む。
粉末混合物がアモルファス化されることによって、粉末混合物の反応性が高くなり、粉末混合物を５００℃以下の温度において焼結させることができる。
複数の実施形態において、焼結のプラトー時間は、１００時間以上、好ましくは１５０時間以上であり、４００時間以下、好ましくは３００時間以下である。
複数の実施形態において、粉末混合物は、２５ＭＰａ以上、好ましくは５０ＭＰａ以上、より好ましくは７５ＭＰａ以上、かつ５００ＭＰａ以下、好ましくは４００ＭＰａ以下、より好ましくは３００ＭＰａ以下の圧力において加圧されて、生成物が形成される。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムである。
複数の実施形態において、Ｍはチタンである。
複数の実施形態において、Ｍはチタンである。
複数の実施形態において、Ｍは（Ｘ＋Ａｌ）である。
ＭがＸとアルミニウムとの混合物である場合、Ｘの含有量が増加し、アルミニウムがあるために固体電解質材料の電気化学的安定性が増大する。
ＭがＸとアルミニウムとの混合物である場合、Ｘの含有量が増加し、アルミニウムがあるために固体電解質材料の電気化学的安定性が増大する。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムであり、Ｍはチタンである。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムであり、Ｍはリチウムとアルミニウムとの混合物（Ｌｉ＋Ａｌ）である。
複数の実施形態において、Ｘはリチウムであり、Ｍはリチウムとアルミニウムとの混合物（Ｌｉ＋Ａｌ）である。
複数の実施形態において、Ｘがリチウムである場合、−２０℃における固体電解質材料中でのリチウムの拡散係数は３．０．１０−１２ｍ２／ｓ（１秒あたりの平方メートル）以上である。
また、本開示は、固体電池のための固体電解質の製造方法であって、上記に定義されるとおりに固体電解質材料を製造する工程を含む、方法をも提供する。
上述される要素および明細書中に記載される要素は相反する記載がない限り組み合わせてもよいことが意図される。
上述される概要および以下の詳細な説明はいずれも具体例であって、説明のみを目的として記載されており、請求項に記載される本開示の範囲を限定するものではないことが理解される。
本明細書に援用されかつ本明細書の一部を構成している添付の図面は、本開示の実施形態を例示するものであり、かつ、本明細書の記載とともに本明細書の基本的な思想を説明するものである。
詳細な説明
以下に、本開示の例示的な実施形態が詳細に参照され、これら実施形態の例が添付の図面中に示される。すべての図面を通して、同一または類似の部品や部分には可能な限り同一の参照番号が用いられている。
以下に、本開示の例示的な実施形態が詳細に参照され、これら実施形態の例が添付の図面中に示される。すべての図面を通して、同一または類似の部品や部分には可能な限り同一の参照番号が用いられている。
図１は、本開示の実施形態に係る固体電池１０の一例を示す概略断面図である。図１中、固体電池１０は、第１のセル２０Ａと、第１のセル２０Ａに隣接して第２のセル２０Ｂとを含む。第１のセル２０Ａおよび第２のセル２０Ｂは、セル積層体２２を形成する。セル２０Ａおよびセル２０Ｂはそれぞれ、正極１２と負極１４とを含む。セル１０は、正極１２と負極１４との間に配置された固体電解質１６をさらに含み、正極１２、固体電解質１６、および負極１４は、２つの集電体１８の間に配置されている。固体電解質１６は、上記で定義される通りである。
集電体１８は、ステンレス鋼、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、または銅（Ｃｕ）、またはこれらの材料を含む合金で作られていてよい。この列記は限定的なものではない。２つの集電体１８は同じ材料で作られていてもよい、または、２つの集電体は異なる材料で作られていてもよい。たとえば、正極側の集電体がＡｌで作られ、負極側の集電体がＣｕで作られていてもよい。
固体電池１０は、セル積層体２２を封入する容器２４を含む。図１中、セル積層体２２は第１のセル２０Ａと第２のセル２０Ｂとを含み、隣り合う２つのセル１０は集電体１８を共用する。セル積層体２２は、さらなるセル１０を含んでもよい。固体電池１０の要素のうち、本開示を理解するために必要とされないものは省略されており、本開示中には記載されていない。
図１の固体電池１０は概略である。固体電池１０は隣接するセル２０Ａ、２０Ｂを多数含んでもよいことが理解される。
図２は、本開示の実施形態に係る固体電解質材料である試料１のＸ線回折スペクトルを示す。ピークの強度は任意単位で示されており、度で表される２θ値の関数として示されている。
図２中に見られ得るように、試料１は、ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１３．７６゜（±１゜）、１４．７２°（±１゜）、１５．３６゜（±１゜）、１５．９０゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、１７．４２゜（±１゜）、１７．５６゜（±１゜）、１８．５８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈する。
図３は、比較用の試料である試料２のＸ線回折スペクトルを示す。
試料１および試料２はいずれも、ＬｉＴｉ２（ＰＳ４）３固体電解質材料である。
試料１および試料２はいずれも、ＬｉＴｉ２（ＰＳ４）３固体電解質材料である。
ＩＡは１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり（図１を参照）、ＩＢは２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である（図２を参照）。
図２中に示されるように、試料１については、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＝１である。
図３中に示されるように、試料２については、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＝−１である。
試料１および試料２について、固体電解質材料中でのリチウムの拡散係数が、−２０℃において測定された。
拡散係数は、Ｓｔｅｊｓｋａｌ−Ｔａｎｎｅｒの式：
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−γ２ｇ２δ２（Δ−δ／３）Ｄ） （１）
によって得られ、式中、Ｉは勾配ありのシグナル強度、Ｉ０は拡散強調なしのシグナル強度、γはプロトン磁気回転比、ｇは勾配パルスの強度、δはパルスの持続時間、Δは２つの勾配パルスの立ち上がりの間の時間、Ｄは拡散係数である。
Ｉ＝Ｉ０ｅｘｐ（−γ２ｇ２δ２（Δ−δ／３）Ｄ） （１）
によって得られ、式中、Ｉは勾配ありのシグナル強度、Ｉ０は拡散強調なしのシグナル強度、γはプロトン磁気回転比、ｇは勾配パルスの強度、δはパルスの持続時間、Δは２つの勾配パルスの立ち上がりの間の時間、Ｄは拡散係数である。
固体電解質材料中でのリチウムの拡散係数は、７Ｌｉパルス磁場勾配（ＰＦＧ）核磁気共鳴（ＮＭＲ）によって測定される。測定は、１５５．６ＭＨｚにおいて、Ｄｉｆｆ６０拡散プローブを備えたＡｖａｎｃｅ ＩＩＩ ＨＤ分光計（Ｂｒｕｋｅｒ Ｂｉｏｓｐｉｎ）を使用して行なわれる。拡散係数Ｄは、Δを６ｍｓ（ミリ秒）〜５００ｍｓで変動させ、温度範囲２５３．１５Ｋ（ケルビン）（−２０℃）〜３５３．１５Ｋ（８０℃）において、勾配強度ｇを０〜２５Ｔｍ−１（１メートルあたりのテスラ）で変動させ、パルス磁場勾配ｇの持続時間δを１ｍｓ〜２．５ｍｓで変動させることによって測定される。
固体電解質材料中でのリチウムの拡散係数Ｄは、試料１については３．２．１０−１２ｍ２／ｓに等しく、試料２については２．８．１０−１２ｍ２／ｓに等しい。
以下に、本開示の実施形態に係る固体電解質材料および／または固体電解質１６の製造方法１００が、図４を参照して、試料１を例にとって記載される。
工程１０２において、０．０３９６ｇ（グラム）のＬｉ２Ｓと、０．５７４５ｇのＰ２Ｓ５と、０．３８５９ｇのＴｉＳ２とが混合されて、粉末混合物が得られる。Ｌｉ２Ｓ（９９％、硫化リチウム、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（登録商標））、Ｐ２Ｓ５（９８％、五硫化リン、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（登録商標））、およびＴｉＳ２（９９．９％、二硫化チタン、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ（登録商標））は、純度９９質量％以上の粉末である。
工程１０４は必須の工程ではないが、この工程において、粉末混合物がプラネタリミル機（Ｆｒｉｔｓｃｈ、Ｐ７）中でアモルファス化される。アルゴン下において、直径１０ｍｍ（ミリメートル）のジルコニウム製ボール１８個の入った容量４５ｍＬ（ミリリットル）のジルコニウム製容器の中に、粉末混合物を入れた。粉末混合物を、４０時間かけて、３７０ｒｐｍ（毎分回転数）においてアモルファス化して、アモルファス化粉末混合物を得た。
工程１０６は必須の工程ではないが、この工程において、アモルファス化粉末混合物が、２５ＭＰａ以上、好ましくは５０ＭＰａ以上、より好ましくは７５ＭＰａ以上、かつ５００ＭＰａ以下、好ましくは４００ＭＰａ以下、より好ましくは３００ＭＰａ以下の圧力において加圧される。
たとえば、アモルファス化粉末混合物１００ｍｇが２００ＭＰａにおいて加圧されて、加圧されたアモルファス化粉末混合物が形成される。
工程１０８において、加圧されたアモルファス化粉末混合物が、密閉したガラスチューブ中で焼結される。
たとえば、加圧されたアモルファス化粉末混合物１００ｍｇがガラスチューブ中に入れられ、このガラスチューブが、アルゴン下、非常に低圧において、たとえば３０Ｐａにおいて封止される。これが、４００℃（セ氏）の焼結プラトー温度において、焼結のプラトー時間である３００時間にわたって焼結されて、試料１の固体電解質材料および／または固体電解質１６が得られる。
この方法は、粉末混合物を成形して所望の形状の固体電解質１６とする工程をさらに含んでよい。たとえば、この成形工程は、工程１０６に含まれてよい。粉末を成形して固体電解質１６などの成形物とすることは、周知されている。
試料２の製造方法は、工程１０８において、加圧されたアモルファス化粉末混合物の焼結のプラトー時間が８時間であったことを除いて、試料１の製造方法と類似している。
請求項を含む本記載全体にわたって、「含む」という用語は、特記しない限り、「少なくとも１つ含む」と同義であるとして理解される。また、本記載（請求項を含む）中に示される範囲はいずれも、特記しない限り、当該範囲の両端の値を含むものとして理解される。記載された要素についての特定の値は、当業者に公知である許容製造公差または工業界における許容公差の範囲内であるものとして理解され、また、「実質的に」および／または「ほぼ」および／または「一般的に」という用語が使用されている箇所では、これらの用語の意味が上記の許容公差の範囲内にあるものとして理解される。
国内、または国際、またはそれら以外の標準化団体が定める標準が参照されている箇所では（たとえばＩＳＯなど）、本明細書の優先日の時点で当該国内または国際標準化団体により定義された標準が参照されることが意図される。優先日以降に当該標準に加えられた実質的な変更によって、本開示および／または請求項の範囲および／または定義が変更されるものではない。
本明細書中の開示は特定の実施形態を参照して記載されたものであるが、これらの実施形態は本開示の思想および用途についての例示を示すのみであることが理解される。
本明細書および実施例は具体例として提示されるのみであり、本開示の真の範囲は以下の請求項により示される。
Claims (8)
- 固体電池（１０）のための固体電解質材料であって、
化学式ＸＭ２（ＰＳ４）３を有し、式中、Ｐはリンであり、Ｓは硫黄であり、Ｘはリチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、銀（Ａｇ）、またはマグネシウム（Ｍｇ０．５）であり、Ｍはチタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、またはＸとアルミニウムとの混合物（Ｘ＋Ａｌ）であり、
ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈し、
ＩＡが１３．６４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度であり、かつＩＢが２３．３４°（±１゜）におけるピークの任意単位での強度である場合に、（ＩＡ−ＩＢ）／（ＩＡ＋ＩＢ）＞０である、固体電解質材料。 - ＣｕＫα線を使用するＸ線回折測定において２θ＝１３．６４゜（±１゜）、１３．７６゜（±１゜）、１４．７２°（±１゜）、１５．３６゜（±１゜）、１５．９０゜（±１゜）、１６．４８゜（±１゜）、１７．４２゜（±１゜）、１７．５６゜（±１゜）、１８．５８゜（±１゜）、および２２．１８゜（±１゜）の位置にピークを呈する、請求項１に記載の固体電解質材料。
- Ｘはリチウムである、請求項１または２に記載の固体電解質材料。
- Ｍはチタンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の固体電解質材料。
- Ｍはリチウムとアルミニウムとの混合物（Ｌｉ＋Ａｌ）である、請求項３に記載の固体電解質材料。
- −２０℃における前記固体電解質中でのリチウムの拡散係数は、３．０．１０−１２ｍ２／ｓ以上である、請求項３に記載の固体電解質材料。
- 請求項１〜６のいずれか１項に記載の固体電解質材料を含む固体電解質（１６）。
- 請求項７に記載の固体電解質（１６）を含む固体電池（１０）。
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