JP3433173B2 - 硫化物系結晶化ガラス、固体型電解質及び全固体二次電池 - Google Patents

硫化物系結晶化ガラス、固体型電解質及び全固体二次電池

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    • C03C4/00Compositions for glass with special properties
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  • Glass Compositions (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、リチウムイオン伝
導性の硫化物系結晶化ガラス、これを用いる固体型電解
質及び全固体二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、室温で高いリチウムイオン伝導性
を示す電解質は、ほとんど液体に限られていた。例え
ば、室温で高リチウムイオン伝導性を示す材料として、
有機系電解液がある。
【0003】また、室温で10−3Scm−1以上の高
い伝導度を示す、LiN をベースとするリチウムイ
オン伝導性セラミックスが知られている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の有機系
電解液は、有機溶媒を含むために、可燃性である。した
がって、有機溶媒を含むイオン伝導性材料を電池の電解
質として実際に用いる際には、液漏れの心配や発火の危
険性がある。
【0005】また、かかる電解液は、液体であるため、
リチウムイオンが伝導するだけでなく、対アニオンが伝
導するために、リチウムイオン輸率が1でない。
【0006】従来のLiNをベースとするリチウムイ
オン伝導性セラミックスは、分解電圧が低いために、3
V以上で作動する全固体電池を構成することが困難であ
った。
【0007】本発明は、室温でも極めて高いリチウムイ
オン伝導性を示す、硫化物系結晶化ガラスを提供するこ
とを課題とする。また、本発明は、かかる硫化物系結晶
化ガラスを固体電解質に用いた全固体二次電池を提供す
ることを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、硫化物系ガラ
スを結晶化させて得られる、リチウムイオン伝導性の硫
化物系結晶化ガラスであって、LiS50〜92.5
モル%及びP7.5〜50モル%の組成を有して
おり、30〜99%の結晶化率を有しており、Li
とPとを主成分とするガラス相と、Li
、Li及びLiPSからなる群より
選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する結晶相とが
存在している、硫化物系結晶化ガラスに係るものであ
る。
【0009】また、本発明は、硫化物系ガラスを結晶化
させて得られる、リチウムイオン伝導性の硫化物系結晶
化ガラスであって、LiS50〜90モル%、P
1〜50モル%及びSiS1〜50モル%の組成を
有しており、30〜99%の結晶化率を有しており、L
SとPとSiSとを主成分とするガラス相
と、LiPS、Li及びLiPS
らなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物からなる
結晶母体とLiSiS及びLiSiSからなる
群より選ばれる少なくとも1種の化合物との固溶体から
なる結晶性化合物を含有する結晶相とが存在している、
硫化物系結晶化ガラスに係るものである。
【0010】さらに、本発明は、かかる硫化物系結晶化
ガラスを用いる固体型電解質及び全固体二次電池に係る
ものである。
【0011】本発明者は、意外にも、LiSとP
とを主成分とする硫化物系ガラスの結晶化によって、
極めて優れたリチウムイオン伝導性を示す硫化物系結晶
化ガラスが生成することを見出し、本発明に至った。
【0012】本発明者は、LiSとPとを主成
分とする硫化物系ガラスを加熱し結晶化すると、Li
PS、Li及びLiPSからなる群よ
り選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する結晶相が
形成されることを見出した。
【0013】本発明者の研究によれば、かかる結晶相
は、硫化物系ガラスのリチウムイオン伝導性を著しく向
上させることが分かった。
【0014】本発明は、リチウムイオン伝導性の硫化物
系ガラスが、結晶化によって、リチウムイオン伝導性を
著しく向上させることに基づくものである。
【0015】また、本発明者は、前述した硫化物系結晶
化ガラスの組成中に、硫化物としてSiSを用いる場
合、結晶相中に、LiPS、Li及びL
PSからなる群より選ばれる少なくとも1種の化
合物からなる結晶母体とLi SiS及びLiSi
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と
の固溶体からなる結晶性化合物が生成することを突き止
め、本発明に至った。
【0016】本発明は、かかるリチウムイオン伝導性の
硫化物系ガラスが、リチウムイオン伝導性をより一層向
上させることに基づくものである。
【0017】本発明では、結晶化ガラスとは、ガラスを
結晶化させて得られるものをいう。かかる結晶化ガラス
は、固相反応で得られる多結晶体とは異なり、結晶化ガ
ラスの形成時に混入する気泡以外、気孔が実質的に形成
されない。
【0018】本発明の硫化物系結晶化ガラスによれば、
LiPS、Li及びLiPSからな
る群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する結
晶相によって、リチウムイオン伝導性が著しく高められ
る。
【0019】また、本発明の硫化物系結晶化ガラスによ
れば、結晶相中の、LiPS、Li及び
LiPSからなる群より選ばれる少なくとも1種の
化合物からなる結晶母体とLiSiS及びLi
iSからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
との固溶体からなる結晶性化合物によって、リチウムイ
オン伝導性がより一層高められる。
【0020】さらに、本発明の硫化物系結晶化ガラスに
よれば、リチウムイオン伝導性に優れた硫化物系の固体
型電解質が形成され、かかる固体型電解質により、リチ
ウムイオン伝導性に優れた硫化物系の全固体二次電池が
形成される。
【0021】
【発明の実施の形態】本発明の硫化物系結晶化ガラス
は、LiS50〜92.5モル%及びP 7.5
〜50モル%の組成を有しており、30〜99%の結晶
化率を有している。
【0022】かかる硫化物系結晶化ガラスには、Li
SとPとを主成分とするガラス相と、LiPS
、Li及びLiPSからなる群より選
ばれる少なくとも1種の化合物を含有する結晶相とが存
在している。
【0023】また、本発明の硫化物系結晶化ガラスは、
LiS50〜90モル%、P 1〜50モル%及
びSiS1〜50モル%の組成を有し、30〜99%
の結晶化率を有することができる。
【0024】かかる硫化物系結晶化ガラスには、Li
SとPとSiSとを主成分とするガラス相と、
LiPS、Li及びLiPSからな
る群より選ばれる少なくとも1種の化合物からなる結晶
母体とLiSiS及びLiSiSからなる群よ
り選ばれる少なくとも1種の化合物との固溶体からなる
結晶性化合物を含有する結晶相とが存在している。
【0025】本発明では、硫化物系結晶化ガラスの組成
中に、LiS及びP、又はLiS、P
及びSiSに加え、Al、B及びGeS
からなる群より選ばれる少なくとも1種の硫化物を含
ませることができる。
【0026】かかる硫化物を加えると、硫化物系ガラス
を形成する際に、より安定なガラスを生成させることが
できる。
【0027】また、本発明では、硫化物系結晶化ガラス
の組成中に、LiS及びP、又はLiS、P
及びSiSに加え、LiPO、LiSi
及びLiGeOからなる群より選ばれる少なく
とも1種のオルトオキソ酸リチウムを含ませることがで
きる。
【0028】かかるオルトオキソ酸リチウムを含ませる
と、結晶化ガラス中のガラスを安定化させることができ
る。
【0029】さらに、本発明では、硫化物系結晶化ガラ
スの組成中に、LiS及びP 、又はLiS、
及びSiSに加え、上述した硫化物を少なく
とも一種類以上含ませ、更に、上述したオルトオキソ酸
リチウムを少なくとも一種類以上含ませることができ
る。
【0030】本発明の硫化物系結晶化ガラスでは、Li
S及びPに加え、前述した硫化物としてSiS
を用いるか、前述したオルトオキソ酸リチウムとして
LiSiO4を用いる場合、結晶相中に、LiPS
、Li及びLiPSからなる群より選
ばれる少なくとも1種の化合物からなる結晶母体とLi
SiS及びLiSiSからなる群より選ばれる
少なくとも1種の化合物との固溶体からなる結晶性化合
物を生成させることができる。
【0031】本発明にかかる硫化物系結晶化ガラスは、
固体でありながら、室温で極めて高いリチウムイオン伝
導性を示す。
【0032】また、かかる硫化物系結晶化ガラスは、有
機電解液よりも分解電圧が高く、少なくとも5V以上の
分解電圧を持ち、5V以上で充放電可能に作動する全固
体電池の固体型電解質として使用可能であり、電池の高
エネルギー密度化を可能とする。
【0033】さらに、かかる硫化物系結晶化ガラスは、
不燃性の無機固体であり、リチウム二次電池の安全性の
問題も同時に解決できる。
【0034】また、かかる硫化物系結晶化ガラスは、リ
チウムイオン輸率が1であるために、副反応にともなう
電池のサイクル特性の劣化を低減できる。
【0035】本発明の硫化物系結晶化ガラス中に、Li
PS、Li及びLi PSからなる群
より選ばれる少なくとも1種の化合物からなる結晶母体
とLiSiS及びLiSiSからなる群より選
ばれる少なくとも1種の化合物との固溶体からなる結晶
性化合物を含有する結晶相が存在する場合、リチウムイ
オン伝導性がより一層高まる。
【0036】本発明では、LiS50〜92.5モル
%及びP7.5〜50モル%の仕込み組成や、L
S50〜90モル%、P1〜50モル%及び
SiS1〜50モル%の仕込み組成等の混合物から硫
化物系ガラスを形成し、この硫化物系ガラスを加熱し
て、結晶化させ、硫化物系結晶化ガラスを製造すること
ができる。
【0037】かかる硫化物系結晶化ガラスは、所定の仕
込み組成の高リチウムイオン伝導性の硫化物系ガラスを
結晶化させることで、一層の伝導度増大が可能となり、
固体でありながらも、室温で極めて高いリチウムイオン
伝導性を示す。
【0038】また、本発明では、かかる硫化物系結晶化
ガラスから、硫化物系の固体型電解質を形成し、これを
用いることで、安全で高性能な全固体リチウム二次電池
を作製することができる。
【0039】本発明では、所定の仕込み組成の混合物か
ら硫化物系ガラスを形成する際、メカニカルミリング
(MM)処理又は融液急冷法を用いることができる。
【0040】MM処理を用いて硫化物系ガラスを形成す
るのが好ましい。MM処理では、ガラス生成域が拡大す
るからである。また、溶融急冷法で用いる加熱処理が不
要となり、室温で行えるので、製造工程の簡略化が可能
となる。
【0041】溶融急冷法やMM処理により硫化物系ガラ
スを形成する際、窒素等の不活性ガスの雰囲気を用いる
のが好ましい。水蒸気や酸素等は、出発物質と反応し易
いからである。
【0042】MM処理では、ボールミルを使用するのが
好ましい。大きな機械的エネルギーが得られるからであ
る。
【0043】ボールミルとしては、遊星型ボールミル機
を使用するのが好ましい。非常に大きな機械的エネルギ
ーが得られるからである。
【0044】本発明では、このようにして形成される硫
化物系ガラスの30〜99%は結晶化され、LiPS
、Li及びLiPSからなる群より選
ばれる少なくとも1種の化合物を含有する結晶相が形成
される。
【0045】また、本発明では、かかる硫化物系ガラス
に、前述したSiSか、前述したLiSiO4を添
加する場合、結晶相中に、LiPS、Li
及びLiPSからなる群より選ばれる少なくとも
1種の化合物からなる結晶母体とLiSiS及びL
SiSからなる群より選ばれる少なくとも1種の
化合物との固溶体からなる結晶性化合物が生成する。
【0046】かかる結晶化では、MM処理して形成され
た硫化物系ガラス微粒子、特に、0.1〜5μmの平均
粒径の硫化物系ガラス微粒子を加熱して、結晶化させる
のが好ましい。
【0047】本発明者の研究によれば、かかる微粒子
は、硫化物系ガラスが軟化し、ガラス相と結晶相との界
面の接触性に優れ、リチウムイオンの伝導性に優れると
考えられるからである。
【0048】また、かかる結晶化では、加熱処理又はM
M処理を用いることができる。
【0049】結晶化のための加熱処理は、かかる硫化物
系ガラスのガラス転移温度が150℃であるから、15
0℃以上の温度にして行う。
【0050】
【実施例】図面を参照して、本発明を実施例及び比較例
に基づいて説明する。図1は、硫化物系結晶化ガラス
〔仕込組成:xLiS・(100−x)P(x
=50〜87.5)〕のX線回折パターンを示すグラフ
である。図2は、硫化物系結晶化ガラス〔仕込組成:x
LiS・(100−x)P(x=80)〕の伝
導度の温度依存性を示すグラフである。
【0051】図3は、3成分系硫化物ガラス(所定の組
成、68時間MM処理にて作製)の示差熱分析(DT
A)曲線を示す。図4は、3成分系硫化物ガラス(所定
の組成、68時間MM処理にて作製)の加熱時及び結晶
化後冷却時の伝導度の温度依存性を示す。図5は、3成
分系硫化物ガラス(a)、このガラスの伝導度測定後
(b)、DTA測定後(c)及び比較のためのLi
結晶(d)のX繰回折パターンを示す。
【0052】実施例1〜6 出発原料に金属硫化物結晶LiSとPとを用い
た。これらを所定のモル比に秤量し、遊星型ボールミル
を用いて、窒素中、室温で20時間MM処理して、微粉
末の非晶質体〔仕込組成:xLiS・(100−x)
(x=50〜87.5)、実施例1:x=5
0、実施例2:x=60、実施例3:x=70、実施例
4:x=75、実施例5:x=80及び実施例6:x=
87.5〕を合成した。
【0053】これら非晶質体に対して、窒素中で室温か
ら550℃までの温度範囲で示差熱分析を行なった。そ
の結果、どの仕込み組成の試料に対しても、200℃前
後に発熱ピークが観察された。
【0054】測定後の試料に対して、粉末X線回折測定
を行った。その結果、図1に示すように、すべての組成
の試料に対して、結晶が存在することが分かった。
【0055】示差熱分析における発熱ピークは、非晶質
体の結晶化に伴うものである。すなわち、LiSとP
を主成分とする結晶化ガラスが、200℃程度の
低温で合成できることが分かった。
【0056】次に、x=80の非晶質体の粉体をペレッ
ト状に成形し、電極としてカーボンペーストを塗布し、
交流二端子法により、伝導度を測定した。測定は、室温
から開始し、一度250℃付近まで昇温し、その後降温
した。結果を図2に示す。
【0057】図2に示すように、昇温時に対して降温時
には、伝導度の増大が見られ、加熱後の室温における伝
導度が、10−3Scm−1付近の極めて高い値を示す
ことが分かった。
【0058】その後、昇降温させながら伝導度測定を繰
り返し行っても、伝導度は高い値を維持していた。
【0059】これらの結果より、合成した結晶化ガラス
が、高リチウムイオン伝導性を示し、かつ熱的に安定で
あることが分かった。
【0060】続いて、上述の結晶化ガラスを固体電解質
に用い、正極にコバルト酸リチウム、負極には金属イン
ジウムを使用して、全固体電池を構成した。
【0061】その結果、高電流密度域で、極めて良好な
充放電特性を示した。また、優れたサイクル特性を示
し、高温時の電池の安全性が、飛躍的に向上した。
【0062】実施例7 出発原料には、金属硫化物結晶、LiS、P
びSiSを用いた。これらを70.83LiS・1
2.5P・16.67SiSのモル比に秤量
し、遊星型ボールミルを用いて、窒素中、室温で68時
間MM処理して、徴粉末の非晶質体を合成した。
【0063】この非晶質体に対して、窒素中、室温から
550℃までの温度範囲で示差熱分析(DTA)を行っ
た。その結果、図3に示すように、240℃と360℃
付近に発熱ピークが観察された。
【0064】一方、得られた非晶質体の粉体をペレット
状に成形し、電極としてカーボンペーストを塗布し、交
流二端子法により伝導度を測定した。測定条件として
は、室温から240℃付近まで昇温し、その後降温し
た。結果を図4に示す。
【0065】図4に示すように、3成分系でも、昇温時
に対して降温時には、伝導度の増大が見られ、加熱後の
伝導度が、10−3Scm付近の極めて高い値を示す
こと(前:σ25=1.29×10−4Scm、E
=34.8kJ/モル、後:σ25=7.63×10
−4Scm、E=26.6kJ/モル)が分かっ
た。その後、昇降温させながら伝導度測定を繰り返して
も、伝導度は高い値を維持していた。
【0066】図5より、MM処理によって得られた3成
分系硫化物ガラス(70.83Li S・12.5P
・16.67SiS組成、68時間MM)を24
0℃付近まで加熱して得られる3成分系結晶化ガラス中
の結晶相は、LiPS結晶とは異なる固溶体相であ
ることが分かった。
【0067】これらの結果より、固溶体結晶相が析出し
た3成分系結晶化ガラスが、高いリチウムイオン伝導性
を示し、熱的にも安定であることが分かった。
【0068】上述の3成分系結晶化ガラスを固体電解質
に用い、正極にコバルト酸リチウム、負極には金属イン
ジウムを使用して、全固体電池を構成した。その結果、
高電流密度域で良好な充放電特性を示した。この電池は
また、サイクル特性にも優れ、安全性も飛躍的に向上し
た。
【0069】比較例1〜6 実施例1〜6と同様に、出発原料に金属硫化物結晶Li
SとPを用いて、所定のモル比に秤量し、遊星
型ボールミルを用いて窒素中、室温で20時間MM処理
し、微粉末の非晶質体〔仕込組成:xLiS・(10
0−x)P (x=50〜87.5)、比較例1:
x=50、比較例2:x=60、比較例3:x=70、
比較例4:x=75、比較例5:x=80、比較例6:
x=87.5〕を合成した。
【0070】これらを窒素中で室温から結晶化温度より
低い温度範囲で伝導度測定を繰り返したところ、昇降温
時の測定値は同じであった。すなわち、熱処理により非
晶質材料を結晶化させない際には、伝導度の増大が起こ
らないことが分かった。
【0071】続いて、上述の非晶質体を固体電解質に用
い、正極にコバルト酸リチウム、負極には金属インジウ
ムを使用して、全固体電池を構成した。
【0072】その結果、実施例と比較して、高電流密度
域での放電容量が、若干低下する傾向にあった。これ
は、非晶質体の伝導度が、結晶化ガラスのそれより一桁
程度小さいために、正極材料の利用率が若干低下したた
めである。
【0073】
【発明の効果】本発明の硫化物系結晶化ガラスによれ
ば、LiPS、Li及びLiPS
らなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有す
る結晶相によって、リチウムイオン伝導性が著しく高め
られる。
【0074】また、本発明の硫化物系結晶化ガラスによ
れば、結晶相中の、LiPS、Li及び
LiPSからなる群より選ばれる少なくとも1種の
化合物からなる結晶母体とLiSiS及びLi
iSからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物
との固溶体からなる結晶性化合物によって、リチウムイ
オン伝導性がより一層高められる。
【0075】さらに、本発明の硫化物系結晶化ガラスに
よれば、リチウムイオン伝導性に優れた硫化物系の固体
型電解質が形成され、かかる固体型電解質により、リチ
ウムイオン伝導性に優れた硫化物系の全固体二次電池が
形成される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 硫化物系結晶化ガラス〔仕込組成:xLi
S・(100−x)P(x=50〜87.5)〕
のX線回折パターンを示すグラフである。
【図2】 硫化物系結晶化ガラス〔仕込組成:xLi
S・(100−x)P(x=80)〕の伝導度の
温度依存性を示すグラフである。
【図3】 3成分系硫化物ガラス(所定の組成、68時
間MM処理にて作製)の示差熱分析(DTA)曲線を示
すグラフである。
【図4】 3成分系硫化物ガラス(所定の組成、68時
間MM処理にて作製)の加熱時及び結晶化後冷却時の伝
導度の温度依存性を示すグラフである。
【図5】 3成分系硫化物ガラス(a)、このガラスの
伝導度測定後(b)、DTA測定後(c)及び比較のた
めのLiPS結晶(d)のX繰回折パターンを示す
グラフである。
フロントページの続き (72)発明者 林 晃敏 大阪府藤井寺市小山7−12−4 (56)参考文献 特開 平11−144523(JP,A) 特開 平11−176236(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01B 1/06 H01B 1/10 H01M 10/36

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 硫化物系ガラスを結晶化させて得られ
    る、リチウムイオン伝導性の硫化物系結晶化ガラスであ
    って、 LiS50〜92.5モル%及びP7.5〜5
    0モル%の組成を有しており、30〜99%の結晶化率
    を有しており、LiSとPとを主成分とするガ
    ラス相と、LiPS、Li及びLi
    からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を
    含有する結晶相とが存在していることを特徴とする、硫
    化物系結晶化ガラス。
  2. 【請求項2】 硫化物系ガラスを結晶化させて得られ
    る、リチウムイオン伝導性の硫化物系結晶化ガラスであ
    って、 LiS50〜90モル%、P1〜50モル%及
    びSiS1〜50モル%の組成を有しており、30〜
    99%の結晶化率を有しており、LiSとP
    SiSとを主成分とするガラス相と、LiPS
    Li及びLiPSからなる群より選ばれ
    る少なくとも1種の化合物からなる結晶母体とLi
    iS及びLiSiSからなる群より選ばれる少な
    くとも1種の化合物との固溶体からなる結晶性化合物を
    含有する結晶相とが存在していることを特徴とする、硫
    化物系結晶化ガラス。
  3. 【請求項3】 リチウムイオン伝導性の固体型電解質で
    あって、 前記固体型電解質が、請求項1又は2記載の硫化物系結
    晶化ガラスから形成されていることを特徴とする、固体
    型電解質。
  4. 【請求項4】 正極と負極との間に固体型電解質を備え
    ている全固体二次電池であって、 前記固体型電解質が、請求項3記載の固体型電解質であ
    ることを特徴とする、全固体二次電池。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006059794A3 (en) * 2004-12-02 2006-08-17 Ohara Kk All solid lithium ion secondary battery and a solid electrolyte therefor
JP2008124011A (ja) * 2006-10-19 2008-05-29 Idemitsu Kosan Co Ltd リチウムイオン伝導性固体電解質シート及びその製造方法
CN103796964A (zh) * 2011-09-22 2014-05-14 出光兴产株式会社 玻璃颗粒
US9548512B2 (en) 2013-12-12 2017-01-17 Ut-Battelle, Llc High conducting oxide—sulfide composite lithium superionic conductor
US11264617B2 (en) 2013-03-26 2022-03-01 Furukawa Electric Co., Ltd. All-solid-state secondary battery
US11682790B2 (en) 2019-03-07 2023-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Sulfide-based solid electrolyte, all-solid secondary battery including the same, and method of preparing the sulfide-based solid electrolyte
RU2822115C1 (ru) * 2020-01-17 2024-07-01 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДНОГО ТВЕРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТА, СОДЕРЖАЩЕГО Sn

Families Citing this family (81)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4777593B2 (ja) 2002-11-29 2011-09-21 株式会社オハラ リチウムイオン二次電池の製造方法
JP4621139B2 (ja) * 2003-04-15 2011-01-26 出光興産株式会社 リチウムイオン導電性固体電解質の製造方法
JP4498688B2 (ja) * 2003-04-24 2010-07-07 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性硫化物ガラス及びガラスセラミックスの製造方法
JP4580149B2 (ja) * 2003-04-24 2010-11-10 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性硫化物ガラスの製造方法及びリチウムイオン伝導性硫化物ガラスセラミックスの製造方法
WO2004095474A1 (ja) * 2003-04-24 2004-11-04 Idemitsu Kosan Co., Ltd. リチウムイオン伝導性硫化物ガラス及びガラスセラミックスの製造方法並びに該ガラスセラミックスを用いた全固体型電池
WO2004106232A1 (ja) * 2003-05-30 2004-12-09 Nippon Chemical Industrial Co., Ltd. 硫化リチウム粉体、その製造方法および無機固体電解質
JP4813767B2 (ja) * 2004-02-12 2011-11-09 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性硫化物系結晶化ガラス及びその製造方法
JP4800589B2 (ja) * 2004-05-13 2011-10-26 三洋電機株式会社 リチウム二次電池用固体電解質含有電極
CN100583543C (zh) * 2005-01-11 2010-01-20 出光兴产株式会社 锂离子传导性固体电解质、其制造方法及使用了该固体电解质的锂二次电池用固体电解质以及使用了该二次电池用固体电解质的全固体锂电池
JP5311169B2 (ja) 2005-01-11 2013-10-09 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性固体電解質、その製造方法及び該固体電解質を用いたリチウム二次電池用固体電解質並びに該二次電池用固体電解質を用いた全固体リチウム電池
CN101326673B (zh) 2005-12-09 2010-11-17 出光兴产株式会社 锂离子传导性硫化物类固体电解质及使用其的全固体锂电池
JP4996120B2 (ja) * 2006-03-31 2012-08-08 出光興産株式会社 固体電解質、その製造方法及び全固体二次電池
JP4392618B2 (ja) 2006-05-15 2010-01-06 住友電気工業株式会社 固体電解質の形成方法
JP5189304B2 (ja) * 2006-10-17 2013-04-24 出光興産株式会社 ガラスセラミック及びその製造方法
JP4989181B2 (ja) * 2006-10-19 2012-08-01 出光興産株式会社 硫化リチウム系固体電解質
JP5848801B2 (ja) * 2006-10-19 2016-01-27 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性固体電解質シート及びその製造方法
JP5048993B2 (ja) * 2006-10-19 2012-10-17 出光興産株式会社 正極合材用硫化物系固体電解質及びその製造方法
JP4989183B2 (ja) * 2006-10-20 2012-08-01 出光興産株式会社 極材及びそれを用いた固体二次電池
JP2008103285A (ja) * 2006-10-20 2008-05-01 Idemitsu Kosan Co Ltd 全固体バイポーラ電池
JP5348853B2 (ja) * 2007-05-18 2013-11-20 出光興産株式会社 硫化物系電解質成形体及びそれを備える全固体電池
DE102007048289A1 (de) * 2007-10-08 2009-04-09 Universität Siegen Lithium-Argyrodite
CN102160232B (zh) * 2008-10-03 2014-07-02 丰田自动车株式会社 全固体型锂电池的制造方法
JP5577028B2 (ja) * 2008-10-09 2014-08-20 出光興産株式会社 硫化物系固体電解質の製造方法
JP5485716B2 (ja) * 2009-01-15 2014-05-07 出光興産株式会社 リチウムイオン伝導性固体電解質の製造方法
US20110274984A1 (en) * 2009-01-21 2011-11-10 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide solid electrolyte material
JP5448038B2 (ja) * 2009-02-27 2014-03-19 公立大学法人大阪府立大学 硫化物固体電解質材料
JP5599573B2 (ja) * 2009-04-10 2014-10-01 出光興産株式会社 固体電解質粒子からなるガラス及びリチウム電池
JP5287739B2 (ja) 2009-05-01 2013-09-11 トヨタ自動車株式会社 固体電解質材料
JP5458740B2 (ja) * 2009-08-19 2014-04-02 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料
JP5168269B2 (ja) 2009-11-25 2013-03-21 トヨタ自動車株式会社 Liイオン伝導性材料およびリチウム電池
JP5552802B2 (ja) * 2009-12-04 2014-07-16 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法、硫化物固体電解質材料およびリチウム電池
JP5141675B2 (ja) 2009-12-16 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法、硫化物固体電解質材料およびリチウム電池
JP5471409B2 (ja) * 2009-12-18 2014-04-16 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料、リチウム電池および硫化物固体電解質材料の製造方法
JP5625351B2 (ja) * 2009-12-25 2014-11-19 トヨタ自動車株式会社 電極層、固体電解質層および全固体二次電池
WO2012001773A1 (ja) * 2010-06-29 2012-01-05 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法、リチウム固体電池の製造方法
CN103052995B (zh) * 2010-08-05 2016-07-13 丰田自动车株式会社 硫化物固体电解质玻璃、锂固体电池和硫化物固体电解质玻璃的制造方法
JP5729940B2 (ja) * 2010-08-13 2015-06-03 出光興産株式会社 固体電解質ガラス及びその製造方法
JP5561023B2 (ja) * 2010-08-25 2014-07-30 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法
JP5349427B2 (ja) 2010-08-26 2013-11-20 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料、正極体およびリチウム固体電池
JP5521899B2 (ja) 2010-08-26 2014-06-18 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料およびリチウム固体電池
JP5652132B2 (ja) * 2010-10-29 2015-01-14 トヨタ自動車株式会社 無機固体電解質及びリチウム二次電池
JP5553004B2 (ja) * 2010-11-08 2014-07-16 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料、リチウム固体電池、および硫化物固体電解質材料の製造方法
US20130295464A1 (en) 2011-01-27 2013-11-07 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Composite material of alkaline metal sulfide and conducting agent
JP2012190772A (ja) * 2011-02-25 2012-10-04 Idemitsu Kosan Co Ltd 全固体リチウムイオン電池及び正極合材
WO2012176267A1 (ja) * 2011-06-20 2012-12-27 トヨタ自動車株式会社 二次電池用電極層、固体電解質層および全固体二次電池
JP5787291B2 (ja) * 2011-07-29 2015-09-30 国立大学法人東京工業大学 固体電解質およびリチウム電池
JP5701741B2 (ja) * 2011-12-28 2015-04-15 三井金属鉱業株式会社 硫化物系固体電解質
JP5784819B2 (ja) 2012-03-15 2015-09-24 株式会社東芝 固体電解質二次電池用電極、固体電解質二次電池および電池パック
JP5902287B2 (ja) * 2012-03-16 2016-04-13 株式会社東芝 リチウムイオン伝導性硫化物、固体電解質二次電池および電池パック
JP6243103B2 (ja) 2012-06-29 2017-12-06 出光興産株式会社 正極合材
US9991554B2 (en) 2012-07-10 2018-06-05 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Sulfide glass, and method for producing sulfide glass ceramic
JP6003376B2 (ja) * 2012-08-08 2016-10-05 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質ガラス、リチウム固体電池および硫化物固体電解質ガラスの製造方法
JP6139078B2 (ja) * 2012-09-03 2017-05-31 古河機械金属株式会社 リチウムイオン電池用固体電解質材料、リチウムイオン電池用固体電解質、リチウムイオン電池およびリチウムイオン電池用固体電解質材料の製造方法
JP2014091664A (ja) * 2012-11-06 2014-05-19 Idemitsu Kosan Co Ltd 固体電解質ガラス粒子及びリチウムイオン電池
JP6260807B2 (ja) * 2012-12-06 2018-01-17 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 固体電池
JP6475159B2 (ja) 2013-04-02 2019-02-27 出光興産株式会社 複合材料
JP6077403B2 (ja) * 2013-06-28 2017-02-08 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料の製造方法
US10644348B2 (en) 2013-07-04 2020-05-05 Mitsui Mining & Smelting Co., Ltd. Crystalline solid electrolyte and production method therefor
US9231275B2 (en) 2013-07-22 2016-01-05 Electronics And Telecommunications Research Institute Method for manufacturing sulfide-based solid electrolyte
JP6067511B2 (ja) * 2013-08-16 2017-01-25 トヨタ自動車株式会社 硫化物固体電解質材料、正極体およびリチウム固体電池
US9466834B2 (en) 2013-08-23 2016-10-11 Ut-Battelle, Llc Lithium-conducting sulfur compound cathode for lithium-sulfur batteries
JP6425426B2 (ja) * 2014-06-10 2018-11-21 三星電子株式会社Samsung Electronics Co.,Ltd. 硫化物固体電解質、および硫化物固体電解質の製造方法
KR102287814B1 (ko) 2013-10-02 2021-08-10 삼성전자주식회사 황화물 고체 전해질과 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 고체 전지
JP2014089971A (ja) * 2013-12-18 2014-05-15 Toyota Motor Corp 硫化物固体電解質材料、リチウム固体電池、および、硫化物固体電解質材料の製造方法
JP6309344B2 (ja) * 2014-03-19 2018-04-11 出光興産株式会社 固体電解質及び電池
JP5873533B2 (ja) * 2014-07-16 2016-03-01 三井金属鉱業株式会社 リチウムイオン電池用硫化物系固体電解質
US20160028104A1 (en) * 2014-07-25 2016-01-28 Ut-Battelle, Llc Electrochemically stable li7p2s8i superionic conductor
EP3214054A4 (en) * 2014-10-31 2018-07-18 Idemitsu Kosan Co., Ltd Sulfide glass and crystalline solid electrolyte production method, crystalline solid electrolyte, sulfide glass and solid-state battery
EP3220393B1 (en) 2014-11-10 2021-06-30 Murata Manufacturing Co., Ltd. Glass ceramic, lithium-ion conductor, cell, electronic device, and method for manufacturing electrode
JP6761928B2 (ja) * 2014-12-05 2020-09-30 国立大学法人豊橋技術科学大学 固体電解質ガラス及びその製造方法、固体電解質ガラス用前駆体、サスペンジョン、リチウムイオン電池用電極並びにリチウムイオン電池
KR101684130B1 (ko) 2015-06-16 2016-12-07 현대자동차주식회사 리튬 이온 전도성 황화물의 제조방법, 이에 의하여 제조된 리튬 이온 전도성 황화물, 및 이를 포함하는 고체전해질, 전고체 배터리
JP6678405B2 (ja) 2015-07-09 2020-04-08 国立大学法人東京工業大学 リチウム固体電解質
CN106611871B (zh) * 2015-10-23 2020-11-06 比亚迪股份有限公司 固体电解质材料及其制备方法和固体电解质和电池
JP6786231B2 (ja) 2016-03-16 2020-11-18 株式会社東芝 リチウムイオン二次電池用積層体、リチウムイオン二次電池、電池パック及び車両
US10930973B2 (en) * 2017-03-22 2021-02-23 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Production method for LGPS-based solid electrolyte
JP6568141B2 (ja) * 2017-04-27 2019-08-28 古河機械金属株式会社 リチウムイオン電池用固体電解質材料およびリチウムイオン電池用固体電解質材料の製造方法
KR102006619B1 (ko) 2017-08-30 2019-08-02 한국과학기술연구원 초음파 반응 공정을 이용한 고체전해질의 제조방법
EP3678149B1 (en) 2017-09-01 2023-08-16 Mitsubishi Gas Chemical Company, Inc. Method for producing lgps-based solid electrolyte
KR102323724B1 (ko) * 2017-11-02 2021-11-09 한양대학교 산학협력단 Li2S-P2S5-B2S3 글래스 세라믹 및 이를 고체 전해질로 함유하는 전고체 이차전지
JP7402619B2 (ja) 2019-05-31 2023-12-21 三星電子株式会社 固体電解質の製造方法
CN115312843A (zh) * 2022-08-18 2022-11-08 广东邦普循环科技有限公司 一种Se掺杂固态电解质及其制备方法与应用

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006059794A3 (en) * 2004-12-02 2006-08-17 Ohara Kk All solid lithium ion secondary battery and a solid electrolyte therefor
US7998622B2 (en) 2004-12-02 2011-08-16 Kabushiki Kaisha Ohara All solid lithium ion secondary battery and a solid electrolyte therefor
JP2008124011A (ja) * 2006-10-19 2008-05-29 Idemitsu Kosan Co Ltd リチウムイオン伝導性固体電解質シート及びその製造方法
CN103796964A (zh) * 2011-09-22 2014-05-14 出光兴产株式会社 玻璃颗粒
US11264617B2 (en) 2013-03-26 2022-03-01 Furukawa Electric Co., Ltd. All-solid-state secondary battery
US9548512B2 (en) 2013-12-12 2017-01-17 Ut-Battelle, Llc High conducting oxide—sulfide composite lithium superionic conductor
US11682790B2 (en) 2019-03-07 2023-06-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Sulfide-based solid electrolyte, all-solid secondary battery including the same, and method of preparing the sulfide-based solid electrolyte
RU2822115C1 (ru) * 2020-01-17 2024-07-01 Мицубиси Газ Кемикал Компани, Инк. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДНОГО ТВЕРДОГО ЭЛЕКТРОЛИТА, СОДЕРЖАЩЕГО Sn

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Publication number Publication date
JP2002109955A (ja) 2002-04-12

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