JP5553004B2 - Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material - Google Patents

Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material Download PDF

Info

Publication number
JP5553004B2
JP5553004B2 JP2010250017A JP2010250017A JP5553004B2 JP 5553004 B2 JP5553004 B2 JP 5553004B2 JP 2010250017 A JP2010250017 A JP 2010250017A JP 2010250017 A JP2010250017 A JP 2010250017A JP 5553004 B2 JP5553004 B2 JP 5553004B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solid electrolyte
sulfide solid
electrolyte material
electrode active
active material
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.)
Active
Application number
JP2010250017A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2012104279A (en
Inventor
崇督 大友
浩二 川本
重規 濱
祐樹 加藤
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2010250017A priority Critical patent/JP5553004B2/en
Publication of JP2012104279A publication Critical patent/JP2012104279A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5553004B2 publication Critical patent/JP5553004B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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

Landscapes

  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Description

本発明は、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止した硫化物固体電解質材料に関する。   The present invention relates to a sulfide solid electrolyte material that prevents the adverse effects of heat generation associated with crystallization.

近年におけるパソコン、ビデオカメラおよび携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として利用される電池の開発が重要視されている。また、自動車産業界等においても、電気自動車用あるいはハイブリッド自動車用の高出力かつ高容量の電池の開発が進められている。現在、種々の電池の中でも、エネルギー密度が高いという観点から、リチウム電池が注目を浴びている。   With the rapid spread of information-related equipment and communication equipment such as personal computers, video cameras, and mobile phones in recent years, development of batteries that are used as power sources has been regarded as important. Also in the automobile industry and the like, development of high-power and high-capacity batteries for electric vehicles or hybrid vehicles is being promoted. Currently, lithium batteries are attracting attention among various batteries from the viewpoint of high energy density.

現在市販されているリチウム電池は、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用されているため、短絡時の温度上昇を抑える安全装置の取り付けや短絡防止のための構造・材料面での改善が必要となる。これに対し、電解液を固体電解質層に変えて、電池を全固体化したリチウム電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。さらに、このような固体電解質層に用いられる固体電解質材料として、硫化物固体電解質材料が知られている。   Since lithium batteries currently on the market use an electrolyte containing a flammable organic solvent, it is possible to install safety devices that suppress the temperature rise during short circuits and to improve the structure and materials to prevent short circuits. Necessary. In contrast, a lithium battery in which the electrolyte is changed to a solid electrolyte layer to make the battery completely solid does not use a flammable organic solvent in the battery, so the safety device can be simplified, and the manufacturing cost and productivity It is considered excellent. Furthermore, sulfide solid electrolyte materials are known as solid electrolyte materials used for such solid electrolyte layers.

硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導性が高いため、電池の高出力化を図る上で有用であり、従来から種々の研究がなされている。例えば、非特許文献1においては、メカニカルミリング法により得られるLiI−LiS−P系非晶質材料が開示されている。 Since the sulfide solid electrolyte material has high Li ion conductivity, it is useful for increasing the output of the battery, and various studies have been made heretofore. For example, Non-Patent Document 1 discloses a LiI—Li 2 S—P 2 S 5 -based amorphous material obtained by a mechanical milling method.

留井直子、他2名、「メカニカルミリング法によるLiI−Li2S−P2S5系非晶質材料の合成とそのリチウムイオン伝導特性」、固体イオニクス討論会講演要旨集、23巻、p.26−27、2003年発行Naoko Torui and two others, “Synthesis of LiI-Li2S-P2S5 Amorphous Material by Mechanical Milling Method and Its Lithium Ion Conduction Properties”, Abstracts of Solid State Ionics Conference, Vol. 23, p. Issued 26-27, 2003

例えば、LiI−LiS−P系の非晶質の硫化物固体電解質材料は、LiS−PにLiIをドープすることで、Liイオン伝導性を高くすることができる。しかしながら、LiIをドープすることにより、非晶質の硫化物固体電解質材料の結晶化温度が低下し、組成によっては結晶化温度が90℃程度になる場合もある。 For example, the sulfide solid electrolyte material of LiI-Li 2 S-P 2 S 5 based amorphous, by doping with LiI in Li 2 S-P 2 S 5 , is possible to increase the Li ion conductivity it can. However, by doping LiI, the crystallization temperature of the amorphous sulfide solid electrolyte material is lowered, and the crystallization temperature may be about 90 ° C. depending on the composition.

結晶化温度が低い非晶質の硫化物固体電解質材料を、例えば電池に用いた場合、電池の温度が非晶質の硫化物固体電解質材料の結晶化温度以上に達すると、電池の使用中に予期せぬ発熱が生じるという問題がある。その結果、電池を構成する各材料の変質(劣化)が生じたり、電池ケース等の破損が生じたりするという問題がある。   When an amorphous sulfide solid electrolyte material having a low crystallization temperature is used in a battery, for example, if the battery temperature reaches or exceeds the crystallization temperature of the amorphous sulfide solid electrolyte material, the battery is in use. There is a problem of unexpected heat generation. As a result, there is a problem that each material constituting the battery is deteriorated (deteriorated) or the battery case or the like is damaged.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止した硫化物固体電解質材料を提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a sulfide solid electrolyte material that prevents the adverse effects of heat generated by crystallization.

上記課題を解決するために、本発明においては、Li、P、S、Iを有し、ガラスセラミックスであることを特徴とする硫化物固体電解質材料を提供する。   In order to solve the above-described problems, the present invention provides a sulfide solid electrolyte material having Li, P, S, and I and being a glass ceramic.

本発明によれば、予め結晶化させたガラスセラミックスとすることで、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止した硫化物固体電解質材料とすることができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a sulfide solid electrolyte material in which the adverse effect of heat generated by crystallization is prevented by using glass ceramics crystallized in advance.

上記発明においては、上記硫化物固体電解質材料が、CuKα線を用いたX線回折測定において、2θ=21°、28°に回折ピークを有することが好ましい。Liイオン伝導性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。   In the said invention, it is preferable that the said sulfide solid electrolyte material has a diffraction peak in 2 (theta) = 21 degrees and 28 degrees in the X-ray-diffraction measurement using a CuK alpha ray. It is because it can be set as the sulfide solid electrolyte material with high Li ion conductivity.

上記発明においては、上記硫化物固体電解質材料が、LiS、PおよびLiIを用いてなるものであることが好ましい。 In the above-mentioned invention, the sulfide solid electrolyte material, Li 2 S, it is preferable that obtained by using the P 2 S 5 and LiI.

上記発明においては、上記LiIの含有量が、1mol%〜60mol%の範囲内であることが好ましい。   In the said invention, it is preferable that content of the said LiI exists in the range of 1 mol%-60 mol%.

また、本発明においては、正極活物質を含有する正極活物質層と、負極活物質を含有する負極活物質層と、上記正極活物質層および上記負極活物質層の間に形成された固体電解質層とを有するリチウム固体電池であって、上記正極活物質層、上記負極活物質層および上記固体電解質層の少なくとも一つが、上述した硫化物固体電解質材料を含有することを特徴とするリチウム固体電池を提供する。   In the present invention, a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material, and a solid electrolyte formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer A lithium solid state battery, wherein at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer contains the sulfide solid electrolyte material described above I will provide a.

本発明によれば、正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層の少なくとも一つが、上述した硫化物固体電解質材料を含有することから、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止したリチウム固体電池とすることができる。これにより、耐久性に優れたリチウム固体電池となる。   According to the present invention, since at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer contains the sulfide solid electrolyte material described above, a lithium solid state battery that prevents the adverse effects of heat generation due to crystallization is prevented. It can be. Thereby, it becomes a lithium solid state battery excellent in durability.

また、本発明においては、LiS、PおよびLiIを含有する原料組成物を非晶質化し、非晶質の硫化物固体電解質材料を合成する合成工程と、上記非晶質の硫化物固体電解質材料を、結晶化温度以上の温度で熱処理し、ガラスセラミックスである硫化物固体電解質材料を得る熱処理工程と、を有することを特徴とする硫化物固体電解質材料の製造方法を提供する。 In the present invention, the raw material composition containing Li 2 S, P 2 S 5 and LiI is made amorphous to synthesize an amorphous sulfide solid electrolyte material; And a heat treatment step of obtaining a sulfide solid electrolyte material that is glass ceramic by heat-treating the sulfide solid electrolyte material at a temperature equal to or higher than a crystallization temperature. .

本発明によれば、非晶質の硫化物固体電解質材料を合成し、その後、熱処理を行うことにより、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止した硫化物固体電解質材料を得ることができる。   According to the present invention, an amorphous sulfide solid electrolyte material is synthesized and then subjected to heat treatment, whereby a sulfide solid electrolyte material in which the adverse effects of heat generation due to crystallization can be prevented can be obtained.

本発明の硫化物固体電解質材料は、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止できるという効果を奏する。   The sulfide solid electrolyte material of the present invention has the effect of preventing the adverse effects of heat generation associated with crystallization.

本発明のリチウム固体電池の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the lithium solid battery of this invention. 本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of this invention. 実施例1および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対する、X線回折測定の結果である。It is a result of the X-ray diffraction measurement with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対する、示差熱分析の結果である。It is a result of the differential thermal analysis with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 and Comparative Example 1. 実施例1および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対する、Liイオン伝導度測定の結果である。It is a result of Li ion conductivity measurement with respect to the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

以下、本発明の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について、詳細に説明する。   Hereinafter, the sulfide solid electrolyte material, the lithium solid battery, and the method for producing the sulfide solid electrolyte material of the present invention will be described in detail.

A.硫化物固体電解質材料
まず、本発明の硫化物固体電解質材料について説明する。本発明の硫化物固体電解質材料は、Li、P、S、Iを有し、ガラスセラミックスであることを特徴とするものである。
A. First, the sulfide solid electrolyte material of the present invention will be described. The sulfide solid electrolyte material of the present invention has Li, P, S, and I and is a glass ceramic.

本発明によれば、予め結晶化させたガラスセラミックスとすることで、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止した硫化物固体電解質材料とすることができる。そのため、例えば本発明の硫化物固体電解質材料を電池に用いた場合に、電池を構成する各材料の変質(劣化)が生じたり、電池ケース等の破損が生じたりすることを防止できる。さらに、電池の冷却機構および安全機構の簡略化を図れるという利点もある。   According to the present invention, it is possible to obtain a sulfide solid electrolyte material in which the adverse effect of heat generated by crystallization is prevented by using glass ceramics crystallized in advance. Therefore, for example, when the sulfide solid electrolyte material of the present invention is used for a battery, it is possible to prevent the deterioration (deterioration) of each material constituting the battery or the damage of the battery case or the like. Further, there is an advantage that the battery cooling mechanism and the safety mechanism can be simplified.

本発明の硫化物固体電解質材料は、ガラスセラミックスであることを大きな特徴とする。本発明におけるガラスセラミックスとは、非晶質の硫化物固体電解質材料を結晶化した材料をいう。本発明の硫化物固体電解質材料が結晶化したものであるか否かは、例えばX線回折法により確認することができる。   The sulfide solid electrolyte material of the present invention is characterized by being a glass ceramic. The glass ceramic in the present invention refers to a material obtained by crystallizing an amorphous sulfide solid electrolyte material. Whether or not the sulfide solid electrolyte material of the present invention is crystallized can be confirmed by, for example, an X-ray diffraction method.

また、上記非晶質の硫化物固体電解質材料とは、原料組成物を非晶質化して合成した材料をいい、X線回折測定等において結晶としての周期性が観測されない厳密な「非晶質」のみならず、後述するメカニカルミリング等により非晶質化して合成した材料全般を意味する。そのため、X線回折測定等において、例えば原料(LiI等)に由来するピークが観察される場合であっても、非晶質化して合成した材料であれば、非晶質の硫化物固体電解質材料に該当する。   The above-mentioned amorphous sulfide solid electrolyte material is a material synthesized by amorphizing a raw material composition, and is strictly “amorphous” in which periodicity as a crystal is not observed in X-ray diffraction measurement or the like. ”As well as all materials synthesized by amorphization by mechanical milling described later. Therefore, in the X-ray diffraction measurement etc., for example, even if a peak derived from the raw material (LiI etc.) is observed, the amorphous sulfide solid electrolyte material can be used as long as it is a material synthesized by amorphization. It corresponds to.

本発明においては、中でも、非晶質の硫化物固体電解質材料が、厳密な非晶質であることが好ましく、厳密なガラスであることがより好ましい。非晶質性をより高くすることで、Liイオン伝導性の高いガラスセラミックスとすることができるからである。なお、厳密なガラスとは、厳密な非晶質であって、かつ、ガラス転移点が観測されるものをいう。ガラス転移点の有無は、示差熱分析(DTA)により確認することができる。また、厳密なガラスは、後述する実施例に記載するように、例えば湿式メカニカルミリングを行うことにより、得ることができる。   In the present invention, among them, the amorphous sulfide solid electrolyte material is preferably strictly amorphous, and more preferably strictly glass. It is because it can be set as glass ceramics with high Li ion conductivity by making amorphous property higher. Note that the strict glass refers to a strict amorphous material in which a glass transition point is observed. The presence or absence of a glass transition point can be confirmed by differential thermal analysis (DTA). Moreover, exact | strict glass can be obtained, for example by performing wet mechanical milling, as described in the Example mentioned later.

また、本発明の硫化物固体電解質材料は、Li、P、S、Iを含有するものであり、LiS、PおよびLiIを用いてなるものであることが好ましい。LiSは、不純物が少ないことが好ましい。副反応を抑制することができるからである。LiSの合成方法としては、例えば特開平7−330312号公報に記載された方法等を挙げることができる。さらに、LiSは、WO2005/040039に記載された方法等を用いて精製されていることが好ましい。また、PおよびLiIも、不純物が少ないことが好ましい。 The sulfide solid electrolyte material of the present invention contains Li, P, S, and I, and is preferably formed using Li 2 S, P 2 S 5, and LiI. Li 2 S preferably has few impurities. This is because side reactions can be suppressed. Examples of the method for synthesizing Li 2 S include the method described in JP-A-7-330312. Furthermore, Li 2 S is preferably purified using the method described in WO2005 / 040039. P 2 S 5 and LiI are also preferably low in impurities.

本発明において、LiSおよびPの合計に対するLiSの割合は、特に限定されるものではないが、例えば、70mol%〜80mol%の範囲内であることが好ましく、72mol%〜78mol%の範囲内であることがより好ましく、74mol%〜76mol%の範囲内であることがさらに好ましい。オルト組成またはその近傍の組成を有する硫化物固体電解質材料とすることができ、化学的安定性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。ここで、オルトとは、一般的に、同じ酸化物を水和して得られるオキソ酸の中で、最も水和度の高いものをいう。本発明においては、硫化物で最もLiSが付加している結晶組成をオルト組成という。LiS−P系ではLiPSがオルト組成に該当する。LiS−P系の硫化物固体電解質材料の場合、オルト組成を得るLiSおよびPの割合は、モル基準で、LiS:P=75:25である。 In the present invention, the ratio of Li 2 S to the total of Li 2 S and P 2 S 5 is not particularly limited, but is preferably in the range of 70 mol% to 80 mol%, for example, 72 mol% to More preferably, it is in the range of 78 mol%, and still more preferably in the range of 74 mol% to 76 mol%. This is because a sulfide solid electrolyte material having an ortho composition or a composition in the vicinity thereof can be obtained, and a sulfide solid electrolyte material having high chemical stability can be obtained. Here, ortho generally refers to one having the highest degree of hydration among oxo acids obtained by hydrating the same oxide. In the present invention, the crystal composition in which Li 2 S is added most in the sulfide is called the ortho composition. In the Li 2 S—P 2 S 5 system, Li 3 PS 4 corresponds to the ortho composition. In the case of a Li 2 S—P 2 S 5 based sulfide solid electrolyte material, the ratio of Li 2 S and P 2 S 5 to obtain the ortho composition is Li 2 S: P 2 S 5 = 75: 25 on a molar basis. It is.

一方、本発明の硫化物固体電解質材料におけるLiIの割合は、特に限定されるものではないが、例えば1mol%以上であることが好ましく、5mol%以上であることがより好ましく、10mol%以上であることがさらに好ましい。LiIの含有量が少なすぎると、Liイオン伝導性の向上に寄与しない可能性があるからである。一方、上記LiIの割合は、例えば60mol%以下であることが好ましく、50mol%以下であることがより好ましく、40mol%以下であることがさらに好ましい。LiIの含有量が多すぎると、Liイオン伝導性が低くなる可能性があるからである。   On the other hand, the ratio of LiI in the sulfide solid electrolyte material of the present invention is not particularly limited, but is preferably, for example, 1 mol% or more, more preferably 5 mol% or more, and more preferably 10 mol% or more. More preferably. This is because if the content of LiI is too small, it may not contribute to the improvement of Li ion conductivity. On the other hand, the LiI ratio is, for example, preferably 60 mol% or less, more preferably 50 mol% or less, and further preferably 40 mol% or less. This is because if the content of LiI is too large, Li ion conductivity may be lowered.

また、本発明の硫化物固体電解質材料は、CuKα線を用いたX線回折測定において、2θ=21°、28°に回折ピークを有することが好ましい。Liイオン伝導性の高い硫化物固体電解質材料とすることができるからである。なお、後述する実施例に記載するように、これらの回折ピークは、Li、P、S、Iを含む既知のいずれの回折ピークにも該当せず、LiPSおよびLiIが規則構造を構成したために現れた新規の回折ピークであると推測される。 The sulfide solid electrolyte material of the present invention preferably has diffraction peaks at 2θ = 21 ° and 28 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays. It is because it can be set as the sulfide solid electrolyte material with high Li ion conductivity. In addition, as described in Examples described later, these diffraction peaks do not correspond to any known diffraction peak including Li, P, S, and I, and Li 3 PS 4 and LiI constitute an ordered structure. Therefore, it is presumed to be a new diffraction peak that appears.

本発明の硫化物固体電解質材料の形状としては、例えば粒子状を挙げることができる。粒子状の硫化物固体電解質材料の平均粒径は、例えば0.1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。また、上記硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導性が高いことが好ましく、常温におけるLiイオン伝導度は、例えば1×10−4S/cm以上であることが好ましく、1×10−3S/cm以上であることがより好ましい。 Examples of the shape of the sulfide solid electrolyte material of the present invention include particles. The average particle diameter of the particulate sulfide solid electrolyte material is preferably in the range of 0.1 μm to 50 μm, for example. The sulfide solid electrolyte material preferably has high Li ion conductivity, and the Li ion conductivity at room temperature is preferably 1 × 10 −4 S / cm or more, for example, 1 × 10 −3 S. / Cm or more is more preferable.

本発明の硫化物固体電解質材料は、Liイオン伝導性を必要とする任意の用途に用いることができる。中でも、上記硫化物固体電解質材料は、電池に用いられるものであることが好ましい。さらに、上記硫化物固体電解質材料を電池に用いる場合、正極活物質層(正極体)に用いても良く、負極活物質層(負極体)に用いても良く、電解質層に用いても良い。   The sulfide solid electrolyte material of the present invention can be used for any application that requires Li ion conductivity. Especially, it is preferable that the said sulfide solid electrolyte material is what is used for a battery. Furthermore, when using the said sulfide solid electrolyte material for a battery, you may use for a positive electrode active material layer (positive electrode body), may be used for a negative electrode active material layer (negative electrode body), and may be used for an electrolyte layer.

B.リチウム固体電池
次に、本発明のリチウム固体電池について説明する。本発明のリチウム固体電池は、正極活物質を含有する正極活物質層と、負極活物質を含有する負極活物質層と、上記正極活物質層および上記負極活物質層の間に形成された固体電解質層とを有するリチウム固体電池であって、上記正極活物質層、上記負極活物質層および上記固体電解質層の少なくとも一つが、上述した硫化物固体電解質材料を含有することを特徴とするものである。
B. Next, the lithium solid state battery of the present invention will be described. The lithium solid state battery of the present invention includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material, and a solid formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer. A lithium solid state battery having an electrolyte layer, wherein at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer contains the sulfide solid electrolyte material described above. is there.

本発明によれば、正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層の少なくとも一つが、上述した硫化物固体電解質材料を含有することから、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止したリチウム固体電池とすることができる。これにより、耐久性に優れたリチウム固体電池となる。   According to the present invention, since at least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer contains the sulfide solid electrolyte material described above, a lithium solid state battery that prevents the adverse effects of heat generation due to crystallization is prevented. It can be. Thereby, it becomes a lithium solid state battery excellent in durability.

図1は、本発明のリチウム固体電池の一例を示す概略断面図である。図1に示されるリチウム固体電池10は、正極活物質を含有する正極活物質層1と、負極活物質を含有する負極活物質層2と、正極活物質層1および負極活物質層2の間に形成された固体電解質層3と、正極活物質層1の集電を行う正極集電体4と、負極活物質層2の集電を行う負極集電体5と、これらの部材を収納する電池ケース6とを有するものである。本発明においては、正極活物質層1、負極活物質層2および固体電解質層3の少なくとも一つが、上記「A.硫化物固体電解質材料」に記載した硫化物固体電解質材料を含有することを大きな特徴とする。
以下、本発明のリチウム固体電池について、構成ごとに説明する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a lithium solid state battery of the present invention. A lithium solid battery 10 shown in FIG. 1 includes a positive electrode active material layer 1 containing a positive electrode active material, a negative electrode active material layer 2 containing a negative electrode active material, and between the positive electrode active material layer 1 and the negative electrode active material layer 2. The solid electrolyte layer 3 formed on the cathode, the positive electrode current collector 4 for collecting current of the positive electrode active material layer 1, the negative electrode current collector 5 for collecting current of the negative electrode active material layer 2, and these members are housed. A battery case 6 is provided. In the present invention, it is significant that at least one of the positive electrode active material layer 1, the negative electrode active material layer 2, and the solid electrolyte layer 3 contains the sulfide solid electrolyte material described in "A. Sulfide solid electrolyte material". Features.
Hereinafter, the lithium solid state battery of the present invention will be described for each configuration.

1.正極活物質層
まず、本発明における正極活物質層について説明する。本発明における正極活物質層は、少なくとも正極活物質を含有する層であり、必要に応じて、固体電解質材料、導電化材および結着材の少なくとも一つをさらに含有していても良い。
1. First, the positive electrode active material layer in the present invention will be described. The positive electrode active material layer in the present invention is a layer containing at least a positive electrode active material, and may further contain at least one of a solid electrolyte material, a conductive material and a binder as necessary.

本発明においては、正極活物質層に含まれる固体電解質材料が、上記「A.硫化物固体電解質材料」に記載した硫化物固体電解質材料であることが好ましい。正極活物質層における上記硫化物固体電解質材料の含有量は、例えば、0.1体積%〜80体積%の範囲内、中でも、1体積%〜60体積%の範囲内、特に、10体積%〜50体積%の範囲内であることが好ましい。   In the present invention, the solid electrolyte material contained in the positive electrode active material layer is preferably the sulfide solid electrolyte material described in the above “A. Sulfide solid electrolyte material”. The content of the sulfide solid electrolyte material in the positive electrode active material layer is, for example, in the range of 0.1% by volume to 80% by volume, especially in the range of 1% by volume to 60% by volume, in particular, 10% by volume to It is preferably within the range of 50% by volume.

正極活物質としては、特に限定されるものではないが、例えば、LiCoO、LiMnO、LiNiO、LiVO、LiNi1/3Co1/3Mn1/3等の岩塩層状型活物質、LiMn、Li(Ni0.5Mn1.5)O等のスピネル型活物質、LiFePO、LiMnPO、LiNiPO、LiCuPO等のオリビン型活物質等を挙げることができる。また、LiFeSiO、LiMnSiO等のSi含有酸化物を正極活物質として用いても良い。 As the positive electrode active material, is not particularly limited, for example, LiCoO 2, LiMnO 2, LiNiO 2, LiVO 2, LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 rock salt layered type active material such as O 2 And spinel type active materials such as LiMn 2 O 4 and Li (Ni 0.5 Mn 1.5 ) O 4 , and olivine type active materials such as LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , and LiCuPO 4 . Si-containing oxides such as Li 2 FeSiO 4 and Li 2 MnSiO 4 may be used as the positive electrode active material.

特に、上述した硫化物固体電解質材料がオルト組成またはその近傍の組成を有する場合、正極活物質は、2.8V(vs Li)以上の電位を有することが好ましく、3.0V(vs Li)以上の電位を有することがより好ましい。LiIの酸化分解を効果的に抑制できるからである。従来、LiIは、2.8V付近で分解すると考えられていたため、LiIを有する硫化物固体電解質材料を正極活物質層に用いてこなかった。これに対して、硫化物固体電解質材料がオルト組成またはその近傍の組成を有する場合には、LiIがイオン伝導体との相互作用により安定化し、LiIの酸化分解を抑制できると考えられる。   In particular, when the sulfide solid electrolyte material described above has an ortho composition or a composition in the vicinity thereof, the positive electrode active material preferably has a potential of 2.8 V (vs Li) or higher, and 3.0 V (vs Li) or higher. It is more preferable to have a potential of It is because the oxidative decomposition of LiI can be effectively suppressed. Conventionally, since LiI was considered to decompose near 2.8 V, a sulfide solid electrolyte material having LiI has not been used for the positive electrode active material layer. On the other hand, when the sulfide solid electrolyte material has an ortho composition or a composition in the vicinity thereof, it is considered that LiI is stabilized by interaction with the ionic conductor, and oxidative decomposition of LiI can be suppressed.

正極活物質の形状としては、例えば粒子形状を挙げることができ、中でも真球状または楕円球状であることが好ましい。また、正極活物質が粒子形状である場合、その平均粒径は、例えば0.1μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。また、正極活物質層における正極活物質の含有量は、例えば10体積%〜99体積%の範囲内であることが好ましく、20体積%〜99体積%の範囲内であることがより好ましい。   Examples of the shape of the positive electrode active material include a particle shape, and among them, a spherical shape or an elliptical shape is preferable. Moreover, when a positive electrode active material is a particle shape, it is preferable that the average particle diameter exists in the range of 0.1 micrometer-50 micrometers, for example. Further, the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is, for example, preferably in the range of 10% by volume to 99% by volume, and more preferably in the range of 20% by volume to 99% by volume.

本発明における正極活物質層は、正極活物質および固体電解質材料の他に、導電化材および結着材の少なくとも一つをさらに含有していても良い。導電化材としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンファイバー等を挙げることができる。結着材としては、例えば、PTFE、PVDF等のフッ素含有結着材を挙げることができる。上記正極活物質層の厚さは、例えば、0.1μm〜1000μmの範囲内であることが好ましい。   The positive electrode active material layer in the present invention may further contain at least one of a conductive material and a binder in addition to the positive electrode active material and the solid electrolyte material. Examples of the conductive material include acetylene black, ketjen black, and carbon fiber. Examples of the binder include fluorine-containing binders such as PTFE and PVDF. The thickness of the positive electrode active material layer is preferably in the range of 0.1 μm to 1000 μm, for example.

2.負極活物質層
次に、本発明における負極活物質層について説明する。本発明における負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含有する層であり、必要に応じて、固体電解質材料、導電化材および結着材の少なくとも一つをさらに含有していても良い。
2. Next, the negative electrode active material layer in the present invention will be described. The negative electrode active material layer in the present invention is a layer containing at least a negative electrode active material, and may further contain at least one of a solid electrolyte material, a conductive material, and a binder as necessary.

本発明においては、負極活物質層に含まれる固体電解質材料が、上記「A.硫化物固体電解質材料」に記載した硫化物固体電解質材料であることが好ましい。負極活物質層における上記硫化物固体電解質材料の含有量は、例えば、0.1体積%〜80体積%の範囲内、中でも、1体積%〜60体積%の範囲内、特に、10体積%〜50体積%の範囲内であることが好ましい。   In the present invention, the solid electrolyte material contained in the negative electrode active material layer is preferably the sulfide solid electrolyte material described in the above “A. Sulfide solid electrolyte material”. The content of the sulfide solid electrolyte material in the negative electrode active material layer is, for example, in the range of 0.1% by volume to 80% by volume, especially in the range of 1% by volume to 60% by volume, in particular, 10% by volume to It is preferably within the range of 50% by volume.

負極活物質としては、例えば、金属活物質およびカーボン活物質を挙げることができる。金属活物質としては、例えば、In、Al、SiおよびSn等を挙げることができる。一方、カーボン活物質としては、例えば、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、高配向性グラファイト(HOPG)、ハードカーボン、ソフトカーボン等を挙げることができる。また、負極活物質層における負極活物質の含有量は、例えば10体積%〜99体積%の範囲内であることが好ましく、20体積%〜99体積%の範囲内であることがより好ましい。なお、導電化材および結着材については、上述した正極活物質層に用いられるものと同様である。負極活物質層の厚さは、例えば、0.1μm〜1000μmの範囲内であることが好ましい。   Examples of the negative electrode active material include a metal active material and a carbon active material. Examples of the metal active material include In, Al, Si, and Sn. On the other hand, examples of the carbon active material include mesocarbon microbeads (MCMB), highly oriented graphite (HOPG), hard carbon, and soft carbon. Further, the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is, for example, preferably in the range of 10% by volume to 99% by volume, and more preferably in the range of 20% by volume to 99% by volume. The conductive material and the binder are the same as those used for the positive electrode active material layer described above. The thickness of the negative electrode active material layer is preferably in the range of 0.1 μm to 1000 μm, for example.

3.固体電解質層
次に、本発明における固体電解質層について説明する。本発明における固体電解質層は、正極活物質層および負極活物質層の間に形成される層であり、固体電解質材料から構成される層である。固体電解質層に含まれる固体電解質材料は、Liイオン伝導性を有するものであれば特に限定されるものではない。
3. Next, the solid electrolyte layer in the present invention will be described. The solid electrolyte layer in the present invention is a layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer, and is a layer composed of a solid electrolyte material. The solid electrolyte material contained in the solid electrolyte layer is not particularly limited as long as it has Li ion conductivity.

本発明においては、固体電解質層に含まれる固体電解質材料が、上記「A.硫化物固体電解質材料」に記載した硫化物固体電解質材料であることが好ましい。固体電解質層における上記硫化物固体電解質材料の含有量は、所望の絶縁性が得られる割合であれば特に限定されるものではないが、例えば、10体積%〜100体積%の範囲内、中でも、50体積%〜100体積%の範囲内であることが好ましい。特に、本発明においては、固体電解質層が上記硫化物固体電解質材料のみから構成されていることが好ましい。   In the present invention, the solid electrolyte material contained in the solid electrolyte layer is preferably the sulfide solid electrolyte material described in the above “A. Sulfide solid electrolyte material”. The content of the sulfide solid electrolyte material in the solid electrolyte layer is not particularly limited as long as a desired insulating property can be obtained. For example, within the range of 10% by volume to 100% by volume, It is preferably within the range of 50% to 100% by volume. In particular, in the present invention, it is preferable that the solid electrolyte layer is composed only of the sulfide solid electrolyte material.

また、固体電解質層は、結着材を含有していても良い。結着材を含有することにより、可撓性を有する固体電解質層を得ることができるからである。結着材としては、例えば、PTFE、PVDF等のフッ素含有結着材を挙げることができる。固体電解質層の厚さは、例えば、0.1μm〜1000μmの範囲内、中でも、0.1μm〜300μmの範囲内であることが好ましい。   The solid electrolyte layer may contain a binder. This is because a solid electrolyte layer having flexibility can be obtained by containing a binder. Examples of the binder include fluorine-containing binders such as PTFE and PVDF. The thickness of the solid electrolyte layer is, for example, preferably in the range of 0.1 μm to 1000 μm, and more preferably in the range of 0.1 μm to 300 μm.

4.その他の構成
本発明のリチウム固体電池は、上述した正極活物質層、負極活物質層および固体電解質層を少なくとも有するものである。さらに通常は、正極活物質層の集電を行う正極集電体、および負極活物質層の集電を行う負極集電体を有する。正極集電体の材料としては、例えば、SUS、アルミニウム、ニッケル、鉄、チタンおよびカーボン等を挙げることができ、中でも、SUSが好ましい。一方、負極集電体の材料としては、例えば、SUS、銅、ニッケルおよびカーボン等を挙げることができ、中でも、SUSが好ましい。また、正極集電体および負極集電体の厚さや形状等については、リチウム固体電池の用途等に応じて適宜選択することが好ましい。また、本発明に用いられる電池ケースには、一般的なリチウム固体電池の電池ケースを用いることができる。電池ケースとしては、例えば、SUS製電池ケース等を挙げることができる。
4). Other Configurations The lithium solid state battery of the present invention has at least the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer described above. Furthermore, it usually has a positive electrode current collector for collecting current of the positive electrode active material layer and a negative electrode current collector for collecting current of the negative electrode active material layer. Examples of the material for the positive electrode current collector include SUS, aluminum, nickel, iron, titanium, and carbon. Among them, SUS is preferable. On the other hand, examples of the material for the negative electrode current collector include SUS, copper, nickel, and carbon. Among them, SUS is preferable. In addition, the thickness and shape of the positive electrode current collector and the negative electrode current collector are preferably appropriately selected according to the use of the lithium solid state battery. Moreover, the battery case of a general lithium solid battery can be used for the battery case used for this invention. Examples of the battery case include a SUS battery case.

5.リチウム固体電池
本発明のリチウム固体電池は、一次電池であっても良く、二次電池であっても良いが、中でも、二次電池であることが好ましい。繰り返し充放電でき、例えば、車載用電池として有用だからである。本発明のリチウム固体電池の形状としては、例えば、コイン型、ラミネート型、円筒型および角型等を挙げることができる。
5. Lithium solid battery The lithium solid battery of the present invention may be a primary battery or a secondary battery, and among these, a secondary battery is preferable. This is because it can be repeatedly charged and discharged and is useful, for example, as a vehicle-mounted battery. Examples of the shape of the lithium solid state battery of the present invention include a coin type, a laminate type, a cylindrical type, and a square type.

また、本発明のリチウム固体電池の製造方法は、上述したリチウム固体電池を得ることができる方法であれば特に限定されるものではなく、一般的なリチウム固体電池の製造方法と同様の方法を用いることができる。リチウム固体電池の製造方法の一例としては、正極活物質層を構成する材料、固体電解質層を構成する材料、および負極活物質層を構成する材料を順次プレスすることにより、発電要素を作製し、この発電要素を電池ケースの内部に収納し、電池ケースをかしめる方法等を挙げることができる。   Moreover, the manufacturing method of the lithium solid state battery of the present invention is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining the above-described lithium solid state battery, and the same method as a general lithium solid state battery manufacturing method is used. be able to. As an example of a method for producing a lithium solid state battery, a power generation element is manufactured by sequentially pressing a material constituting the positive electrode active material layer, a material constituting the solid electrolyte layer, and a material constituting the negative electrode active material layer, A method of storing the power generation element in the battery case and caulking the battery case can be exemplified.

C.硫化物固体電解質材料の製造方法
次に、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法について説明する。本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法は、LiS、PおよびLiIを含有する原料組成物を非晶質化し、非晶質の硫化物固体電解質材料を合成する合成工程と、上記非晶質の硫化物固体電解質材料を、結晶化温度以上の温度で熱処理し、ガラスセラミックスである硫化物固体電解質材料を得る熱処理工程と、を有することを特徴とするものである。
C. Next, a method for producing a sulfide solid electrolyte material of the present invention will be described. The method for producing a sulfide solid electrolyte material according to the present invention comprises a synthesis step of amorphizing a raw material composition containing Li 2 S, P 2 S 5 and LiI to synthesize an amorphous sulfide solid electrolyte material, And heat-treating the amorphous sulfide solid electrolyte material at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature to obtain a sulfide solid electrolyte material that is glass ceramics.

図2は、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法の一例を示すフローチャートである。図2においては、まず、LiI、LiSおよびPを含有する原料組成物を用意する。次に、原料組成物に対して、メカニカルミリングを行うことにより、Li、PおよびSを有するイオン伝導体(例えば、LiPS)と、LiIとを有する非晶質の硫化物固体電解質材料を合成する。次に、非晶質の硫化物固体電解質材料を、結晶化温度以上の温度で熱処理し、ガラスセラミックスである硫化物固体電解質材料を得る。 FIG. 2 is a flowchart showing an example of a method for producing a sulfide solid electrolyte material of the present invention. In FIG. 2, first, a raw material composition containing LiI, Li 2 S and P 2 S 5 is prepared. Next, by performing mechanical milling on the raw material composition, an amorphous sulfide solid electrolyte material having an ion conductor (for example, Li 3 PS 4 ) having Li, P, and S and LiI Is synthesized. Next, the amorphous sulfide solid electrolyte material is heat-treated at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature to obtain a sulfide solid electrolyte material that is a glass ceramic.

本発明によれば、非晶質の硫化物固体電解質材料を合成し、その後、熱処理を行うことにより、結晶化に伴う発熱の悪影響を防止した硫化物固体電解質材料を得ることができる。
以下、本発明の硫化物固体電解質材料の製造方法について、工程ごとに説明する。
According to the present invention, an amorphous sulfide solid electrolyte material is synthesized and then subjected to heat treatment, whereby a sulfide solid electrolyte material in which the adverse effects of heat generation due to crystallization can be prevented can be obtained.
Hereafter, the manufacturing method of the sulfide solid electrolyte material of this invention is demonstrated for every process.

1.合成工程
本発明における合成工程は、LiS、PおよびLiIを含有する原料組成物を非晶質化し、非晶質の硫化物固体電解質材料を合成する工程である。
1. Synthetic Step The synthetic step in the present invention is a step in which a raw material composition containing Li 2 S, P 2 S 5 and LiI is made amorphous to synthesize an amorphous sulfide solid electrolyte material.

原料組成物におけるLiS、PおよびLiIの割合については、上記「A.硫化物固体電解質材料」に記載した内容と同様であるので、ここでの記載は省略する。また、原料組成物を非晶質化する方法としては、例えば、メカニカルミリングおよび溶融急冷法を挙げることができ、中でもメカニカルミリングが好ましい。常温での処理が可能であり、製造工程の簡略化を図ることができるからである。また、メカニカルミリングは、乾式メカニカルミリングであっても良く、湿式メカニカルミリングであっても良いが、後者が好ましい。容器等の壁面に原料組成物が固着することを防止でき、より非晶質性の高い硫化物固体電解質材料を得ることができるからである。 Li 2 S in the raw material composition, the ratio of P 2 S 5 and LiI are the same as described in the above "A. sulfide solid electrolyte material", it is omitted description herein. Examples of the method for amorphizing the raw material composition include mechanical milling and melt quenching, and mechanical milling is preferable. This is because processing at room temperature is possible, and the manufacturing process can be simplified. The mechanical milling may be dry mechanical milling or wet mechanical milling, but the latter is preferred. This is because the raw material composition can be prevented from adhering to the wall surface of a container or the like, and a sulfide solid electrolyte material with higher amorphousness can be obtained.

メカニカルミリングは、原料組成物を、機械的エネルギーを付与しながら混合する方法であれば特に限定されるものではないが、例えばボールミル、振動ミル、ターボミル、メカノフュージョン、ディスクミル等を挙げることができ、中でもボールミルが好ましく、特に遊星型ボールミルが好ましい。所望の硫化物固体電解質材料を効率良く得ることができるからである。   Mechanical milling is not particularly limited as long as the raw material composition is mixed while applying mechanical energy, and examples thereof include a ball mill, a vibration mill, a turbo mill, a mechanofusion, and a disk mill. Among these, a ball mill is preferable, and a planetary ball mill is particularly preferable. This is because a desired sulfide solid electrolyte material can be obtained efficiently.

また、メカニカルミリングの各種条件は、所望の硫化物固体電解質材料を得ることができるように設定する。例えば、遊星型ボールミルを用いる場合、原料組成物および粉砕用ボールを加え、所定の回転数および時間で処理を行う。一般的に、回転数が大きいほど、硫化物固体電解質材料の生成速度は速くなり、処理時間が長いほど、原料組成物から硫化物固体電解質材料への転化率は高くなる。遊星型ボールミルを行う際の台盤回転数としては、例えば200rpm〜500rpmの範囲内、中でも250rpm〜400rpmの範囲内であることが好ましい。また、遊星型ボールミルを行う際の処理時間は、例えば1時間〜100時間の範囲内、中でも1時間〜50時間の範囲内であることが好ましい。   Various conditions of mechanical milling are set so that a desired sulfide solid electrolyte material can be obtained. For example, when a planetary ball mill is used, a raw material composition and grinding balls are added, and the treatment is performed at a predetermined number of revolutions and time. In general, the higher the number of rotations, the faster the production rate of the sulfide solid electrolyte material, and the longer the treatment time, the higher the conversion rate from the raw material composition to the sulfide solid electrolyte material. The rotation speed of the base plate when performing the planetary ball mill is preferably in the range of, for example, 200 rpm to 500 rpm, and more preferably in the range of 250 rpm to 400 rpm. Further, the treatment time when performing the planetary ball mill is preferably in the range of 1 hour to 100 hours, and more preferably in the range of 1 hour to 50 hours.

湿式メカニカルミリングに用いられる液体としては、上記原料組成物との反応で硫化水素を発生しない性質を有するものであることが好ましい。硫化水素は、液体の分子から解離したプロトンが、原料組成物や硫化物固体電解質材料と反応することによって発生する。そのため、上記液体は、硫化水素が発生しない程度の非プロトン性を有していることが好ましい。また、非プロトン性液体は、通常、極性の非プロトン性液体と、無極性の非プロトン性液体とに大別することができる。   The liquid used for wet mechanical milling preferably has a property of not generating hydrogen sulfide by the reaction with the raw material composition. Hydrogen sulfide is generated when protons dissociated from liquid molecules react with a raw material composition or a sulfide solid electrolyte material. Therefore, it is preferable that the liquid has an aprotic property that does not generate hydrogen sulfide. In addition, aprotic liquids can be broadly classified into polar aprotic liquids and nonpolar aprotic liquids.

極性の非プロトン性液体としては、特に限定されるものではないが、例えばアセトン等のケトン類;アセトニトリル等のニトリル類;N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)等のアミド類;ジメチルスルホキシド(DMSO)等のスルホキシド類等を挙げることができる。   Although it does not specifically limit as a polar aprotic liquid, For example, Ketones, such as acetone; Nitriles, such as acetonitrile; Amides, such as N, N- dimethylformamide (DMF); Dimethyl sulfoxide (DMSO) And the like.

無極性の非プロトン性液体の一例としては、常温(25℃)で液体のアルカンを挙げることができる。上記アルカンは、鎖状アルカンであっても良く、環状アルカンであっても良い。上記鎖状アルカンの炭素数は、例えば5以上であることが好ましい。一方、上記鎖状アルカンの炭素数の上限は、常温で液体であれば特に限定されるものではない。上記鎖状アルカンの具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、ウンデカン、ドデカン、パラフィン等を挙げることができる。なお、上記鎖状アルカンは、分岐を有するものであっても良い。一方、上記環状アルカンの具体例としては、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロパラフィン等を挙げることができる。   An example of a nonpolar aprotic liquid is alkane that is liquid at room temperature (25 ° C.). The alkane may be a chain alkane or a cyclic alkane. The chain alkane preferably has, for example, 5 or more carbon atoms. On the other hand, the upper limit of the carbon number of the chain alkane is not particularly limited as long as it is liquid at room temperature. Specific examples of the chain alkane include pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, undecane, dodecane, and paraffin. The chain alkane may have a branch. On the other hand, specific examples of the cyclic alkane include cyclopentane, cyclohexane, cycloheptane, cyclooctane, and cycloparaffin.

また、無極性の非プロトン性液体の別の例としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類;ジエチルエーテル、ジメチルエーテル等の鎖状エーテル類;テトロヒドロフラン等の環状エーテル類;クロロホルム、塩化メチル、塩化メチレン等のハロゲン化アルキル類;酢酸エチル等のエステル類;フッ化ベンゼン、フッ化ヘプタン、2,3−ジハイドロパーフルオロペンタン、1,1,2,2,3,3,4−ヘプタフルオロシクロペンタン等のフッ素系化合物を挙げることができる。なお、上記液体の添加量は、特に限定されるものではなく、所望の硫化物固体電解質材料を得ることができる程度の量であれば良い。   Other examples of nonpolar aprotic liquids include aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; chain ethers such as diethyl ether and dimethyl ether; cyclic ethers such as tetrohydrofuran; chloroform Alkyl halides such as methyl chloride and methylene chloride; esters such as ethyl acetate; fluorinated benzene, heptane fluoride, 2,3-dihydroperfluoropentane, 1,1,2,2,3,3 Fluorine compounds such as 4-heptafluorocyclopentane can be exemplified. In addition, the addition amount of the said liquid is not specifically limited, What is necessary is just a quantity which can obtain a desired sulfide solid electrolyte material.

本工程により得られる非晶質の硫化物固体電解質材料は、結晶化温度が低い材料であるほど、より低温で、結晶化に伴う発熱の悪影響が生じる。そのため、非晶質の硫化物固体電解質材料の結晶化温度が低いほど、逆に本発明の効果が発揮される結果となる。例えば、電池使用時の温度を考慮すると、非晶質の硫化物固体電解質材料の結晶化温度は、200℃以下であることが好ましく、150℃以下であることがより好ましい。   As the amorphous sulfide solid electrolyte material obtained by this step has a lower crystallization temperature, the lower the crystallization temperature, the lower the temperature. For this reason, the lower the crystallization temperature of the amorphous sulfide solid electrolyte material, the more effective the effect of the present invention is. For example, considering the temperature during battery use, the crystallization temperature of the amorphous sulfide solid electrolyte material is preferably 200 ° C. or lower, and more preferably 150 ° C. or lower.

本工程により得られる非晶質の硫化物固体電解質材料は、通常、Li、P、Sを有するイオン伝導体(LiS−P系イオン伝導体)と、LiIとを有するものである。上記イオン伝導体は、オルト組成を有することが好ましい。上記「オルト組成を有する」とは、厳密なオルト組成のみならず、その近傍の組成をも含むものである。具体的には、オルト組成のアニオン構造(PS 3−構造)を主体とすることをいう。オルト組成のアニオン構造の割合は、上記イオン伝導体における全アニオン構造に対して、60mol%以上であることが好ましく、70mol%以上であることがより好ましく、80mol%以上であることがさらに好ましく、90mol%以上であることが特に好ましい。なお、オルト組成のアニオン構造の割合は、ラマン分光法、NMR、XPS等により決定することができる。 The amorphous sulfide solid electrolyte material obtained by this step usually has an ion conductor having Li, P, and S (Li 2 S—P 2 S 5 system ion conductor) and LiI. is there. The ionic conductor preferably has an ortho composition. The above “having an ortho composition” includes not only a strict ortho composition but also a composition in the vicinity thereof. Specifically, the main component is an anion structure (PS 4 3- structure) having an ortho composition. The ratio of the anion structure of the ortho composition is preferably 60 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 80 mol% or more, based on the total anion structure in the ionic conductor, It is particularly preferably 90 mol% or more. The ratio of the anion structure of the ortho composition can be determined by Raman spectroscopy, NMR, XPS, or the like.

本工程により得られる非晶質の硫化物固体電解質材料は、LiSを実質的に含有しないことが好ましい。硫化水素発生量の少ない硫化物固体電解質材料とすることができるからである。LiSは水と反応することで、硫化水素が発生する。例えば、原料組成物に含まれるLiSの割合が大きいと、LiSが残存しやすい。「LiSを実質的に含有しない」ことは、X線回折により確認することができる。具体的には、LiSのピーク(2θ=27.0°、31.2°、44.8°、53.1°)を有しない場合は、LiSを実質的に含有しないと判断することができる。 It is preferable that the amorphous sulfide solid electrolyte material obtained by this step does not substantially contain Li 2 S. It is because it can be set as the sulfide solid electrolyte material with little hydrogen sulfide generation amount. Li 2 S reacts with water to generate hydrogen sulfide. For example, when the proportion of Li 2 S contained in the raw material composition is large, Li 2 S tends to remain. “Substantially free of Li 2 S” can be confirmed by X-ray diffraction. Specifically, when it does not have a Li 2 S peak (2θ = 27.0 °, 31.2 °, 44.8 °, 53.1 °), it is determined that it does not substantially contain Li 2 S. can do.

本工程により得られる非晶質の硫化物固体電解質材料は、架橋硫黄を実質的に含有しないことが好ましい。硫化水素発生量の少ない硫化物固体電解質材料とすることができるからである。「架橋硫黄」とは、LiSとPとが反応してなる化合物における架橋硫黄をいう。例えば、LiSおよびPが反応してなるSP−S−PS構造の架橋硫黄が該当する。このような架橋硫黄は、水と反応しやすく、硫化水素が発生しやすい。さらに、「架橋硫黄を実質的に含有しない」ことは、ラマン分光スペクトルの測定により、確認することができる。例えば、LiS−P系の非晶質の硫化物固体電解質材料の場合、SP−S−PS構造のピークが、通常402cm−1に現れる。そのため、このピークが検出されないことが好ましい。また、PS 3−構造のピークは、通常417cm−1に現れる。本発明においては、402cm−1における強度I402が、417cm−1における強度I417よりも小さいことが好ましい。より具体的には、強度I417に対して、強度I402は、例えば70%以下であることが好ましく、50%以下であることがより好ましく、35%以下であることがさらに好ましい。 It is preferable that the amorphous sulfide solid electrolyte material obtained by this step does not substantially contain bridging sulfur. It is because it can be set as the sulfide solid electrolyte material with little hydrogen sulfide generation amount. “Bridged sulfur” refers to bridged sulfur in a compound formed by reaction of Li 2 S and P 2 S 5 . For example, Li 2 S and P 2 S 5 is bridging sulfur reactions to become S 3 PS-PS 3 structure corresponds. Such bridging sulfur easily reacts with water and easily generates hydrogen sulfide. Furthermore, “substantially free of bridging sulfur” can be confirmed by measurement of a Raman spectrum. For example, in the case of a Li 2 S—P 2 S 5 based amorphous sulfide solid electrolyte material, the peak of the S 3 P—S—PS 3 structure usually appears at 402 cm −1 . Therefore, it is preferable that this peak is not detected. Moreover, the peak of PS 4 3− structure usually appears at 417 cm −1 . In the present invention, the intensity I 402 at 402 cm -1 is preferably smaller than the intensity I 417 at 417 cm -1. More specifically, the strength I 402 is preferably 70% or less, more preferably 50% or less, and even more preferably 35% or less with respect to the strength I 417 .

2.熱処理工程
次に、本発明における熱処理工程について説明する。本発明における熱処理工程は、上記非晶質の硫化物固体電解質材料を、結晶化温度以上の温度で熱処理し、ガラスセラミックスである硫化物固体電解質材料を得る工程である。
2. Next, the heat treatment process in the present invention will be described. The heat treatment step in the present invention is a step in which the amorphous sulfide solid electrolyte material is heat treated at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature to obtain a sulfide solid electrolyte material that is glass ceramic.

熱処理の温度は、結晶化温度以上の温度であれば特に限定されるものではない。結晶化温度以上の温度であれば、結晶化に伴う発熱による悪影響を防止できるからである。なお、非晶質の硫化物固体電解質材料の結晶化温度は、示差熱分析(DTA)により決定することができる。熱処理の温度の上限は、特に限定されるものではないが、結晶化温度+100℃であることが好ましく、結晶化温度+50℃であることがより好ましい。熱処理の温度が高すぎると、Liイオン伝導度が低下する可能性があるからである。また、熱処理の温度は、具体的には90℃〜300℃の範囲内であることが好ましく、100℃〜200℃の範囲内であることがより好ましい。   The temperature of the heat treatment is not particularly limited as long as it is higher than the crystallization temperature. This is because if the temperature is equal to or higher than the crystallization temperature, adverse effects due to heat generated by crystallization can be prevented. The crystallization temperature of the amorphous sulfide solid electrolyte material can be determined by differential thermal analysis (DTA). Although the upper limit of the temperature of heat processing is not specifically limited, It is preferable that it is crystallization temperature +100 degreeC, and it is more preferable that it is crystallization temperature +50 degreeC. This is because if the temperature of the heat treatment is too high, the Li ion conductivity may decrease. Moreover, specifically, the temperature of the heat treatment is preferably within a range of 90 ° C to 300 ° C, and more preferably within a range of 100 ° C to 200 ° C.

熱処理の時間は、所望のガラスセラミックスが得られる時間であれば特に限定されるものではないが、例えば1分間〜24時間の範囲内であることが好ましい。また、熱処理は、不活性ガス雰囲気(例えばArガス雰囲気)で行うことが好ましい。硫化物固体電解質材料の劣化(例えば酸化)を防止できるからである。熱処理の方法は特に限定されるものではないが、例えば、焼成炉を用いる方法を挙げることができる。また、本工程により得られるガラスセラミックスの硫化物固体電解質材料は、通常、Li、P、Sを有するイオン伝導体(LiS−P系イオン伝導体)と、LiIとを有するものである。 The time for the heat treatment is not particularly limited as long as the desired glass ceramic can be obtained. For example, the heat treatment time is preferably in the range of 1 minute to 24 hours. The heat treatment is preferably performed in an inert gas atmosphere (for example, an Ar gas atmosphere). This is because deterioration (for example, oxidation) of the sulfide solid electrolyte material can be prevented. The method for the heat treatment is not particularly limited, and examples thereof include a method using a firing furnace. Also, the sulfide solid electrolyte material of the glass ceramics obtained by the present process is typically, Li, P, ion conductor having S and (Li 2 S-P 2 S 5 based ion conductor), having a LiI It is.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

[実施例1]
出発原料として、硫化リチウム(LiS)、五硫化二リン(P)およびヨウ化リチウム(LiI)を用いた。次に、Ar雰囲気下(露点−70℃)のグローブボックス内で、LiSおよびPを、75LiS・25Pのモル比(LiPS、オルト組成)となるように秤量した。次に、LiIが30mol%となるように、LiIを秤量した。この混合物2gを、遊星型ボールミルの容器(45cc、ZrO製)に投入し、脱水ヘプタン(水分量30ppm以下、4g)を投入し、さらにZrOボール(φ=5mm、53g)を投入し、容器を完全に密閉した(Ar雰囲気)。この容器を遊星型ボールミル機(フリッチュ製P7)に取り付け、台盤回転数500rpmで、1時間処理および15分休止のメカニカルミリングを40回行った。その後、得られた試料を、ホットプレート上でヘプタンを除去するように乾燥させ、ガラスである硫化物固体電解質材料を得た。その後、ガラスである硫化物固体電解質材料を、Ar雰囲気中、180℃(結晶化温度以上の温度)、1時間の条件で熱処理し、ガラスセラミックスである硫化物固体電解質材料を得た。得られた硫化物固体電解質材料の組成は、30LiI・70(0.75LiS・0.25P)であった。
[Example 1]
As starting materials, lithium sulfide (Li 2 S), diphosphorus pentasulfide (P 2 S 5 ) and lithium iodide (LiI) were used. Next, in a glove box under an Ar atmosphere (dew point −70 ° C.), Li 2 S and P 2 S 5 have a molar ratio of 75Li 2 S · 25P 2 S 5 (Li 3 PS 4 , ortho composition). Weighed as follows. Next, LiI was weighed so that LiI was 30 mol%. 2 g of this mixture is charged into a planetary ball mill container (45 cc, made of ZrO 2 ), dehydrated heptane (moisture content of 30 ppm or less, 4 g) is charged, and ZrO 2 balls (φ = 5 mm, 53 g) are charged. The container was completely sealed (Ar atmosphere). This container was attached to a planetary ball mill (P7 made by Fritsch), and mechanical milling was performed 40 times with a base plate rotation speed of 500 rpm and a one-hour treatment and a 15-minute pause. Thereafter, the obtained sample was dried on a hot plate so as to remove heptane to obtain a sulfide solid electrolyte material which is glass. Thereafter, the sulfide solid electrolyte material that is glass was heat-treated in an Ar atmosphere at 180 ° C. (temperature equal to or higher than the crystallization temperature) for 1 hour to obtain a sulfide solid electrolyte material that was glass ceramic. The composition of the obtained sulfide solid electrolyte material was 30LiI · 70 (0.75Li 2 S · 0.25P 2 S 5 ).

[比較例1]
実施例1で得られた、ガラスである硫化物固体電解質材料を、比較用のサンプルとした。ガラスである硫化物固体電解質材料の組成は、30LiI・70(0.75LiS・0.25P)であった。
[Comparative Example 1]
The sulfide solid electrolyte material that is glass obtained in Example 1 was used as a comparative sample. The composition of the sulfide solid electrolyte material which is glass was 30LiI · 70 (0.75Li 2 S · 0.25P 2 S 5 ).

[評価]
(X線回折測定)
実施例1および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対して、CuKα線を用いたX線回折(XRD)測定を行った。XRD測定には、リガク製RINT UltimaIIIを使用した。その結果を図3に示す。図3に示されるように、実施例1では、結晶の回折ピークが検出され、ガラスセラミックスであることが確認された。一方、比較例1では、結晶の回折ピークが検出されず、非晶質であることが確認された。また、実施例1では、若干のLiI結晶の回折ピークの他に、2θ=21°、28°の位置に、未知の回折ピークが確認された。未知の回折ピークは、Li、P、S、Iを含む既知のいずれの回折ピークにも該当せず、LiPSおよびLiIが規則構造を構成したために現れた新規の回折ピークであると推測される。
[Evaluation]
(X-ray diffraction measurement)
X-ray diffraction (XRD) measurement using CuKα rays was performed on the sulfide solid electrolyte materials obtained in Example 1 and Comparative Example 1. For XRD measurement, RINT Ultimate III manufactured by Rigaku was used. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 3, in Example 1, the diffraction peak of the crystal was detected and confirmed to be glass ceramics. On the other hand, in Comparative Example 1, the diffraction peak of the crystal was not detected, and it was confirmed to be amorphous. Further, in Example 1, in addition to some LiI crystal diffraction peaks, an unknown diffraction peak was confirmed at 2θ = 21 ° and 28 °. The unknown diffraction peak does not correspond to any known diffraction peak including Li, P, S, and I, and is presumed to be a new diffraction peak that appears because Li 3 PS 4 and LiI constitute an ordered structure. Is done.

(示差熱分析)
実施例1および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対して、示差熱分析(DTA)を行った。DTAには、メトラー製TGA/SDTA851eを用いた。その結果を図4に示す。図4に示されるように、比較例1では、約70℃にガラス転移点が観測され、約90℃に結晶化による発熱ピークが観測された。この発熱は、非晶質から、エネルギー的により安定な結晶が生じる際に発生するものである。これに対して、実施例1では、比較例1のような発熱ピークは観測されなかった。このことから、実施例1で得られた硫化物固体電解質材料を電池に用いた場合には、電池の使用中に予期せぬ発熱が生じることを防止できる。その結果、電池を構成する各材料の変質(劣化)が生じたり、電池ケース等の破損が生じたりすることを防止できる。さらに、電池の冷却機構および安全機構の簡略化を図れるという利点もある。
(Differential thermal analysis)
Differential thermal analysis (DTA) was performed on the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 and Comparative Example 1. For DTA, TGA / SDTA851e manufactured by METTLER was used. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 4, in Comparative Example 1, a glass transition point was observed at about 70 ° C., and an exothermic peak due to crystallization was observed at about 90 ° C. This heat generation is generated when a more stable crystal is generated from an amorphous state. On the other hand, in Example 1, no exothermic peak as in Comparative Example 1 was observed. From this, when the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 is used for a battery, it is possible to prevent unexpected heat generation during use of the battery. As a result, it is possible to prevent the deterioration (deterioration) of each material constituting the battery and the damage of the battery case or the like. Further, there is an advantage that the battery cooling mechanism and the safety mechanism can be simplified.

(Liイオン伝導度測定)
実施例1および比較例1で得られた硫化物固体電解質材料に対して、交流インピーダンス法によるLiイオン伝導度(常温)の測定を行った。Liイオン伝導度の測定は以下のように行った。支持筒(マコール製)に添加した試料100mgを、SKD製の電極で挟んだ。その後、4.3ton/cmの圧力で試料を圧粉し、6Ncmで試料を拘束しながらインピーダンス測定を行った。測定にはソーラトロン1260を用い、測定条件は、印加電圧5mV、測定周波数域0.01MHz〜1MHzとした。その結果を図5に示す。図5に示されるように、実施例1は、比較例1よりもLiイオン伝導度が高くなった。
(Li ion conductivity measurement)
For the sulfide solid electrolyte material obtained in Example 1 and Comparative Example 1, Li ion conductivity (normal temperature) was measured by the AC impedance method. Li ion conductivity was measured as follows. 100 mg of the sample added to the support tube (made by Macor) was sandwiched between electrodes made of SKD. Thereafter, the sample was compacted at a pressure of 4.3 ton / cm 2 , and impedance measurement was performed while restraining the sample at 6 Ncm. Solartron 1260 was used for measurement, and the measurement conditions were an applied voltage of 5 mV and a measurement frequency range of 0.01 MHz to 1 MHz. The result is shown in FIG. As shown in FIG. 5, Example 1 has higher Li ion conductivity than Comparative Example 1.

非晶質の硫化物固体電解質材料は、結晶化によりLiイオン伝導度が急激に低下する系や組成が多く知られており、結晶化によりLiイオン伝導度が向上する系や組成は稀である。参考までに、LiIを用いなかったこと以外は、実施例1および比較例1と同様にして硫化物固体電解質材料を得た。これらの硫化物固体電解質材料に対して、上記と同様にLiイオン伝導度を測定したところ、75LiS・25Pガラスは、5×10−4S/cmであり、75LiS・25Pガラスセラミックスは、1×10−4S/cmであった。このことから、実施例1では、75LiS・25Pの組成に対して、LiIを導入することで、意外にも、結晶化によりLiイオン伝導度が向上することが確認された。 Amorphous sulfide solid electrolyte materials are known to have many systems and compositions in which the Li ion conductivity is rapidly reduced by crystallization, and systems and compositions in which the Li ion conductivity is improved by crystallization are rare. . For reference, a sulfide solid electrolyte material was obtained in the same manner as in Example 1 and Comparative Example 1 except that LiI was not used. When the Li ion conductivity was measured for these sulfide solid electrolyte materials in the same manner as described above, 75Li 2 S · 25P 2 S 5 glass was 5 × 10 −4 S / cm, and 75Li 2 S · cm. The 25P 2 S 5 glass ceramics was 1 × 10 −4 S / cm. From this, in Example 1, it was confirmed that Li ion conductivity was unexpectedly improved by crystallization by introducing LiI into the composition of 75Li 2 S · 25P 2 S 5 .

1 … 正極活物質層
2 … 負極活物質層
3 … 固体電解質層
4 … 正極集電体
5 … 負極集電体
6 … 電池ケース
10 … リチウム固体電池
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Positive electrode active material layer 2 ... Negative electrode active material layer 3 ... Solid electrolyte layer 4 ... Positive electrode collector 5 ... Negative electrode collector 6 ... Battery case 10 ... Lithium solid battery

Claims (5)

Li、P、S、Iを有し、Li PS を含むガラスセラミックスであり、
CuKα線を用いたX線回折測定において、2θ=21°、28°に回折ピークを有することを特徴とする硫化物固体電解質材料。
A Li, P, S, and I, Ri glass ceramics der containing Li 3 PS 4,
A sulfide solid electrolyte material having diffraction peaks at 2θ = 21 ° and 28 ° in an X-ray diffraction measurement using CuKα rays .
LiS、PおよびLiIを用いてなるものであることを特徴とする請求項1に記載の硫化物固体電解質材料。 The sulfide solid electrolyte material according to claim 1 , wherein the sulfide solid electrolyte material is made of Li 2 S, P 2 S 5 and LiI. 前記LiIの含有量が、1mol%〜60mol%の範囲内であることを特徴とする請求項2に記載の硫化物固体電解質材料。 The sulfide solid electrolyte material according to claim 2 , wherein the content of LiI is in the range of 1 mol% to 60 mol%. 正極活物質を含有する正極活物質層と、負極活物質を含有する負極活物質層と、前記正極活物質層および前記負極活物質層の間に形成された固体電解質層とを有するリチウム固体電池であって、
前記正極活物質層、前記負極活物質層および前記固体電解質層の少なくとも一つが、請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の硫化物固体電解質材料を含有することを特徴とするリチウム固体電池。
A lithium solid state battery having a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material, a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material, and a solid electrolyte layer formed between the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer Because
At least one of the positive electrode active material layer, the negative electrode active material layer, and the solid electrolyte layer contains the sulfide solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 3. Lithium solid state battery.
LiS、PおよびLiIを含有する原料組成物を非晶質化し、非晶質の硫化物固体電解質材料を合成する合成工程と、
前記非晶質の硫化物固体電解質材料を、結晶化温度以上の温度で熱処理し、Li PS を含むガラスセラミックスである硫化物固体電解質材料を得る熱処理工程と、
を有し、
前記硫化物固体電解質材料は、CuKα線を用いたX線回折測定において、2θ=21°、28°に回折ピークを有することを特徴とする硫化物固体電解質材料の製造方法。
A synthesis step of amorphizing a raw material composition containing Li 2 S, P 2 S 5 and LiI to synthesize an amorphous sulfide solid electrolyte material;
A heat treatment step of heat-treating the amorphous sulfide solid electrolyte material at a temperature equal to or higher than a crystallization temperature to obtain a sulfide solid electrolyte material that is a glass ceramic containing Li 3 PS 4 ;
I have a,
The method for producing a sulfide solid electrolyte material, wherein the sulfide solid electrolyte material has diffraction peaks at 2θ = 21 ° and 28 ° in X-ray diffraction measurement using CuKα rays .
JP2010250017A 2010-11-08 2010-11-08 Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material Active JP5553004B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010250017A JP5553004B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010250017A JP5553004B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2012104279A JP2012104279A (en) 2012-05-31
JP5553004B2 true JP5553004B2 (en) 2014-07-16

Family

ID=46394455

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010250017A Active JP5553004B2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5553004B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230040519A (en) 2021-09-16 2023-03-23 현대자동차주식회사 Sulfide solid electrolyte, producing method thereof and all solid state battery comprising the same

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5443445B2 (en) 2011-07-06 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP6234665B2 (en) 2011-11-07 2017-11-22 出光興産株式会社 Solid electrolyte
JP6077740B2 (en) * 2011-12-02 2017-02-08 出光興産株式会社 Solid electrolyte
JP6243103B2 (en) * 2012-06-29 2017-12-06 出光興産株式会社 Positive electrode composite
CN104412338A (en) * 2012-07-12 2015-03-11 出光兴产株式会社 Method for producing ion-conductive material, crystalline ion-conductive material, and battery
JP2014029796A (en) * 2012-07-31 2014-02-13 Kansai Electric Power Co Inc:The Lithium ion conductive crystallized solid electrolyte, and method for manufacturing the same
JP5857912B2 (en) * 2012-08-14 2016-02-10 トヨタ自動車株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte material
JP2014086209A (en) * 2012-10-22 2014-05-12 Toyota Motor Corp Charge control device for sulfide-based all-solid-state battery
JP6073107B2 (en) * 2012-11-06 2017-02-01 出光興産株式会社 Solid electrolyte
EP2919313A4 (en) * 2012-11-06 2016-03-30 Idemitsu Kosan Co Solid electrolyte
JP6088797B2 (en) * 2012-11-06 2017-03-01 出光興産株式会社 Solid electrolyte
JP5838954B2 (en) * 2012-11-20 2016-01-06 トヨタ自動車株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte
US9761906B2 (en) * 2012-12-27 2017-09-12 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method for manufacturing sulfide solid electrolyte
JP2014127389A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Toyota Motor Corp Method for producing sulfide solid electrolyte material
JP2014127387A (en) * 2012-12-27 2014-07-07 Toyota Motor Corp Method for producing sulfide solid electrolyte material and lithium solid battery
JP5877401B2 (en) * 2012-12-28 2016-03-08 トヨタ自動車株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte material, and lithium solid state battery including sulfide solid electrolyte material produced by the method
JP6062308B2 (en) * 2013-04-09 2017-01-18 古河機械金属株式会社 Solid electrolyte material for lithium ion battery, solid electrolyte for lithium ion battery, lithium ion battery, and method for producing solid electrolyte material for lithium ion battery
CN103332864B (en) * 2013-06-07 2015-10-28 宁波大学 A kind of chalcogenide glass ceramic material containing superionic conductor(s) and preparation method thereof
JP5921492B2 (en) * 2013-06-14 2016-05-24 出光興産株式会社 Negative electrode composite, electrode and lithium ion battery
JP5741653B2 (en) 2013-09-02 2015-07-01 トヨタ自動車株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte
JP6761928B2 (en) * 2014-12-05 2020-09-30 国立大学法人豊橋技術科学大学 Solid electrolyte glass and its manufacturing method, precursor for solid electrolyte glass, suspension, electrode for lithium ion battery, and lithium ion battery
US11245131B2 (en) 2015-12-25 2022-02-08 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte and lithium battery including the same
JP6212592B2 (en) * 2016-04-11 2017-10-11 出光興産株式会社 Negative electrode composite, electrode and lithium ion battery
JP6936251B2 (en) 2016-12-14 2021-09-15 出光興産株式会社 Method for producing sulfide solid electrolyte
US10811726B2 (en) 2017-11-14 2020-10-20 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid electrolyte for all-solid lithium secondary battery, all-solid lithium secondary battery, and method of preparing the solid electrolyte
US11127974B2 (en) 2018-05-14 2021-09-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of preparing sulfide-based solid electrolyte, sulfide-based solid electrolyte prepared therefrom, and solid secondary battery including the sulfide electrolyte
US11799126B2 (en) 2019-05-31 2023-10-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Method of preparing solid electrolyte and all-solid battery including solid electrolyte prepared by the method
CN111092262B (en) * 2019-12-28 2021-04-20 横店集团东磁股份有限公司 Doped phosphorus-sulfur iodide solid electrolyte and preparation method and application thereof
JP2024117424A (en) * 2023-02-17 2024-08-29 エルジー エナジー ソリューション リミテッド Sulfide-based solid electrolyte, method for producing sulfide-based solid electrolyte, and all-solid-state battery containing sulfide-based solid electrolyte

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3433173B2 (en) * 2000-10-02 2003-08-04 大阪府 Sulfide-based crystallized glass, solid electrolyte and all-solid secondary battery
JP2007294429A (en) * 2006-03-30 2007-11-08 Ohara Inc Lithium ion conductive solid electrolyte and its manufacturing method
JP2008103280A (en) * 2006-10-20 2008-05-01 Idemitsu Kosan Co Ltd Positive electrode plied timber and all-solid secondary battery using it
JP5448020B2 (en) * 2007-03-23 2014-03-19 トヨタ自動車株式会社 Method for producing composite layer and method for producing solid battery
JP5144108B2 (en) * 2007-04-12 2013-02-13 トヨタ自動車株式会社 Method for producing electrode material, electrode material and battery
JP4478706B2 (en) * 2007-09-05 2010-06-09 セイコーエプソン株式会社 Lithium ion conductive solid electrolyte and all solid lithium secondary battery using the same
JP5131686B2 (en) * 2007-12-12 2013-01-30 アオイ電子株式会社 Solid electrolyte lithium secondary battery
JP5382496B2 (en) * 2008-09-19 2014-01-08 トヨタ自動車株式会社 Battery unit
US20110123868A1 (en) * 2008-12-01 2011-05-26 Kawaoka Hirokazu Solid electrolyte battery, vehicle, battery-mounting device, and manufacturing method of the solid electrolyte battery
JP2010225582A (en) * 2009-02-24 2010-10-07 Idemitsu Kosan Co Ltd Electrical apparatus
JP5419743B2 (en) * 2009-02-24 2014-02-19 出光興産株式会社 Electric device and method of using electric device
JP5521899B2 (en) * 2010-08-26 2014-06-18 トヨタ自動車株式会社 Sulfide solid electrolyte material and lithium solid state battery

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230040519A (en) 2021-09-16 2023-03-23 현대자동차주식회사 Sulfide solid electrolyte, producing method thereof and all solid state battery comprising the same

Also Published As

Publication number Publication date
JP2012104279A (en) 2012-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5553004B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP5443445B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP5521899B2 (en) Sulfide solid electrolyte material and lithium solid state battery
JP6003831B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, sulfide glass, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP5349427B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, positive electrode body and lithium solid state battery
JP5757284B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP5660210B2 (en) Solid electrolyte material, solid battery, and method for producing solid electrolyte material
JP5621849B2 (en) Sulfide solid electrolyte glass, lithium solid battery and method for producing sulfide solid electrolyte glass
JP5594253B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, lithium solid battery, and method for producing sulfide solid electrolyte material
JP5857912B2 (en) Method for producing sulfide solid electrolyte material
JP5877401B2 (en) Method for producing sulfide solid electrolyte material, and lithium solid state battery including sulfide solid electrolyte material produced by the method
JP6003376B2 (en) Sulfide solid electrolyte glass, lithium solid battery and method for producing sulfide solid electrolyte glass
JP5780322B2 (en) Sulfide solid electrolyte material and lithium solid state battery
JP2014089971A (en) Sulfide solid electrolytic material, lithium solid battery, and manufacturing method of sulfide solid electrolytic material
JP6067511B2 (en) Sulfide solid electrolyte material, positive electrode body and lithium solid state battery
JP2014127387A (en) Method for producing sulfide solid electrolyte material and lithium solid battery
JP2015069855A (en) Sulfide solid electrolyte material

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130415

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20140212

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140410

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140430

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140513

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 5553004

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151