JP5685814B2 - 硫化物固体電解質材料の製造方法 - Google Patents
硫化物固体電解質材料の製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5685814B2 JP5685814B2 JP2010009005A JP2010009005A JP5685814B2 JP 5685814 B2 JP5685814 B2 JP 5685814B2 JP 2010009005 A JP2010009005 A JP 2010009005A JP 2010009005 A JP2010009005 A JP 2010009005A JP 5685814 B2 JP5685814 B2 JP 5685814B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid electrolyte
- raw material
- sulfide
- electrolyte material
- sulfide solid
- 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
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Secondary Cells (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Conductive Materials (AREA)
Description
まず、本発明における原料組成物調製工程について説明する。本発明における原料組成物調製工程は、硫化リチウム(Li2S)、単体硫黄(S)および単体リン(P)を含有し、S元素とP元素との総モル比:S/Pが、4以下であり、Li元素とP元素との総モル比:Li/Pが、3以下となるように原料組成物を調製する工程である。
また、本発明においては、原料組成物に含有されるLi元素とP元素との総モル比:Li/Pは、3以下であり、中でも、2.3〜3.0の範囲内であることが好ましく、特に、3.0であることが好ましい。
S/Pが4より大きく、かつ、Li/Pが3より大きいと、硫化物固体電解質材料における未反応のLi2Sの残存量が増加し、硫化物固体電解質材料のLiイオン伝導性が大きく低下する可能性があるからである。なお、S/PおよびLi/Pが小さすぎると、硫化物固体電解質材料におけるLi元素の含有量が相対的に少なくなるため、Liイオン伝導性が低下する可能性がある。
次に、本発明におけるガラス化工程について説明する。本発明におけるガラス化工程は、上記原料組成物に対して、メカニカルミリングを行い、硫化物ガラスを合成する工程である。上述したように、本発明においては、ガラス化工程で得られた硫化物ガラスを硫化物固体電解質材料としても良い。
本発明に用いられる溶媒としては、合成される硫化物固体電解質材料(硫化物ガラス)との反応性が低い無極性溶媒が好ましい。硫化物固体電解質材料の劣化を抑制し、Liイオン伝導性の向上を図ることができるからである。このような無極性溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の鎖状アルカン;シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロペンタン、シクロオクタン等の環状アルカン;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等を挙げることができる。中でも、本発明においては、鎖状アルカンが好ましい。
本発明においては、必須の工程である上記原料組成物調製工程および上記ガラス化工程の後に、焼成工程を行っても良い。本発明における焼成工程は、硫化物ガラスの結晶性を向上させる焼成処理を行い、硫化物ガラスセラミックスを得る工程である。上述したように、本発明においては、焼成工程で得られた硫化物ガラスセラミックスを硫化物固体電解質としても良い。
本発明によれば、得られる硫化物固体電解質材料のLiイオン伝導度の値を高いものとすることができる。常温(25℃)でのLiイオン伝導度が、例えば、10−4S/cm以上であるものが得られる。また、硫化物固体電解質材料は、通常粉末状であり、その平均径は、例えば、0.1μm〜50μmの範囲内である。また、硫化物固体電解質材料の用途としては、例えば、リチウム電池用途等を挙げることができる。
出発原料として、硫化リチウム(Li2S)、単体硫黄(S)および単体リン(P)を用いた。まず、Li2S(0.7656g)、S(0.8904g)およびP(0.3440g)をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス内で秤量して混合し、原料組成物2gを得た。このとき、原料組成物に含有されるS元素とP元素との総モル比:S/Pは、4.0であり、原料組成物に含有されるLi元素とP元素との総モル比:Li/Pは、3.0であった。次に、得られた原料組成物2gを45mlのジルコニアポットに投入した。続いて、脱水ヘプタン(水分量30ppm以下)4gを秤量し、上記ポットに投入し、さらに、ジルコニアボール(Φ10mm、10個)を上記ポットに投入し、ポットを完全に密閉した。このポットを遊星型ボールミル機に取り付け、回転数500rpmで100時間メカニカルミリングを行い、その後、150℃で真空乾燥させ、硫化物固体電解質材料(硫化物ガラス、75Li2S・25P2S5)を得た。
出発原料として、硫化リチウム(Li2S)および五硫化リン(P2S5)を用いた。まず、Li2S(0.7656g)およびP2S5(1.2344g)をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス内で秤量して混合し、原料組成物2gを得た。次に、得られた原料組成物2gを45mlのジルコニアポットに投入した。続いて、脱水ヘプタン(水分量30ppm以下)4gを秤量し、上記ポットに投入し、さらに、ジルコニアボール(Φ10mm、10個)を上記ポットに投入し、ポットを完全に密閉した。このポットを遊星型ボールミル機に取り付け、回転数500rpmで100時間メカニカルミリングを行い、その後、150℃で真空乾燥させ、硫化物固体電解質材料(硫化物ガラス、75Li2S・25P2S5)を得た。
出発原料として、硫化リチウム(Li2S)および五硫化リン(P2S5)を用いた。まず、Li2S(0.9052g)およびP2S5(1.0948g)をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス内で秤量して混合し、原料組成物2gを得た。次に、得られた原料組成物2gを45mlのジルコニアポットに投入した。続いて、脱水ヘプタン(水分量30ppm以下)4gを秤量し、上記ポットに投入し、さらに、ジルコニアボール(Φ10mm、10個)を上記ポットに投入し、ポットを完全に密閉した。このポットを遊星型ボールミル機に取り付け、回転数500rpmで100時間メカニカルミリングを行い、その後、150℃で真空乾燥させ、硫化物固体電解質材料(硫化物ガラス、80Li2S・20P2S5)を得た。
出発原料として、硫化リチウム(Li2S)、単体硫黄(S)および単体リン(P)を用いた。まず、Li2S(0.9052g)、S(0.7897g)およびP(0.3051g)をアルゴンガス雰囲気下のグローブボックス内で秤量して混合し、原料組成物2gを得た。このとき、原料組成物に含有されるS元素とP元素との総モル比:S/Pは、4.5であり、原料組成物に含有されるLi元素とP元素との総モル比:Li/Pは、4.0であった。次に、得られた原料組成物2gを45mlのジルコニアポットに投入した。続いて、脱水ヘプタン(水分量30ppm以下)4gを秤量し、上記ポットに投入し、さらに、ジルコニアボール(Φ10mm、10個)を上記ポットに投入し、ポットを完全に密閉した。このポットを遊星型ボールミル機に取り付け、回転数500rpmで100時間メカニカルミリングを行い、その後、150℃で真空乾燥させ、硫化物固体電解質材料(硫化物ガラス、80Li2S・20P2S5)を得た。
(Liイオン伝導度測定)
実施例1および比較例1〜3で得られた硫化物固体電解質材料を用いて、Liイオン伝導度測定を行った。Liイオン伝導度は、以下のように測定した。すなわち、硫化物固体電解質材料の粉末をペレット化し、交流インピーダンス法によって常温(25℃)でのLiイオン伝導度を測定した。その結果を図2に示す。
実施例1および比較例1〜3で得られた硫化物固体電解質材料を用いて、X線回折測定を行った。その結果を図3に示す。
Claims (1)
- 硫化リチウム(Li2S)、単体リン(P)および単体硫黄(S)を75Li2S・25P2S5(Li2S:P:S=75:50:125)の割合で含有し、P、S以外の周期律表13、14、15、16族のいずれかに属する元素を含有しない原料組成物を調製する原料組成物調製工程と、
前記原料組成物に対して、溶媒を添加し、メカニカルミリングを行うことにより、X線回折測定においてLi2Sのピークが観察されない硫化物ガラスを合成するガラス化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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010009005A JP5685814B2 (ja) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 硫化物固体電解質材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010009005A JP5685814B2 (ja) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 硫化物固体電解質材料の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2011150806A JP2011150806A (ja) | 2011-08-04 |
JP5685814B2 true JP5685814B2 (ja) | 2015-03-18 |
Family
ID=44537634
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010009005A Active JP5685814B2 (ja) | 2010-01-19 | 2010-01-19 | 硫化物固体電解質材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5685814B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010241643A (ja) * | 2009-04-07 | 2010-10-28 | Toyota Motor Corp | リチウムイオン伝導性硫化物系結晶化ガラスの製造方法、及びリチウムイオン伝導性硫化物系結晶化ガラス成形体の製造方法 |
JP5594253B2 (ja) * | 2011-08-08 | 2014-09-24 | 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 |
JP5806621B2 (ja) * | 2012-01-31 | 2015-11-10 | 出光興産株式会社 | 固体電解質ガラス及びそれを用いたリチウムイオン電池 |
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 |
JP6477672B2 (ja) * | 2016-11-18 | 2019-03-06 | トヨタ自動車株式会社 | 硫化物固体電解質の製造方法 |
EP3557680B1 (en) * | 2016-12-14 | 2022-08-24 | Idemitsu Kosan Co., Ltd. | Method for producing sulfide solid electrolyte |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JP2008103146A (ja) * | 2006-10-18 | 2008-05-01 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 固体電解質及びそれを用いた二次電池 |
JP2008103229A (ja) * | 2006-10-20 | 2008-05-01 | Idemitsu Kosan Co Ltd | 固体電解質成形体の製造方法及びこれを用いる全固体電池 |
-
2010
- 2010-01-19 JP JP2010009005A patent/JP5685814B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2011150806A (ja) | 2011-08-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5590836B2 (ja) | 硫化物固体電解質 | |
JP5594364B2 (ja) | 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 | |
KR101498849B1 (ko) | 황화물계 고체 전해질의 제조 방법 | |
JP5448038B2 (ja) | 硫化物固体電解質材料 | |
JP6077403B2 (ja) | 硫化物固体電解質材料の製造方法 | |
JP5553004B2 (ja) | 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 | |
JP5716261B2 (ja) | 結晶化硫化物固体電解質材料の製造方法 | |
KR101780917B1 (ko) | 황화물 고체 전해질 재료를 제조하는 방법 | |
JP5617794B2 (ja) | 硫化物固体電解質材料の製造方法、および、硫化物固体電解質材料 | |
JP5685814B2 (ja) | 硫化物固体電解質材料の製造方法 | |
JP5561023B2 (ja) | 硫化物固体電解質材料の製造方法 | |
JP5838954B2 (ja) | 硫化物固体電解質の製造方法 | |
WO2012164724A1 (ja) | 固体電解質材料、固体電池、固体電解質材料の製造方法 | |
JP5189304B2 (ja) | ガラスセラミック及びその製造方法 | |
JP2007273214A (ja) | 固体電解質、その製造方法及び全固体二次電池 | |
JP5594253B2 (ja) | 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 | |
JP2015076316A (ja) | 硫化物固体電解質材料 | |
JP2014029796A (ja) | リチウムイオン伝導性結晶化固体電解質およびリチウムイオン伝導性結晶化固体電解質の製造方法 | |
JP2012193051A (ja) | 無機固体電解質の製造方法 | |
JP5120272B2 (ja) | 硫化物系固体電解質 | |
JP2014127389A (ja) | 硫化物固体電解質材料の製造方法 | |
JP6208570B2 (ja) | 硫化物固体電解質材料 | |
JP2014127387A (ja) | 硫化物固体電解質材料の製造方法およびリチウム固体電池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20120703 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121101 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140115 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140121 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140317 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20141007 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141203 |
|
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: 20141224 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150106 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5685814 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |