JP7188333B2 - sodium ion conductor - Google Patents
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Description
本発明は、ナトリウムイオン伝導体に関する。 The present invention relates to sodium ion conductors.
リチウムイオン二次電池は、高容量で軽量である特性を生かして、モバイル機器や車載用電源として使用されている。電解液として使用されている有機系電解液は、可燃性であり発火等の危険性があるため、該電解液に替えて、固体電解質を使用することが検討されている。 Lithium-ion secondary batteries are used as power sources for mobile devices and vehicles, taking advantage of their high-capacity and light weight characteristics. Since the organic electrolyte used as the electrolyte is flammable and has a risk of ignition, the use of a solid electrolyte instead of the electrolyte is being studied.
ところが、リチウムは原材料が高騰することが懸念されている。そこで、リチウムに替わる材料として、資源量が豊富なナトリウムを使用したナトリウムイオン固体電池が注目されている。ナトリウムイオン固体電池には、ナトリウムイオン伝導性を有するナトリウムイオン伝導体が必要とされる。 However, there is a concern that the price of raw materials for lithium will soar. Therefore, as a material to replace lithium, sodium-ion solid-state batteries using sodium, which is an abundant resource, are attracting attention. A sodium ion solid state battery requires a sodium ion conductor with sodium ion conductivity.
非特許文献1には、ナトリウムイオン伝導体においてNaCB9H10とNaCB11H12とがmol比で50:50の割合で混合されていることが開示されている。 Non-Patent Document 1 discloses that NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 are mixed at a molar ratio of 50:50 in a sodium ion conductor.
ナトリウムイオン伝導体では、ナトリウムイオンの伝導性に改善の余地があった。本願は、該実情に鑑みてなされたものであり、ナトリウムイオンの伝導性が高められたナトリウムイオン伝導体を提供することを主目的とする。 Sodium ion conductors have room for improvement in the conductivity of sodium ions. The present application has been made in view of the above circumstances, and a main object of the present application is to provide a sodium ion conductor with enhanced sodium ion conductivity.
本発明者らは、非特許文献1のように、NaCB9H10とNaCB11H12とのmol比率が50:50である場合には分子結晶における単位格子が大きいことに着目し、NaCB9H10の比率を増やし、相対的にNaCB11H12の比率を低くすることで当該単位格子を小さくし、これによりナトリウムイオンの伝導性を高めることができることを見出した。 The present inventors have focused on the fact that the molecular crystal has a large unit cell when the molar ratio of NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 is 50:50 as in Non-Patent Document 1. It was found that by increasing the proportion of H 10 and relatively decreasing the proportion of NaCB 11 H 12 , the unit cell can be made smaller, thereby increasing the conductivity of sodium ions.
以上の知見に基づいて、本願は上記課題を解決するための一つの手段として、NaCB9H10とNaCB11H12との固溶体からなるナトリウムイオン伝導体において、NaCB9H10とNaCB11H12と合計を100mol%としたとき、NaCB11H12のmol%が30以上50未満であるナトリウムイオン伝導体を開示する。 Based on the above findings, the present application provides a sodium ion conductor composed of a solid solution of NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 as one means for solving the above problems, wherein NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 and 100 mol %, a sodium ion conductor in which the mol % of NaCB 11 H 12 is 30 or more and less than 50.
本願が開示するナトリウムイオン伝導体は、ナトリウムイオンの伝導性を向上させることができる。 The sodium ion conductor disclosed by the present application can improve the conductivity of sodium ions.
[ナトリウムイオン伝導体]
本願のナトリウムイオン伝導体は、NaCB9H10とNaCB11H12との混合物であり、これにより少なくとも一部において結晶構造を形成している。そして、mol%で、NaCB9H10とNaCB11H12との合計を100としたとき、NaCB11H12のmol%が30以上50未満である。これにより、従来に比べてナトリウムイオンの伝導性が向上する。
[Sodium ion conductor]
The sodium ion conductor of the present application is a mixture of NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 thereby forming, at least in part, a crystalline structure. Further, when the total of NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 is 100 in mol %, the mol % of NaCB 11 H 12 is 30 or more and less than 50. As a result, the conductivity of sodium ions is improved as compared with the conventional one.
ナトリウムイオン伝導体が、所定の結晶構造を有していることは、X線回折(XRD)測定等により確認することができる。ナトリウムイオン伝導体の結晶状態は、例えば、ナトリウムイオン伝導体に対してCuKα線を使用した粉末X線回折測定を行うことにより確認することができる。 It can be confirmed by X-ray diffraction (XRD) measurement or the like that the sodium ion conductor has a predetermined crystal structure. The crystalline state of the sodium ion conductor can be confirmed, for example, by subjecting the sodium ion conductor to powder X-ray diffraction measurement using CuKα rays.
ナトリウムイオン伝導体は、原料組成物(例えばNaCB9H10、NaCB11H12)を固相反応処理することにより得ることができる。固相反応処理としては、例えば、ボールミル処理を挙げることができる。固相反応処理は、不活性雰囲気下で行うことが好ましい。 A sodium ion conductor can be obtained by subjecting a raw material composition (eg, NaCB 9 H 10 , NaCB 11 H 12 ) to solid-phase reaction treatment. Examples of solid phase reaction treatment include ball mill treatment. The solid phase reaction treatment is preferably performed under an inert atmosphere.
ナトリウムイオン伝導体の形状は、取扱い性が良いという観点から粒子状であることが好ましい。また、ナトリウムイオン伝導体の粒子の平均粒径(D50)は、特に限定されないが、0.5μm以上2μm以下とすることができる。
本願において、粒子の平均粒径は、特記しない限り、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定により測定される体積基準のメディアン径(D50)の値である。また、メディアン径(D50)とは、粒径の小さい粒子から順に並べた場合に、粒子の累積体積が全体の半分(50%)となる径(体積平均径)である。
The shape of the sodium ion conductor is preferably particulate from the viewpoint of good handleability. Also, the average particle diameter (D50) of the particles of the sodium ion conductor is not particularly limited, but can be 0.5 μm or more and 2 μm or less.
In the present application, unless otherwise specified, the average particle diameter of particles is the value of the volume-based median diameter (D50) measured by laser diffraction/scattering particle size distribution measurement. The median diameter (D50) is the diameter (volume average diameter) at which the cumulative volume of particles becomes half (50%) of the total when the particles are arranged in order from the smallest particle diameter.
[ナトリウムイオン固体電池]
本願のナトリウムイオン伝導体は、これを電解質とした固体電解質層に適用することでナトリウムイオン固体電池に好適に使用できる。本願のナトリウムイオン伝導体は、ナトリウムイオンの伝導性が向上するので、ナトリウムイオン固体電池の固体電解質として好適である。
[Sodium ion solid state battery]
The sodium ion conductor of the present application can be suitably used in a sodium ion solid state battery by applying it to a solid electrolyte layer using this as an electrolyte. The sodium ion conductor of the present application has improved sodium ion conductivity, and is suitable as a solid electrolyte for a sodium ion solid battery.
図1に本願のナトリウムイオン伝導体を固体電解質として用いて作製した固体電解質層10を備えた、ナトリウムイオン全固体電池100の概略断面図を示す。図1に示したナトリウムイオン全固体電池100は、正極活物質層22、負極活物質層32、正極活物質層22および負極活物質層32の間に形成された固体電解質層10と、正極活物質層22の集電を行う正極集電体24と、負極活物質層32の集電を行う負極集電体34とを有する。正極活物質層22と正極集電体24とが正極20を構成し、負極活物質層32と負極集電体34とが負極30を構成する。
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a sodium ion all-solid-
<固体電解質層10>
上記した本願のナトリウムイオン伝導体を電解質とすることにより、ナトリウムイオン全固体電池の固体電解質層が形成される。固体電解質層中の本願のナトリウムイオン伝導体の含有割合は、固体電解質層の総質量を100質量%としたとき、下限は、80.0質量%以上が好ましく、90.0質量%以上がより好ましく、95.0質量%以上がさらに好ましく、99.0質量%以上がさらに好ましい。上限は特に限定されず、本願のナトリウムイオン伝導体のみにより、固体電解質層を形成してもよい。
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By using the above-described sodium ion conductor of the present application as an electrolyte, a solid electrolyte layer of a sodium ion all-solid-state battery is formed. The lower limit of the content of the sodium ion conductor of the present application in the solid electrolyte layer is preferably 80.0% by mass or more, more preferably 90.0% by mass or more, when the total mass of the solid electrolyte layer is 100% by mass. It is preferably 95.0% by mass or more, more preferably 99.0% by mass or more. The upper limit is not particularly limited, and the solid electrolyte layer may be formed only from the sodium ion conductor of the present application.
固体電解質層には、可塑性を発現させる等の観点から、ナトリウムイオン伝導体粒子同士を結着させるバインダーを含有させることができる。ただし、固体電解質層のイオン伝導性の低下を防ぐ観点から、バインダーの含有割合は、固体電解質層の総質量を100質量%としたとき、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましく、1質量%以下がさらに好ましい。 The solid electrolyte layer may contain a binder that binds the sodium ion conductor particles together from the viewpoint of exhibiting plasticity. However, from the viewpoint of preventing a decrease in the ion conductivity of the solid electrolyte layer, the binder content is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, when the total mass of the solid electrolyte layer is 100% by mass. , is more preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
固体電解質層の厚みは、電池の構成によって適宜調整され、特に限定されるものではなく、通常0.1μm以上1mm以下である。 The thickness of the solid electrolyte layer is appropriately adjusted depending on the configuration of the battery and is not particularly limited, and is usually 0.1 μm or more and 1 mm or less.
このような固体電解質層の形成方法は、例えば、ナトリウムイオン伝導体、及び必要に応じ他の成分を含む固体電解質層の材料の粉末を加圧成形することにより固体電解質層を形成してもよく、また、他の方法として、支持体上にバインダーを含む固体電解質層用スラリーを塗布し、当該固体電解質層用スラリーを乾燥させ、支持体を剥がすことにより固体電解質層を形成してもよい。 As for the method for forming such a solid electrolyte layer, for example, the solid electrolyte layer may be formed by pressure-molding a powder of the material for the solid electrolyte layer containing a sodium ion conductor and, if necessary, other components. As another method, a solid electrolyte layer may be formed by applying a solid electrolyte layer slurry containing a binder onto a support, drying the solid electrolyte layer slurry, and peeling off the support.
<正極活物質層22>
正極活物質層22には、正極活物質が含まれている。より具体的には、正極活物質の他、任意に導電材やバインダーを含み得る。
<Positive electrode active material layer 22>
The positive electrode active material layer 22 contains a positive electrode active material. More specifically, it may optionally contain a conductive material and a binder in addition to the positive electrode active material.
(正極活物質)
正極活物質はNaを含む複合酸化物であり、ナトリウムイオン固体電池の正極活物質として公知のものをいずれも採用できる。「Naを含む複合酸化物」とは、Naに加えて、Na以外の金属元素(遷移金属元素等)及び/又は非金属元素(P、S等)を含んだ酸化物を意味する。例えば、層状化合物、スピネル化合物、ポリアニオン型化合物等を挙げることができる。具体的には、層状化合物、スピネル化合物として、NaxMO2(0<x≦1、MはFe、Ni、Co、Mn、V、及びCrのうちの少なくとも1種以上)、ポリアニオン型化合物として、Na3V2(PO4)3、Na2Fe2(SO4)3、NaFePO4、NaFeP2O7、Na2MP2O7(MはFe、Ni、Co及びMnのうちの少なくとも1以上)、Na4M3(PO4)2P2O7(MはFe、Ni、Co及びMnのうちの少なくとも1以上)等の公知の正極活物質をいずれも採用可能である。
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material is a composite oxide containing Na, and any known positive electrode active material for sodium ion solid state batteries can be used. The “composite oxide containing Na” means an oxide containing, in addition to Na, metallic elements other than Na (transition metal elements, etc.) and/or non-metallic elements (P, S, etc.). Examples include layered compounds, spinel compounds, polyanion type compounds, and the like. Specifically, Na x MO 2 (0<x≦1, M is at least one of Fe, Ni, Co, Mn, V, and Cr) as a layered compound and a spinel compound, and a polyanion type compound , Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Na 2 Fe 2 (SO 4 ) 3 , NaFePO 4 , NaFeP 2 O 7 , Na 2 MP 2 O 7 (M is at least one of Fe, Ni, Co and Mn above), Na 4 M 3 (PO 4 ) 2 P 2 O 7 (M is at least one of Fe, Ni, Co and Mn) and other known positive electrode active materials can be employed.
正極活物質の形状は粒子状であることが好ましい。また、正極活物質の平均粒径(D50)は、例えば1nm~100μmの範囲内、中でも10nm~30μmの範囲内であることが好ましい。正極における正極活物質の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば正極活物質及び後述する導電材やバインダーの合計を100質量%として60質量%以上99質量%以下が好ましく、70質量%以上95質量%以下がより好ましい。 The shape of the positive electrode active material is preferably particulate. Also, the average particle diameter (D50) of the positive electrode active material is, for example, within the range of 1 nm to 100 μm, preferably within the range of 10 nm to 30 μm. The content of the positive electrode active material in the positive electrode is not particularly limited. % or more and 95 mass % or less is more preferable.
(導電材)
導電材の種類については特に限定されるものではなく、ナトリウムイオン固体電池の導電材として公知のものをいずれも採用できる。例えば、炭素材料が好ましく、特に結晶性の高い炭素材料が好ましい。炭素材料の結晶性が高いと、ナトリウムイオンが炭素材料に挿入されにくくなり、ナトリウムイオン挿入による不可逆容量を低減できるからである。その結果、サイクル特性に一層優れるナトリウムイオン固体電池を得ることができる。炭素材料の結晶性は、例えば層間距離d002およびD/G比で規定できる。層間距離d002とは、炭素材料における(002)面の面間隔をいい、具体的にはグラフェン層間の距離に該当する。層間距離d002は、例えばCuKα線を用いたX線回折(XRD)法により得られるピークから求めることができる。D/G比とは、ラマン分光測定(波長532nm)において観察される、1590cm-1付近のグラファイト構造に由来するG-bandのピーク強度に対する、1350cm-1付近の欠陥構造に由来するD-bandのピーク強度をいう。本発明においては、例えば、d002の上限が好ましくは3.54Å以下、より好ましくは3.50Å以下である。下限は通常3.36Å以上である。また、D/G比の上限が好ましくは0.90以下、より好ましくは0.80以下、さらに好ましくは0.50以下、特に好ましくは0.20以下である。正極活物質層22における導電材の含有量は、特に限定されるものではない。
(Conductive material)
The type of conductive material is not particularly limited, and any known conductive material for sodium ion solid state batteries can be used. For example, a carbon material is preferable, and a highly crystalline carbon material is particularly preferable. This is because if the carbon material has high crystallinity, it becomes difficult for sodium ions to be inserted into the carbon material, and the irreversible capacity due to sodium ion insertion can be reduced. As a result, it is possible to obtain a sodium ion solid state battery with even better cycle characteristics. The crystallinity of the carbon material can be defined, for example, by the interlayer distance d002 and the D/G ratio. The interlayer distance d002 refers to the interplanar distance between (002) planes in the carbon material, and specifically corresponds to the distance between graphene layers. The interlayer distance d002 can be determined from peaks obtained by, for example, an X-ray diffraction (XRD) method using CuKα rays. The D / G ratio is observed in Raman spectrometry (wavelength 532 nm), relative to the peak intensity of the G-band derived from the graphite structure near 1590 cm -1 , the D-band derived from the defect structure near 1350 cm -1 is the peak intensity of In the present invention, for example, the upper limit of d002 is preferably 3.54 Å or less, more preferably 3.50 Å or less. The lower limit is usually 3.36 Å or more. Also, the upper limit of the D/G ratio is preferably 0.90 or less, more preferably 0.80 or less, still more preferably 0.50 or less, and particularly preferably 0.20 or less. The content of the conductive material in the positive electrode active material layer 22 is not particularly limited.
(バインダー)
バインダーは、化学的、電気的に安定なものであれば特に限定されるものではないが、例えばポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等のフッ素系結着材、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のゴム系結着材、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)等のオレフィン系結着材、カルボキシメチルセルロース(CMC)等のセルロース系結着材等を挙げることができる。正極におけるバインダーの含有量は、特に限定されるものではない。
(binder)
The binder is not particularly limited as long as it is chemically and electrically stable. For example, fluorine-based binders such as polyvinylidene fluoride (PVDF) and polytetrafluoroethylene (PTFE); rubber binders such as (SBR), olefin binders such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE), and cellulose binders such as carboxymethyl cellulose (CMC). The binder content in the positive electrode is not particularly limited.
正極活物質層22の作製方法としては特に限定されるものではなく、乾式で、又は、湿式で容易に作製可能である。すなわち、上記の成分を適当な溶媒に添加してスラリーとし、当該スラリーを基材(後述の正極集電体或いは固体電解質層であってもよい。)の表面に塗布した後乾燥させることによって、所定の厚み(例えば、0.1μm以上1000μm以下)を有する正極活物質層22を湿式で容易に作製できる。或いは、上記の成分を乾式混合し、プレス成形する等して正極活物質層22を得てもよい。 The method for producing the positive electrode active material layer 22 is not particularly limited, and it can be easily produced by a dry method or a wet method. That is, the above components are added to an appropriate solvent to prepare a slurry, and the slurry is applied to the surface of a substrate (which may be a positive electrode current collector or a solid electrolyte layer described later) and then dried. A positive electrode active material layer 22 having a predetermined thickness (for example, 0.1 μm or more and 1000 μm or less) can be easily produced by a wet method. Alternatively, the positive electrode active material layer 22 may be obtained by dry-mixing the above components and press-molding the mixture.
(正極集電体24)
正極には、通常、正極集電体24が備えられている。正極集電体24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る。正極集電体24の形状は、例えば、箔状、メッシュ状、多孔質状等を挙げることができる。正極集電体24を上記した正極活物質層22に積層することで容易に正極20を作製することができる。ただし、正極活物質層22に含まれる材料によっては、正極集電体24を省略できる場合もある。この場合、正極活物質層22自体が正極20となる。
(Positive collector 24)
The positive electrode is generally equipped with a positive
<負極活物質層32>
負極活物質層32には、負極活物質が含まれている。より具体的には、負極活物質の他、任意に導電材やバインダーを含み得る。
<Negative electrode active material layer 32>
The negative electrode active material layer 32 contains a negative electrode active material. More specifically, it may optionally contain a conductive material and a binder in addition to the negative electrode active material.
(負極活物質)
負極活物質については特に限定されるものではなく、ナトリウムイオン二次電池の負極活物質として公知のものをいずれも採用できる。例えば、ナトリウム金属やナトリウム合金等のナトリウムを含む金属材料;グラファイト、ハードカーボン、カーボンブラック等の炭素材料;チタン酸ナトリウム等のナトリウム-遷移金属複合酸化物;SiOx等のナトリウム以外の元素からなる酸化物;等が挙げられる。負極活物質は正極活物質と同様に粒子状であることが好ましい。
(Negative electrode active material)
The negative electrode active material is not particularly limited, and any known negative electrode active material for sodium ion secondary batteries can be employed. For example, metal materials containing sodium such as sodium metal and sodium alloys; carbon materials such as graphite, hard carbon and carbon black; sodium-transition metal composite oxides such as sodium titanate; oxides composed of elements other than sodium such as SiOx things; and the like. The negative electrode active material is preferably particulate like the positive electrode active material.
(導電材およびバインダー)
負極活物質層32では、正極活物質層22に採用可能な導電材やバインダーを採用できる。導電材やバインダーは任意成分であり、その含有量も特に限定されるものではない。
(Conductive material and binder)
In the negative electrode active material layer 32, conductive materials and binders that can be used in the positive electrode active material layer 22 can be used. The conductive material and binder are optional components, and the content thereof is not particularly limited.
負極活物質層32の作製方法としては特に限定されるものではなく、正極活物質層22と同様に、乾式で、又は、湿式で容易に作製可能である。 The method for producing the negative electrode active material layer 32 is not particularly limited, and it can be easily produced by a dry method or a wet method like the positive electrode active material layer 22 .
(負極集電体34)
負活物質極32には、通常、負極集電体34が備えられている。負極集電体34の材料としては、例えばSUS、アルミニウム、ニッケル、銅及びカーボン等を挙げることができる。負極集電体34の形状は、例えば、箔状、メッシュ状、多孔質状等を挙げることができる。負極集電体34を上記した負極活物質層32に積層することで容易に負極30を作製することができる。ただし、負極活物質層32に含まれる材料によっては、負極集電体34を省略できる場合もある。この場合、負極活物質層32自体が負極30となる。
(Negative electrode current collector 34)
The negative active material electrode 32 is generally provided with a negative electrode
<その他の構成>
電池ケースとしては、一般的な電池ケースを使用でき、特に限定されない。例えば、SUS製の電池ケースを挙げることができる。また、ナトリウムイオン固体電池は、一次電池であってもよく、二次電池であってもよいが、本願の耐久性向上効果をより効果的に発揮させる点から、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。なお、一次電池には、一次電池的使用(充電後、一度の放電だけを目的とした使用)も含まれる。また、本開示におけるナトリウムイオン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。また、ナトリウムイオン固体電池の製造方法は、特に限定されるものではなく、一般的なナトリウムイオン固体電池における製造方法と同様である。
<Other configurations>
A general battery case can be used as the battery case, and the battery case is not particularly limited. For example, a battery case made of SUS can be mentioned. In addition, the sodium ion solid state battery may be a primary battery or a secondary battery, but from the viewpoint of more effectively exhibiting the durability improvement effect of the present application, it is preferably a secondary battery. . This is because they can be repeatedly charged and discharged, and are useful, for example, as batteries for vehicles. In addition, the primary battery includes the use of a primary battery (use for the purpose of discharging only once after charging). In addition, examples of the shape of the sodium ion solid state battery in the present disclosure include coin type, laminate type, cylindrical type, rectangular type, and the like. Moreover, the manufacturing method of the sodium ion solid state battery is not particularly limited, and is the same as the manufacturing method of a general sodium ion solid state battery.
以下、実施例を用いて本開示のナトリウムイオン伝導体について説明する。 Hereinafter, the sodium ion conductor of the present disclosure will be described using examples.
[ナトリウムイオン伝導体の作製]
NaCB9H10(Katchem社製、Na[1-CB9H10]、10g、CAS No.94322-26-6)とNaCB11H12(Katchem社製、Na[CB11H12]、10g、CAS No.92468-38-7)を160℃で一晩真空乾燥し、各例について表1に示したmol%の割合で秤量し、45mLのボールミルポット(ZrO2製)に入れた。
[Production of sodium ion conductor]
NaCB 9 H 10 (Katchem, Na[1-CB 9 H 10 ], 10 g, CAS No. 94322-26-6) and NaCB 11 H 12 (Katchem, Na[CB 11 H 12 ], 10 g, CAS No. 92468-38-7) was vacuum-dried at 160° C. overnight, weighed at the mol % ratio shown in Table 1 for each example, and placed in a 45 mL ball mill pot (made of ZrO 2 ).
当該ボールミルポットにさらにZrO2製の球体(直径5mm)を20個入れ、500rpmで20時間混合しボールミル処理をした。これにより得られた、ZrO2製の球体を除く混合粉末がナトリウムイオン伝導体である。 20 ZrO 2 spheres (5 mm in diameter) were added to the ball mill pot, mixed at 500 rpm for 20 hours, and ball milled. The resulting mixed powder, excluding the ZrO 2 spheres, is the sodium ion conductor.
[ナトリウムイオンの伝導性の評価]
ナトリウムイオンの伝導性は、ナトリウムイオン伝導度を測定することにより評価した。具体的には次の通りである。
得られた各例のナトリウムイオン伝導体のそれぞれについて、50mg秤量して評価セルに投入し、6000kg(6ton)、3分の条件にてプレス成形し、上面および下面それぞれの面積が1cm2の円柱状のペレットとした後、拘束後にガラスデシケータに封入した。そして、温度25℃、測定周波数0.01MHz~1MHz、振幅10mVの条件でインピーダンスを測定した。そしてインピーダンスからイオン伝導度(mS/cm)を算出した。
[Evaluation of Sodium Ion Conductivity]
Sodium ion conductivity was evaluated by measuring sodium ion conductivity. Specifically, it is as follows.
50 mg of each of the obtained sodium ion conductors of each example was weighed, placed in an evaluation cell, press-molded under conditions of 6000 kg (6 tons) for 3 minutes, and formed into a circle having an area of 1 cm 2 on each of the upper and lower surfaces. After forming a columnar pellet, it was enclosed in a glass desiccator after restraint. Then, the impedance was measured under conditions of a temperature of 25° C., a measurement frequency of 0.01 MHz to 1 MHz, and an amplitude of 10 mV. Then, the ionic conductivity (mS/cm) was calculated from the impedance.
[結果]
結果を図2に示した。この図は横軸にNaCB11H12のmol%、縦軸にナトリウムイオン伝導度(mS/cm)を表している。図2からわかるように、NaCB11H12のmol%を30以上50未満とすることでナトリウム伝導度が他に比べて良好であることがわかる。
[result]
The results are shown in FIG. In this figure, the horizontal axis represents mol % of NaCB 11 H 12 and the vertical axis represents sodium ion conductivity (mS/cm). As can be seen from FIG. 2, when the mol % of NaCB 11 H 12 is 30 or more and less than 50, sodium conductivity is better than others.
100 ナトリウムイオン固体電池
10 固体電解質層
22 正極活物質層
24 正極集電体
32 負極活物質層
34 負極集電体
100 Sodium ion
Claims (1)
mol%で、NaCB9H10とNaCB11H12と合計を100としたとき、NaCB11H12のmol%が30以上50未満であるナトリウムイオン伝導体。 In a sodium ion conductor consisting of a solid solution of NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 ,
A sodium ion conductor wherein the mol% of NaCB 11 H 12 is 30 or more and less than 50 when the total of NaCB 9 H 10 and NaCB 11 H 12 is 100.
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