WO2022259781A1 - Solid electrolyte material and battery using same - Google Patents

Solid electrolyte material and battery using same Download PDF

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WO2022259781A1
WO2022259781A1 PCT/JP2022/019227 JP2022019227W WO2022259781A1 WO 2022259781 A1 WO2022259781 A1 WO 2022259781A1 JP 2022019227 W JP2022019227 W JP 2022019227W WO 2022259781 A1 WO2022259781 A1 WO 2022259781A1
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WO
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solid electrolyte
lii
ybr
libr
cabr
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Application number
PCT/JP2022/019227
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French (fr)
Japanese (ja)
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知行 小森
健介 若杉
武拓 田中
暁彦 相良
Original Assignee
パナソニックIpマネジメント株式会社
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/06Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors mainly consisting of other non-metallic substances
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562Solid materials

Definitions

  • the present disclosure relates to solid electrolyte materials and batteries using the same.
  • Patent Document 1 discloses an all-solid battery using a sulfide solid electrolyte.
  • the purpose of the present disclosure is to provide a new solid electrolyte material suitable for lithium ion conduction.
  • the solid electrolyte material of the present disclosure contains Li, M, Y, Gd, and I, where M is at least two selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn.
  • the present disclosure provides a new solid electrolyte material suitable for lithium ion conduction.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a battery 1000 according to a second embodiment.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a pressure forming die 300 used to evaluate the ionic conductivity of solid electrolyte materials.
  • 3 is a graph showing a Cole-Cole plot obtained by impedance measurement of the solid electrolyte material according to Example 1.
  • FIG. 4 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 1 to 25;
  • FIG. 5 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 26-50.
  • FIG. 6 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 51-75.
  • FIG. 7 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 76-104.
  • 8 is a graph showing the initial discharge characteristics of the battery according to Example 1.
  • FIG. 1 shows a
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment contains Li, M, Y, Gd, and I, and M is at least two selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment is a solid electrolyte material suitable for ion conduction.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may for example have a practical lithium ion conductivity, for example a high lithium ion conductivity.
  • the high lithium ion conductivity is, for example, 6.50 ⁇ 10 ⁇ 5 S/cm or more near room temperature.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment can have an ionic conductivity of, for example, 6.50 ⁇ 10 ⁇ 5 S/cm or more.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment can be used to obtain batteries with excellent charge/discharge characteristics.
  • An example of such a battery is an all solid state battery.
  • the all-solid-state battery may be a primary battery or a secondary battery.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment does not substantially contain sulfur.
  • the fact that the solid electrolyte material according to the first embodiment does not substantially contain sulfur means that the solid electrolyte material does not contain sulfur as a constituent element except sulfur that is unavoidably mixed as an impurity.
  • sulfur mixed as an impurity in the solid electrolyte material is, for example, 1 mol % or less.
  • a sulfur-free solid electrolyte material does not generate hydrogen sulfide even when exposed to the atmosphere, and is therefore excellent in safety.
  • the sulfide solid electrolyte disclosed in Patent Document 1 can generate hydrogen sulfide when exposed to the air.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may contain elements that are unavoidably mixed. Examples of such elements are hydrogen, oxygen or nitrogen. Such elements can be present in the raw powder of the solid electrolyte material or in the atmosphere for manufacturing or storing the solid electrolyte material.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may consist essentially of Li, M, Y, Gd, and I.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment consists essentially of Li, M, Y, Gd, and I
  • the substance amount of all elements constituting the solid electrolyte material according to the first embodiment means that the ratio of the total amount of substances of Li, M, Y, Gd, and I (that is, the molar fraction) to the total of is 95% or more.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may consist only of Li, M, Y, Gd, and I in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may further contain X in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material.
  • X is at least one selected from the group consisting of Cl and Br.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may consist essentially of Li, M, Y, Gd, I, and X in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may consist of Li, M, Y, Gd, I, and X only.
  • M may contain Ca and at least one selected from the group consisting of Mg and Zn.
  • M may be Ca and at least one selected from the group consisting of Mg and Zn.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may be represented by the following compositional formula (1).
  • M' is at least one selected from the group consisting of Mg and Zn, and the following formula: 0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ p ⁇ 1, 0 ⁇ q ⁇ 1, 0 ⁇ p+q ⁇ 1, 0 ⁇ a, 0 ⁇ b, and 0 ⁇ a+b ⁇ 1 is satisfied.
  • compositional formula (1) has high ionic conductivity.
  • the upper and lower limits of the range of x in the composition formula (1) are arbitrary values selected from numbers greater than 0, 0.1, 0.2, 0.5, 0.6, 0.9, and less than 1 It may be defined by a combination.
  • the formula: 0.1 ⁇ x ⁇ 0.9 may be satisfied, and the formula: 0.1 ⁇ x ⁇ 0.2 may be satisfied.
  • the upper and lower limits of the range of y in the composition formula (1) are greater than 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 0.9, and 1 It may be defined by any combination selected from numerical values below.
  • the formula: 0.1 ⁇ y ⁇ 0.9 may be satisfied, and the formula: 0.4 ⁇ y ⁇ 0.8 may be satisfied.
  • the upper and lower limits of the range of p in the composition formula (1) are selected from 0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.6, 0.8, 0.9, and numbers less than 1. may be defined by any combination of
  • the formula: 0 ⁇ p ⁇ 0.9 may be satisfied, and 0 ⁇ p ⁇ 0.9 may be satisfied.
  • the upper and lower limits of the range of q in the composition formula (1) are selected from numerical values greater than 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.7, 0.8, and 1. may be defined by any combination of
  • the formula: 0 ⁇ q ⁇ 1 may be satisfied, and 0.1 ⁇ q ⁇ 0.7 may be satisfied.
  • the formula: 0.2 ⁇ q ⁇ 0.4 may be satisfied.
  • the upper and lower limits of the range of a in the composition formula (1) are numerical values greater than 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5 may be defined by any combination selected from
  • the formula: 0.05 ⁇ a ⁇ 0.3 may be satisfied, and the formula: 0.05 ⁇ a ⁇ 0.15 is satisfied. may be filled.
  • the upper and lower limits of the range of b in the composition formula (1) are any values selected from 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, and 0.3 It may be defined by a combination.
  • the formula: 0 ⁇ b ⁇ 0.3 may be satisfied, and the formula: 0 ⁇ b ⁇ 0.1 may be satisfied. good.
  • the formula: 0 ⁇ a+b ⁇ 0.6 may be satisfied, and 0 ⁇ a+b ⁇ 0.5 may be satisfied.
  • 0 ⁇ a+b ⁇ 0.4 may be satisfied, and 0 ⁇ a+b ⁇ 0.4 may be satisfied.
  • the X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to the first embodiment was obtained by X It can be obtained by line diffraction measurements.
  • the obtained X-ray diffraction pattern at least one peak exists in the range of the diffraction angle 2 ⁇ of 12.0° or more and 16.0° or less, and the diffraction angle 2 ⁇ is 24.0° or more and less than 29.0°. At least one peak may be present in the range of 2 ⁇ .
  • the crystalline phase with these peaks is called the first crystalline phase.
  • the solid electrolyte material containing the first crystal phase has high ionic conductivity because paths for diffusion of lithium ions are easily formed in the crystal.
  • the first crystal phase may further have at least one peak in the diffraction angle 2 ⁇ range of more than 32.0° and 35.0° or less.
  • the first crystal phase is attributed to monoclinic. That is, the solid electrolyte material according to the first embodiment may contain a crystal phase belonging to monoclinic crystals.
  • the “monoclinic crystal” in the present disclosure has a crystal structure similar to Li3ErBr6 disclosed in ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Collection Code 50182 , and a crystal phase having an X-ray diffraction pattern unique to this structure. means.
  • "having a similar crystal structure” means being classified into the same space group and having a close atomic arrangement structure, and does not limit lattice constants.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment obtained by X-ray diffraction measurement using Cu—K ⁇ rays, at least 1 one peak may be present.
  • a crystalline phase with these peaks is called a secondary crystalline phase.
  • the solid electrolyte material containing the second crystal phase has high ionic conductivity because paths for diffusion of lithium ions are easily formed in the crystal.
  • the second crystal phase is attributed to the trigonal crystal. That is, the solid electrolyte material according to the first embodiment may contain a crystal phase belonging to a trigonal crystal.
  • "Trigonal” in the present disclosure means a crystal phase having a similar crystal structure to Li3ErCl6 disclosed in ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Collection Code 50151 and having an X-ray diffraction pattern unique to this structure. do.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may further contain a third crystal phase different from the first crystal phase and the second crystal phase. That is, the solid electrolyte material according to the first embodiment may further contain a third crystal phase having a peak outside the diffraction angle 2 ⁇ range described above.
  • the third crystal phase may be interposed between the first crystal phase and the second crystal phase.
  • the third crystal phase may, for example, belong to a cubic crystal.
  • "Orthogonal" in the present disclosure means a crystal phase having a crystal structure similar to Li3YbCl6 disclosed in ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Collection Code 50152 and having an X-ray diffraction pattern unique to this structure. do.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may be a mixture of crystalline and amorphous.
  • crystalline refers to the presence of sharp peaks (that is, peaks) in the X-ray diffraction pattern.
  • Amorphous refers to the presence of broad peaks (ie halos) in the X-ray diffraction pattern. When amorphous and crystalline are mixed, there are peaks and halos in the X-ray diffraction pattern.
  • the shape of the solid electrolyte material according to the first embodiment is not limited. Examples of such shapes are acicular, spherical, or ellipsoidal.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may be particles.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment may have the shape of pellets or plates.
  • the solid electrolyte material may have a median diameter of 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less, It may have a median diameter of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less. Thereby, the solid electrolyte material according to the first embodiment and other materials can form a good dispersion state.
  • the median diameter of particles means the particle diameter (d50) corresponding to 50% of the cumulative volume in the volume-based particle size distribution.
  • the volume-based particle size distribution is measured by, for example, a laser diffraction measurement device or an image analysis device.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment is produced, for example, by the following method.
  • One or more halide raw material powders are mixed so as to have the desired composition.
  • the composition of interest is Li2.9Ca0.045Gd0.4Y0.6Mg0.005I2.4Br2.4Cl1.2 .
  • the raw material powders may be mixed in molar ratios adjusted in advance to compensate for possible compositional changes in the synthesis process.
  • a mixture of raw material powders is fired in an inert gas atmosphere to react with each other to obtain a reactant.
  • inert gases are helium, nitrogen, or argon. Firing may be performed in a vacuum.
  • the raw material powder mixture may be placed in a container (eg, a crucible and a vacuum sealed tube) and fired in a heating furnace.
  • the raw material powders may be mechanochemically reacted with each other in a mixing device such as a planetary ball mill to obtain a reactant. That is, the raw material powders may be mixed and reacted using a mechanochemical milling method. The reactant thus obtained may be further calcined in an inert gas atmosphere or in vacuum.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment is obtained.
  • the composition of the solid electrolyte material can be determined by, for example, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry or ion chromatography.
  • the composition of Li, M, Y and Gd can be determined by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy and the composition of I can be determined by ion chromatography.
  • the second embodiment describes a battery using the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • a battery according to the second embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer.
  • the electrolyte layer is provided between the positive electrode and the negative electrode.
  • At least one selected from the group consisting of the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode contains the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the battery according to the second embodiment contains the solid electrolyte material according to the first embodiment, it has excellent charge/discharge characteristics.
  • the battery may be an all solid state battery.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a battery 1000 according to the second embodiment.
  • a battery 1000 according to the second embodiment includes a positive electrode 201 , an electrolyte layer 202 and a negative electrode 203 .
  • Electrolyte layer 202 is provided between positive electrode 201 and negative electrode 203 .
  • the positive electrode 201 contains positive electrode active material particles 204 and solid electrolyte particles 100 .
  • the electrolyte layer 202 contains an electrolyte material.
  • the negative electrode 203 contains negative electrode active material particles 205 and solid electrolyte particles 100 .
  • the solid electrolyte particles 100 are particles made of the solid electrolyte material according to the first embodiment, or particles containing the solid electrolyte material according to the first embodiment as a main component.
  • particles containing the solid electrolyte material according to the first embodiment as a main component means particles in which the component contained in the largest molar ratio is the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the solid electrolyte particles 100 may have a median diameter of 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. Solid electrolyte particles 100 having a median diameter of 0.5 ⁇ m or more and 10 ⁇ m or less have higher ionic conductivity.
  • the positive electrode 201 contains a material that can occlude and release metal ions (eg, lithium ions).
  • the material is, for example, a positive electrode active material (eg, positive electrode active material particles 204).
  • positive electrode active materials are lithium-containing transition metal oxides, transition metal fluorides, polyanion materials, fluorinated polyanion materials, transition metal sulfides, transition metal oxyfluorides, transition metal oxysulfides, or transition metal oxynitrides. be.
  • lithium - containing transition metal oxides are Li(Ni,Co,Al) O2 or LiCoO2.
  • (A, B, C) means "at least one selected from the group consisting of A, B, and C.”
  • the positive electrode active material particles 204 may have a median diameter of 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. When the positive electrode active material particles 204 have a median diameter of 0.1 ⁇ m or more, the positive electrode active material particles 204 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state in the positive electrode 201 . This improves the charge/discharge characteristics of the battery. When the positive electrode active material particles 204 have a median diameter of 100 ⁇ m or less, the diffusion rate of lithium in the positive electrode active material particles 204 is improved. This allows the battery to operate at high output.
  • the positive electrode active material particles 204 may have a larger median diameter than the solid electrolyte particles 100 . Thereby, in the positive electrode 201, the positive electrode active material particles 204 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state.
  • the ratio of the positive electrode active material particles 204 to the sum of the volume of the positive electrode active material particles 204 and the volume of the solid electrolyte particles 100 is 0.30 or more and 0.95 or less.
  • the positive electrode 201 may have a thickness of 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the electrolyte layer 202 contains an electrolyte material.
  • the electrolyte material is, for example, a solid electrolyte material.
  • the electrolyte layer 202 may be a solid electrolyte layer.
  • the electrolyte layer 202 may contain the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the electrolyte layer 202 may contain 50% by mass or more of the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the electrolyte layer 202 may contain 70% by mass or more of the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the electrolyte layer 202 may contain 90% by mass or more of the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the electrolyte layer 202 may consist only of the solid electrolyte material according to the first embodiment.
  • the solid electrolyte material according to the first embodiment is hereinafter referred to as the first solid electrolyte material.
  • a solid electrolyte material different from the solid electrolyte material according to the first embodiment is called a second solid electrolyte material.
  • the electrolyte layer 202 may contain not only the first solid electrolyte material but also the second solid electrolyte material.
  • the first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material may be uniformly dispersed in the electrolyte layer 202 .
  • a layer made of the first solid electrolyte material and a layer made of the second solid electrolyte material may be stacked along the stacking direction of battery 1000 .
  • the electrolyte layer 202 may consist only of the second solid electrolyte material.
  • the electrolyte layer 202 may have a thickness of 1 ⁇ m or more and 1000 ⁇ m or less.
  • the negative electrode 203 contains a material that can occlude and release metal ions.
  • the negative electrode 203 contains, for example, a negative electrode active material.
  • Examples of negative electrode active materials are metal materials, carbon materials, oxides, nitrides, tin compounds, or silicon compounds.
  • the metallic material may be a single metal or an alloy. Examples of metallic materials are lithium metal or lithium alloys. Examples of carbon materials are natural graphite, coke, ungraphitized carbon, carbon fibers, spherical carbon, artificial graphite, or amorphous carbon. From the viewpoint of capacity density, suitable examples of negative electrode active materials are silicon (ie, Si), tin (ie, Sn), silicon compounds, or tin compounds.
  • the negative electrode active material may be a material containing Li, Ti and O. That is, the negative electrode active material may be lithium titanium oxide. Examples of lithium titanium oxides are Li4Ti5O12 , Li7Ti5O12 or LiTi2O4 .
  • the negative electrode active material particles 205 may have a median diameter of 0.1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. When the negative electrode active material particles 205 have a median diameter of 0.1 ⁇ m or more, the negative electrode active material particles 205 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state in the negative electrode 203 . This improves the charge/discharge characteristics of the battery. When the negative electrode active material particles 205 have a median diameter of 100 ⁇ m or less, the diffusion rate of lithium in the negative electrode active material particles 205 is improved. This allows the battery to operate at high output.
  • the negative electrode active material particles 205 may have a larger median diameter than the solid electrolyte particles 100 . Thereby, in the negative electrode 203, the negative electrode active material particles 205 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state.
  • the ratio of the negative electrode active material particles 205 to the sum of the volume of the negative electrode active material particles 205 and the volume of the solid electrolyte particles 100 is 0.30 or more and 0.95 or less.
  • the negative electrode 203 may have a thickness of 10 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • At least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the electrolyte layer 202, and the negative electrode 203 contains a second solid electrolyte material to enhance ionic conductivity, chemical stability, and electrochemical stability.
  • a second solid electrolyte material may be examples of the second solid electrolyte material are sulfide solid electrolytes, oxide solid electrolytes, halide solid electrolytes, or organic polymer solid electrolytes.
  • halide solid electrolytes are Li 2 MgX' 4 , Li 2 FeX' 4 , Li(Al,Ga,In)X' 4 , Li 3 (Al,Ga,In)X' 6 or LiI.
  • X' is at least one selected from the group consisting of F, Cl, Br and I.
  • a halide solid electrolyte is the compound represented by LiaMebYcZ6 .
  • Me is at least one selected from the group consisting of metal elements other than Li and Y and metalloid elements.
  • Z is at least one selected from the group consisting of F, Cl, Br and I;
  • the value of m represents the valence of Me.
  • “Semimetal elements” are B, Si, Ge, As, Sb, and Te.
  • Metallic elements are all elements contained in groups 1 to 12 of the periodic table (excluding hydrogen), and all elements contained in groups 13 to 16 of the periodic table (however, B, Si, Ge, As, Sb, Te, C, N, P, O, S, and Se).
  • Me is selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Sc, Al, Ga, Bi, Zr, Hf, Ti, Sn, Ta, and Nb. At least one may be selected.
  • halide solid electrolytes are Li3YCl6 or Li3YBr6 .
  • sulfide solid electrolytes are Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-B 2 S 3 , Li 2 S-GeS 2 , Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 , or Li10GeP2S12 . _
  • oxide solid electrolytes are (i) NASICON - type solid electrolytes such as LiTi2(PO4)3 or elemental substitutions thereof; (ii) perovskite-type solid electrolytes such as (LaLi) TiO3 ; ( iii) LISICON - type solid electrolytes such as Li14ZnGe4O16 , Li4SiO4 , LiGeO4 or elemental substitutions thereof; ( iv) garnet - type solid electrolytes such as Li7La3Zr2O12 or elemental substitutions thereof; or (v) Li3PO4 or its N - substitution.
  • NASICON - type solid electrolytes such as LiTi2(PO4)3 or elemental substitutions thereof
  • perovskite-type solid electrolytes such as (LaLi) TiO3 ;
  • LISICON - type solid electrolytes such as Li14ZnGe4O16 , Li4SiO4 , LiGeO4 or element
  • organic polymer solid electrolytes are polymeric compounds and lithium salt compounds.
  • the polymer compound may have an ethylene oxide structure. Since a polymer compound having an ethylene oxide structure can contain a large amount of lithium salt, the ionic conductivity can be further increased.
  • lithium salts are LiPF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAsF6 , LiSO3CF3, LiN(SO2CF3)2 , LiN ( SO2C2F5 ) 2 , LiN ( SO2CF3 ). ( SO2C4F9 ) , or LiC ( SO2CF3 ) 3 .
  • One lithium salt selected from these may be used alone. Alternatively, a mixture of two or more lithium salts selected from these may be used.
  • At least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the electrolyte layer 202, and the negative electrode 203 is a non-aqueous electrolyte, a gel electrolyte, or an ion electrolyte for the purpose of facilitating the transfer of lithium ions and improving the output characteristics of the battery. It may contain liquids.
  • the non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and a lithium salt dissolved in the non-aqueous solvent.
  • non-aqueous solvents examples include cyclic carbonate solvents, chain carbonate solvents, cyclic ether solvents, chain ether solvents, cyclic ester solvents, chain ester solvents, or fluorine solvents.
  • cyclic carbonate solvents are ethylene carbonate, propylene carbonate, or butylene carbonate.
  • linear carbonate solvents are dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl carbonate.
  • examples of cyclic ether solvents are tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, or 1,3-dioxolane.
  • linear ether solvents are 1,2-dimethoxyethane or 1,2-diethoxyethane.
  • An example of a cyclic ester solvent is ⁇ -butyrolactone.
  • An example of a linear ester solvent is methyl acetate.
  • fluorosolvents are fluoroethylene carbonate, methyl fluoropropionate, fluorobenzene, fluoroethyl methyl carbonate, or fluorodimethylene carbonate.
  • One non-aqueous solvent selected from these may be used alone. Alternatively, a mixture of two or more non-aqueous solvents selected from these may be used.
  • lithium salts are LiPF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAsF6 , LiSO3CF3, LiN(SO2CF3)2 , LiN ( SO2C2F5 ) 2 , LiN ( SO2CF3 ). ( SO2C4F9 ) , or LiC ( SO2CF3 ) 3 .
  • One lithium salt selected from these may be used alone. Alternatively, a mixture of two or more lithium salts selected from these may be used.
  • the lithium salt concentration is, for example, 0.5 mol/liter or more and 2 mol/liter or less.
  • a polymer material impregnated with a non-aqueous electrolyte can be used as the gel electrolyte.
  • examples of polymeric materials are polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, or polymers with ethylene oxide linkages.
  • ionic liquids examples include (i) aliphatic chain quaternary salts such as tetraalkylammonium or tetraalkylphosphonium; (ii) aliphatic cyclic ammoniums such as pyrrolidiniums, morpholiniums, imidazoliniums, tetrahydropyrimidiniums, piperaziniums, or piperidiniums; or (iii) nitrogen-containing heteroatoms such as pyridiniums or imidazoliums. ring aromatic cations, is.
  • Examples of anions contained in the ionic liquid are PF 6 ⁇ , BF 4 ⁇ , SbF 6 ⁇ , AsF 6 ⁇ , SO 3 CF 3 ⁇ , N(SO 2 CF 3 ) 2 ⁇ , N(SO 2 C 2 F 5 ) 2- , N( SO2CF3 ) ( SO2C4F9 ) - , or C ( SO2CF3 ) 3- .
  • the ionic liquid may contain a lithium salt.
  • At least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the electrolyte layer 202, and the negative electrode 203 may contain a binder for the purpose of improving adhesion between particles.
  • binders include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polyacrylic acid methyl ester, polyacrylic acid ethyl ester, Polyacrylic acid hexyl ester, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid methyl ester, polymethacrylic acid ethyl ester, polymethacrylic acid hexyl ester, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyether, polyether sulfone, hexafluoropolypropylene, styrene-butadiene rubber , or carboxymethyl cellulose.
  • Copolymers can also be used as binders.
  • binders are tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ethers, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, ethylene, propylene, pentafluoropropylene, fluoromethyl vinyl ether, acrylic acid , and hexadiene.
  • a mixture of two or more selected from the above materials may be used as the binder.
  • At least one selected from the positive electrode 201 and the negative electrode 203 may contain a conductive aid in order to increase electronic conductivity.
  • Examples of conductive aids are (i) graphites such as natural or artificial graphite; (ii) carbon blacks such as acetylene black or ketjen black; (iii) conductive fibers such as carbon or metal fibers; (iv) carbon fluoride, (v) metal powders such as aluminum; (vi) conductive whiskers such as zinc oxide or potassium titanate; (vii) a conductive metal oxide such as titanium oxide, or (viii) a conductive polymeric compound such as polyaniline, polypyrrole, or polythiophene; is.
  • the conductive aid (i) or (ii) may be used.
  • Examples of the shape of the battery according to the second embodiment are coin-shaped, cylindrical, rectangular, sheet-shaped, button-shaped, flat-shaped, and laminated.
  • a material for forming a positive electrode, a material for forming an electrolyte layer, and a material for forming a negative electrode are prepared, and the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode are arranged in this order by a known method. It may also be manufactured by making laminated laminates.
  • Example 1> (Preparation of solid electrolyte material) LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , and GdCl 3 were used as raw material powders in an argon atmosphere having a dew point of ⁇ 60° C. or lower (hereinafter referred to as “dry argon atmosphere”).
  • dry argon atmosphere a dew point of ⁇ 60° C. or lower
  • :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 12.7:60.8:0.2:1.2:15.2:10.2.
  • These raw material flours were ground and mixed in an agate mortar. The resulting mixture was placed in an alumina crucible and fired at 500° C. for 1 hour in a dry argon atmosphere. The fired product obtained was ground in an agate mortar.
  • the solid electrolyte material powder according to Example 1 was obtained.
  • composition analysis of solid electrolyte material The contents of Li, Mg, Ca, Y, and Gd in the solid electrolyte material obtained in Example 1 were determined by high-frequency inductively coupled plasma using a high-frequency inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (iCAP7400 manufactured by ThermoFisher Scientific). Measured by emission spectroscopy. The contents of Cl, Br, and I were measured by ion chromatography using an ion chromatograph (ICS-2000, manufactured by Dionex). From the measurement results, the composition of the solid electrolyte material was obtained.
  • the solid electrolyte material according to Example 1 had a composition represented by Li2.9Ca0.045Gd0.4Y0.6Mg0.005I2.4Br2.4Cl1.2 .
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of a pressure forming die 300 used to evaluate the ionic conductivity of solid electrolyte materials.
  • the pressure forming die 300 had a punch upper part 301 , a frame mold 302 and a punch lower part 303 . Both the punch upper portion 301 and the punch lower portion 303 were made of electronically conductive stainless steel.
  • the frame mold 302 was made of insulating polycarbonate.
  • the ionic conductivity of the solid electrolyte material according to Example 1 was evaluated by the following method.
  • the solid electrolyte material powder 101 according to Example 1 was filled inside the pressure molding die 300 . Inside the pressure forming die 300, a pressure of 360 MPa was applied to the solid electrolyte material powder 101 according to Example 1 using an upper punch 301 and a lower punch 303. As shown in FIG.
  • the punch upper part 301 and the punch lower part 303 were connected to a potentiostat (Toyo Technica Co., Ltd., VSP-300) equipped with a frequency response analyzer.
  • the punch upper part 301 was connected to the working electrode and the terminal for potential measurement.
  • the punch bottom 303 was connected to the counter and reference electrodes.
  • the impedance of the solid electrolyte material was measured by electrochemical impedance measurement at room temperature.
  • FIG. 3 is a graph showing a Cole-Cole plot obtained by impedance measurement of the solid electrolyte material according to Example 1.
  • the real value of the impedance at the measurement point where the absolute value of the phase of the complex impedance was the smallest was regarded as the resistance to ion conduction of the solid electrolyte material. See the arrow R SE shown in FIG. 3 for the real value.
  • represents ionic conductivity.
  • S represents the contact area of the solid electrolyte material with the punch upper part 301 (equal to the cross-sectional area of the hollow part of the frame mold 302 in FIG. 2).
  • R SE represents the resistance value of the solid electrolyte material in impedance measurement.
  • t represents the thickness of the solid electrolyte material (that is, the thickness of the layer formed from the solid electrolyte material powder 101 in FIG. 2).
  • (X-ray diffraction measurement) 4 is a graph showing an X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to Example 1.
  • FIG. An X-ray diffraction pattern was measured as follows.
  • the X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material of Example 1 was measured by the ⁇ -2 ⁇ method using an X-ray diffractometer (MiniFlex 600, Rigaku) in a dry environment with a dew point of ⁇ 50° C. or less.
  • Cu-K ⁇ radiation (wavelength 1.5405 ⁇ and 1.5444 ⁇ ) was used as the X-ray source.
  • the solid electrolyte material according to Example 1 In the X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to Example 1, at least one peak exists in the diffraction angle 2 ⁇ range of 12.0° or more and 16.0° or less, and 24.0° or more and 29.0°. There was at least one peak in the range of diffraction angles 2-theta less than . Therefore, the solid electrolyte material according to Example 1 had monoclinic crystals. A diffraction peak having the highest intensity (that is, the strongest peak) in the X-ray diffraction pattern was present in the range of 24.0° or more and less than 29.0°. The observed X-ray diffraction peak angles are shown in Table 6.
  • a negative electrode mixture (41.7 mg) and the solid electrolyte material (160 mg) according to Example 1 were layered in this order in an insulating cylinder having an inner diameter of 9.5 mm. A pressure of 360 MPa was applied to this laminate to form a negative electrode and a solid electrolyte layer.
  • metallic In thickness: 200 ⁇ m
  • metallic Li thickness: 300 ⁇ m
  • metallic In thickness: 200 ⁇ m
  • current collectors made of stainless steel were attached to the positive and negative electrodes, and current collecting leads were attached to the current collectors.
  • Example 1 a battery according to Example 1 was obtained.
  • (Charging and discharging test) 8 is a graph showing the initial discharge characteristics of the battery according to Example 1.
  • FIG. The horizontal axis represents discharge capacity.
  • the vertical axis represents voltage.
  • Initial charge/discharge characteristics were measured by the following method.
  • the battery according to Example 1 was placed in a constant temperature bath at 25°C.
  • Example 1 At a current density of 17 ⁇ A/cm 2 the cell according to Example 1 was charged until a potential of 0.4 V versus Li was reached.
  • Example 1 The cell according to Example 1 was then discharged at a current density of 17 ⁇ A/cm 2 until a potential of 1.9 V versus Li was reached.
  • the battery according to Example 1 had an initial discharge capacity of 168.3 mAh/g.
  • Example 2 (Preparation of solid electrolyte material)
  • a molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6 was provided.
  • a molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6 was provided.
  • a molar ratio of .7:60.8:0.3:1.1:10.2:10.2:5.1 was provided.
  • a molar ratio of .8:62.4:0.8:3.2:5.2:10.4:10.4 was provided.
  • a molar ratio of .8:62.4:0.8:3.2:10.4:10.4:5.2 was provided.
  • a molar ratio of .8:62.4:0.4:3.6:10.4:10.4:5.2 was provided.
  • a molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:4.5:6.5:16.4 was prepared.
  • a molar ratio of .8:62.4:0.4:3.6:5.2:10.4:10.4 was provided.
  • a molar ratio of .2:31.6:0.3:2.4:4.5:6.6:16.6 was provided.
  • a molar ratio of 1:30.8:0.3:2.4:5.2:5.2:15.4 was prepared.
  • a molar ratio of .6:24.2:0.2:1.4:0.3:23:15.6 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
  • a molar ratio of .2:31.6:0.3:2.4:5.6:21.1:1.1 was provided.
  • a molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:5.5:20.8:1.1 was prepared.
  • a molar ratio of 3:31.2:0.3:1.1:5.5:20.8:1.1 was prepared.
  • a molar ratio of .6:1.8:0.2:1.4:21.8:11.6:2.9 was provided.
  • a molar ratio of .2:28.3:0.6:5.2:0.3:19.5:13.2 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:0.7:0.7:13.7:10.4:3.3 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:7.7:16.9:2.8 was provided.
  • a molar ratio of .6:63.2:0.6:2.2:11.1:10.6:6.1 was provided.
  • a molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6 was prepared.
  • a molar ratio of 1:30.4:0.2:1.2:5.1:5.1:15.2 was prepared.
  • a molar ratio of .2:31.6:0.6:2.2:5.6:21.1:1.1 was provided.
  • a molar ratio of 0.5:22.4:3:3:14.2:11.8:9.5 was provided.
  • a molar ratio of .6:5.3:14.2:11.8:9.5 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
  • a molar ratio of .1:62.4:0.7:0.7:2.8:10.4:14.2 was provided.
  • Solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120 were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above matters.
  • composition analysis of solid electrolyte material In the same manner as in Example 1, the compositions of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120 were analyzed. Tables 1 to 5 show the compositions of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120, the values of the variables corresponding to the composition formula (1), and the elemental species of M.
  • FIG. 4 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 1 to 25.
  • FIG. 5 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 26-50.
  • FIG. 6 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 51-75.
  • FIG. 7 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 76-104. The observed X-ray diffraction peak angles are shown in Tables 6-9. All of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 104 had the first crystal phase.
  • Example 10 contained amorphous portions.
  • Batteries according to Examples 2 to 104 were obtained in the same manner as in Example 1 using the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 104. A charge/discharge test was performed in the same manner as in Example 1 using the batteries according to Examples 2 to 104. As a result, the batteries according to Examples 2 to 104 were charged and discharged as well as the battery according to Example 1.
  • Comparative Example 1 (Preparation of solid electrolyte material)
  • a solid electrolyte material according to Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above matters.
  • composition analysis of solid electrolyte material In the same manner as in Example 1, the composition of the solid electrolyte material according to Comparative Example 1 was analyzed. Table 5 shows the composition of the solid electrolyte material according to Comparative Example 1, the variable values corresponding to the compositional formula (1), and the element type of M.
  • the solid electrolyte materials according to Examples 1 to 120 have a high lithium ion conductivity of 6.53 ⁇ 10 ⁇ 5 S/cm or more near room temperature.
  • the solid electrolyte material has high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of x is 0.1 or more and 0.9 or less, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity. This is believed to be because paths for diffusion of lithium ions are more likely to be formed. If the value of x is 0.1 or more and 0.2 or less, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity. It is believed that this is because a path for diffusion of lithium ions is more likely to be formed, resulting in an optimal width for ion conduction.
  • the solid electrolyte material has high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of y is 0.4 or more and 0.8 or less, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity. If the value of y is 0.4 or more and 0.6 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is considered that this is because the first crystal phase having high lithium ion conductivity is likely to be formed.
  • the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of p is 0.4 or the value of q is 0.2 or more and 0.4 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for lithium ion diffusion are more likely to be formed and are of optimal width for ionic conduction. If the values of p and q are 0.4, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because a path for diffusion of lithium ions is more likely to be formed, resulting in an optimal width for ion conduction.
  • the solid electrolyte material When the value of a is greater than 0, the value of b is 0 or more and less than 0.3, and a+b is less than 0.4, the solid electrolyte material has high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of a is 0.05 or more and 0.15 or less and the value of b is 0 or more and 0.1 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because the amount of lithium ions in the crystal is optimized. If the value of a is 0.05 or more and 0.1 or less and the value of b is 0 or more and 0.05 or less, the solid electrolyte material can have even higher ionic conductivity. It is believed that this is because the amount of lithium ions in the crystal is further optimized.
  • the solid electrolyte material according to the present disclosure has practical lithium ion conductivity.
  • Solid electrolyte materials according to the present disclosure are suitable for providing well chargeable and dischargeable batteries.
  • the solid electrolyte material of the present disclosure is used, for example, in batteries (eg, all-solid lithium ion secondary batteries).
  • Solid electrolyte particles 101 Solid electrolyte material powder 201 Positive electrode 202 Electrolyte layer 203 Negative electrode 204 Positive electrode active material particles 205 Negative electrode active material particles 300 Pressure molding die 301 Punch upper part 302 Frame mold 303 Punch lower part 1000 Battery

Abstract

A solid electrolyte material according to the present disclosure comprises Li, M, Y, Gd, and I, wherein M is at least two elements selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn. A battery according to the present disclosure comprises a positive electrode 201, a negative electrode 203, and an electrolyte layer 202 that is provided between the positive electrode 201 and the negative electrode 203, wherein at least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the negative electrode 203 and the electrolyte layer 202 contains the solid electrolyte material according to the present disclosure.

Description

固体電解質材料およびそれを用いた電池Solid electrolyte material and battery using the same
 本開示は、固体電解質材料およびそれを用いた電池に関する。 The present disclosure relates to solid electrolyte materials and batteries using the same.
 特許文献1は、硫化物固体電解質を用いた全固体電池を開示している。 Patent Document 1 discloses an all-solid battery using a sulfide solid electrolyte.
 特許文献2は、組成式Li6-3zz6(0<z<2、X=ClまたはBr)により表される固体電解質材料を開示している。 Patent Document 2 discloses a solid electrolyte material represented by the composition formula Li6-3zYzX6 (0< z < 2 , X=Cl or Br).
特開2011-129312号公報JP 2011-129312 A 国際公開第2018/025582号WO2018/025582
 本開示の目的は、リチウムイオンの伝導に適した新たな固体電解質材料を提供することにある。 The purpose of the present disclosure is to provide a new solid electrolyte material suitable for lithium ion conduction.
 本開示の固体電解質材料は、Li、M、Y、Gd、およびIを含み、Mは、Mg、Ca、Sr、Ba、およびZnからなる群より選択される少なくとも2つである。 The solid electrolyte material of the present disclosure contains Li, M, Y, Gd, and I, where M is at least two selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn.
 本開示は、リチウムイオンの伝導に適した新たな固体電解質材料を提供する。 The present disclosure provides a new solid electrolyte material suitable for lithium ion conduction.
図1は、第2実施形態による電池1000の断面図を示す。FIG. 1 shows a cross-sectional view of a battery 1000 according to a second embodiment. 図2は、固体電解質材料のイオン伝導度を評価するために用いられる加圧成形ダイス300の模式図を示す。FIG. 2 shows a schematic diagram of a pressure forming die 300 used to evaluate the ionic conductivity of solid electrolyte materials. 図3は、実施例1による固体電解質材料のインピーダンス測定により得られたCole-Coleプロットを示すグラフである。3 is a graph showing a Cole-Cole plot obtained by impedance measurement of the solid electrolyte material according to Example 1. FIG. 図4は、実施例1から25による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。FIG. 4 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 1 to 25; 図5は、実施例26から50による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 26-50. 図6は、実施例51から75による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。FIG. 6 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 51-75. 図7は、実施例76から104による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 76-104. 図8は、実施例1による電池の初期放電特性を示すグラフである。8 is a graph showing the initial discharge characteristics of the battery according to Example 1. FIG.
 以下、本開示の実施形態が、図面を参照しながら説明される。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
 (第1実施形態)
 第1実施形態による固体電解質材料は、Li、M、Y、Gd、およびIを含み、Mは、Mg、Ca、Sr、Ba、およびZnからなる群より選択される少なくとも2つである。
(First embodiment)
The solid electrolyte material according to the first embodiment contains Li, M, Y, Gd, and I, and M is at least two selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn.
 第1実施形態による固体電解質材料は、イオン伝導に適した固体電解質材料である。第1実施形態による固体電解質材料は、例えば実用的なリチウムイオン伝導度を有することができ、例えば高いリチウムイオン伝導度を有することができる。 The solid electrolyte material according to the first embodiment is a solid electrolyte material suitable for ion conduction. The solid electrolyte material according to the first embodiment may for example have a practical lithium ion conductivity, for example a high lithium ion conductivity.
 ここで、高いリチウムイオン伝導度とは、例えば、室温近傍において6.50×10-5S/cm以上である。第1実施形態による固体電解質材料は、例えば、6.50×10-5S/cm以上のイオン伝導度を有し得る。 Here, the high lithium ion conductivity is, for example, 6.50×10 −5 S/cm or more near room temperature. The solid electrolyte material according to the first embodiment can have an ionic conductivity of, for example, 6.50×10 −5 S/cm or more.
 第1実施形態による固体電解質材料は、充放電特性に優れた電池を得るために用いられ得る。当該電池の例は、全固体電池である。全固体電池は、一次電池でもよく、あるいは二次電池でもよい。 The solid electrolyte material according to the first embodiment can be used to obtain batteries with excellent charge/discharge characteristics. An example of such a battery is an all solid state battery. The all-solid-state battery may be a primary battery or a secondary battery.
 第1実施形態による固体電解質材料には、実質的に硫黄が含まれないことが望ましい。第1実施形態による固体電解質材料に実質的に硫黄が含まれないとは、当該固体電解質材料が、不純物として不可避に混入した硫黄を除き、構成元素として硫黄を含まないことを意味する。この場合、固体電解質材料に不純物として混入される硫黄は、例えば1モル%以下である。安全性の観点から、第1実施形態による固体電解質材料は、硫黄を含有しないことが望ましい。硫黄を含有しない固体電解質材料は、大気に曝露されても硫化水素が発生しないので、安全性に優れる。特許文献1に開示された硫化物固体電解質は、大気中に曝露されると、硫化水素が発生し得る。 It is desirable that the solid electrolyte material according to the first embodiment does not substantially contain sulfur. The fact that the solid electrolyte material according to the first embodiment does not substantially contain sulfur means that the solid electrolyte material does not contain sulfur as a constituent element except sulfur that is unavoidably mixed as an impurity. In this case, sulfur mixed as an impurity in the solid electrolyte material is, for example, 1 mol % or less. From the viewpoint of safety, it is desirable that the solid electrolyte material according to the first embodiment does not contain sulfur. A sulfur-free solid electrolyte material does not generate hydrogen sulfide even when exposed to the atmosphere, and is therefore excellent in safety. The sulfide solid electrolyte disclosed in Patent Document 1 can generate hydrogen sulfide when exposed to the air.
 第1実施形態による固体電解質材料は、不可避的に混入される元素を含有していてもよい。当該元素の例は、水素、酸素、または窒素である。このような元素は、固体電解質材料の原料粉、または、固体電解質材料を製造あるいは保管するための雰囲気中に存在し得る。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may contain elements that are unavoidably mixed. Examples of such elements are hydrogen, oxygen or nitrogen. Such elements can be present in the raw powder of the solid electrolyte material or in the atmosphere for manufacturing or storing the solid electrolyte material.
 第1実施形態による固体電解質材料は、実質的に、Li、M、Y、Gd、およびIからなっていてもよい。ここで、「第1実施形態による固体電解質材料が、実質的に、Li、M、Y、Gd、およびIからなる」とは、第1実施形態による固体電解質材料を構成する全元素の物質量の合計に対する、Li、M、Y、Gd、およびIの物質量の合計の比(すなわち、モル分率)が、95%以上であることを意味する。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may consist essentially of Li, M, Y, Gd, and I. Here, "the solid electrolyte material according to the first embodiment consists essentially of Li, M, Y, Gd, and I" means that the substance amount of all elements constituting the solid electrolyte material according to the first embodiment means that the ratio of the total amount of substances of Li, M, Y, Gd, and I (that is, the molar fraction) to the total of is 95% or more.
 固体電解質材料のイオン伝導度を高めるために、第1実施形態による固体電解質材料は、Li、M、Y、Gd、およびIのみからなっていてもよい。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may consist only of Li, M, Y, Gd, and I in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material.
 固体電解質材料のイオン伝導度を高めるために、第1実施形態による固体電解質材料は、Xをさらに含んでいてもよい。ここで、Xは、ClおよびBrからなる群より選択される少なくとも1つである。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may further contain X in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material. Here, X is at least one selected from the group consisting of Cl and Br.
 固体電解質材料のイオン伝導度を高めるために、第1実施形態による固体電解質材料は、実質的に、Li、M、Y、Gd、I、およびXからなっていてもよい。第1実施形態による固体電解質材料は、Li、M、Y、Gd、I、およびXのみからなっていてもよい。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may consist essentially of Li, M, Y, Gd, I, and X in order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material. The solid electrolyte material according to the first embodiment may consist of Li, M, Y, Gd, I, and X only.
 固体電解質材料のイオン伝導性を高めるために、Mは、Caと、MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1つと、を含んでいてもよい。Mは、Caと、MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1つと、であってもよい。 In order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, M may contain Ca and at least one selected from the group consisting of Mg and Zn. M may be Ca and at least one selected from the group consisting of Mg and Zn.
 第1実施形態による固体電解質材料は、以下の組成式(1)により表されてもよい。
Li3-2a-3b(Ca1-xM’xa(Y1-yGdy1+b(Cl1-p-qBrpq6 ・・・(1)
 ここで、M’は、MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1つであり、かつ以下の数式:
 0<x<1、
 0<y<1、
 0≦p<1、
 0<q≦1、
 0<p+q≦1、
 0<a、
 0≦b、および
 0<a+b<1
が充足される。
The solid electrolyte material according to the first embodiment may be represented by the following compositional formula (1).
Li3-2a-3b (Ca1- xM'x ) a (Y1 - yGdy ) 1 +b ( Cl1 -pqBrpIq ) 6 (1)
Here, M' is at least one selected from the group consisting of Mg and Zn, and the following formula:
0<x<1,
0<y<1,
0≦p<1,
0<q≦1,
0<p+q≦1,
0<a,
0≤b, and 0<a+b<1
is satisfied.
 組成式(1)により表される材料は、高いイオン伝導度を有する。 The material represented by compositional formula (1) has high ionic conductivity.
 組成式(1)におけるxの範囲の上限値および下限値は、0超、0.1、0.2、0.5、0.6、0.9、および1未満の数値から選ばれる任意の組み合わせによって規定されてもよい。 The upper and lower limits of the range of x in the composition formula (1) are arbitrary values selected from numbers greater than 0, 0.1, 0.2, 0.5, 0.6, 0.9, and less than 1 It may be defined by a combination.
 固体電解質材料のイオン伝導性をさらに高めるために、数式:0.1≦x≦0.9、が充足されてもよく、数式:0.1≦x≦0.2が充足されてもよい。 In order to further increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, the formula: 0.1≤x≤0.9 may be satisfied, and the formula: 0.1≤x≤0.2 may be satisfied.
 組成式(1)におけるyの範囲の上限値および下限値は、0超、0.1、0.2、0.4、0.5、0.6、0.8、0.9、および1未満の数値から選ばれる任意の組み合わせによって規定されてもよい。 The upper and lower limits of the range of y in the composition formula (1) are greater than 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.5, 0.6, 0.8, 0.9, and 1 It may be defined by any combination selected from numerical values below.
 固体電解質材料のイオン伝導性をさらに高めるために、数式:0.1≦y≦0.9、が充足されてもよく、数式:0.4≦y≦0.8が充足されてもよい。 In order to further increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, the formula: 0.1≤y≤0.9 may be satisfied, and the formula: 0.4≤y≤0.8 may be satisfied.
 組成式(1)におけるpの範囲の上限値および下限値は、0、0.2、0.3、0.4、0.6、0.8、0.9、および1未満の数値から選ばれる任意の組み合わせによって規定されてもよい。 The upper and lower limits of the range of p in the composition formula (1) are selected from 0, 0.2, 0.3, 0.4, 0.6, 0.8, 0.9, and numbers less than 1. may be defined by any combination of
 固体電解質材料のイオン伝導性を高めるために、組成式(1)において、数式:0<p≦0.9、が充足されてもよく、0<p<0.9、が充足されてもよい。 In order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, in the composition formula (1), the formula: 0<p≦0.9 may be satisfied, and 0<p<0.9 may be satisfied. .
 固体電解質材料のイオン伝導性をさらに高めるために、数式:0.2≦p≦0.9、が充足されてもよく、数式:p=0.4が充足されてもよい。 In order to further increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, the formula: 0.2≤p≤0.9 may be satisfied, and the formula: p=0.4 may be satisfied.
 組成式(1)におけるqの範囲の上限値および下限値は、0超、0.1、0.2、0.4、0.6、0.7、0.8、および1の数値から選ばれる任意の組み合わせによって規定されてもよい。 The upper and lower limits of the range of q in the composition formula (1) are selected from numerical values greater than 0, 0.1, 0.2, 0.4, 0.6, 0.7, 0.8, and 1. may be defined by any combination of
 固体電解質材料のイオン伝導性を高めるために、組成式(1)において、数式:0<q<1、が充足されてもよく、0.1≦q≦0.7、が充足されてもよく、数式:0.2≦q≦0.4が充足されてもよい。 In order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, in the composition formula (1), the formula: 0<q<1 may be satisfied, and 0.1≤q≤0.7 may be satisfied. , the formula: 0.2≤q≤0.4 may be satisfied.
 組成式(1)におけるaの範囲の上限値および下限値は、0超、0.05、0.1、0.15、0.2、0.3、0.4、および0.5の数値から選ばれる任意の組み合わせによって規定されてもよい。 The upper and lower limits of the range of a in the composition formula (1) are numerical values greater than 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.3, 0.4, and 0.5 may be defined by any combination selected from
 固体電解質材料のイオン伝導性を高めるために、組成式(1)において、数式:0.05≦a≦0.3、が充足されてもよく、数式:0.05≦a≦0.15が充足されてもよい。 In order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, in the composition formula (1), the formula: 0.05 ≤ a ≤ 0.3 may be satisfied, and the formula: 0.05 ≤ a ≤ 0.15 is satisfied. may be filled.
 組成式(1)におけるbの範囲の上限値および下限値は、0、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、および0.3の数値から選ばれる任意の組み合わせによって規定されてもよい。 The upper and lower limits of the range of b in the composition formula (1) are any values selected from 0, 0.05, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, and 0.3 It may be defined by a combination.
 固体電解質材料のイオン伝導性を高めるために、組成式(1)において、数式:0≦b≦0.3、が充足されてもよく、数式:0≦b≦0.1が充足されてもよい。 In order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, in the composition formula (1), the formula: 0 ≤ b ≤ 0.3 may be satisfied, and the formula: 0 ≤ b ≤ 0.1 may be satisfied. good.
 固体電解質材料のイオン伝導性を高めるために、組成式(1)において、数式:0<a+b≦0.6、が充足されてもよく、0<a+b≦0.5、が充足されてもよく、0<a+b≦0.4、が充足されてもよく、0<a+b<0.4、が充足されてもよい。 In order to increase the ionic conductivity of the solid electrolyte material, in the composition formula (1), the formula: 0<a+b≦0.6 may be satisfied, and 0<a+b≦0.5 may be satisfied. , 0<a+b≦0.4 may be satisfied, and 0<a+b<0.4 may be satisfied.
 第1実施形態による固体電解質材料のX線回折パターンは、Cu-Kα線(波長1.5405Åおよび1.5444Å、すなわち、波長0.15405nmおよび0.15444nm)を用いて、θ-2θ法によるX線回折測定により取得され得る。得られたX線回折パターンにおいて、12.0°以上かつ16.0°以下の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在し、かつ、24.0°以上かつ29.0°未満の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在していてもよい。これらのピークを有する結晶相は、第1結晶相と呼ばれる。第1結晶相を含有する固体電解質材料は、結晶内にリチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすいため、高いイオン伝導度を有する。 The X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to the first embodiment was obtained by X It can be obtained by line diffraction measurements. In the obtained X-ray diffraction pattern, at least one peak exists in the range of the diffraction angle 2θ of 12.0° or more and 16.0° or less, and the diffraction angle 2θ is 24.0° or more and less than 29.0°. At least one peak may be present in the range of 2θ. The crystalline phase with these peaks is called the first crystalline phase. The solid electrolyte material containing the first crystal phase has high ionic conductivity because paths for diffusion of lithium ions are easily formed in the crystal.
 第1結晶相は、さらに32.0°超かつ35.0°以下の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在していてもよい。 The first crystal phase may further have at least one peak in the diffraction angle 2θ range of more than 32.0° and 35.0° or less.
 第1結晶相は、単斜晶に帰属される。すなわち、第1実施形態による固体電解質材料は、単斜晶に帰属される結晶相を含有していてもよい。本開示における「単斜晶」は、ICSD(無機結晶構造データベース)Collection Code 50182に開示されるLi3ErBr6と類似の結晶構造を有し、この構造特有のX線回折パターンを有する結晶相を意味する。本開示において、「類似の結晶構造を有する」とは、同一の空間群に分類され、近しい原子配置構造を持つことを意味するのであって、格子定数を限定するものではない。 The first crystal phase is attributed to monoclinic. That is, the solid electrolyte material according to the first embodiment may contain a crystal phase belonging to monoclinic crystals. The “monoclinic crystal” in the present disclosure has a crystal structure similar to Li3ErBr6 disclosed in ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Collection Code 50182 , and a crystal phase having an X-ray diffraction pattern unique to this structure. means. In the present disclosure, "having a similar crystal structure" means being classified into the same space group and having a close atomic arrangement structure, and does not limit lattice constants.
 Cu-Kα線を用いたX線回折測定によって得られた第1実施形態による固体電解質材料のX線回折パターンにおいて、29.0°以上かつ32.0°以下の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在していてもよい。これらのピークを有する結晶相は、第2結晶相と呼ばれる。第2結晶相を含有する固体電解質材料は、結晶内にリチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすいため、高いイオン伝導度を有する。 In the X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to the first embodiment obtained by X-ray diffraction measurement using Cu—Kα rays, at least 1 one peak may be present. A crystalline phase with these peaks is called a secondary crystalline phase. The solid electrolyte material containing the second crystal phase has high ionic conductivity because paths for diffusion of lithium ions are easily formed in the crystal.
 第2結晶相は、三方晶に帰属される。すなわち、第1実施形態による固体電解質材料は、三方晶に帰属される結晶相を含有していてもよい。本開示における「三方晶」は、ICSD(無機結晶構造データベース)Collection Code 50151に開示されるLi3ErCl6と類似の結晶構造を有し、この構造特有のX線回折パターンを有する結晶相を意味する。 The second crystal phase is attributed to the trigonal crystal. That is, the solid electrolyte material according to the first embodiment may contain a crystal phase belonging to a trigonal crystal. "Trigonal" in the present disclosure means a crystal phase having a similar crystal structure to Li3ErCl6 disclosed in ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Collection Code 50151 and having an X-ray diffraction pattern unique to this structure. do.
 第1実施形態による固体電解質材料は、第1結晶相および第2結晶相とは異なる第3結晶相をさらに含有していてもよい。すなわち、第1実施形態による固体電解質材料は、上述の回折角2θの範囲以外にピークが存在する第3結晶相を、さらに含有していてもよい。第3結晶相は、第1結晶相および第2結晶相の間に介在していてもよい。第3結晶相は、例えば、直方晶に帰属されるものであってもよい。本開示における「直方晶」は、ICSD(無機結晶構造データベース) Collection Code 50152に開示されるLi3YbCl6と類似の結晶構造を有し、この構造特有のX線回折パターンを有する結晶相を意味する。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may further contain a third crystal phase different from the first crystal phase and the second crystal phase. That is, the solid electrolyte material according to the first embodiment may further contain a third crystal phase having a peak outside the diffraction angle 2θ range described above. The third crystal phase may be interposed between the first crystal phase and the second crystal phase. The third crystal phase may, for example, belong to a cubic crystal. "Orthogonal" in the present disclosure means a crystal phase having a crystal structure similar to Li3YbCl6 disclosed in ICSD (Inorganic Crystal Structure Database) Collection Code 50152 and having an X-ray diffraction pattern unique to this structure. do.
 第1実施形態による固体電解質材料は、結晶質と非晶質とが混在していてもよい。ここで、結晶質とは、X線回折パターンにおいてシャープなピーク(すなわち、ピーク)が存在することをいう。非晶質とは、X線回折パターンにおいてブロードなピーク(すなわち、ハロー)が存在することをいう。非晶質と結晶質が混在している場合には、X線回折パターンにおいてピークとハローとが存在する。 The solid electrolyte material according to the first embodiment may be a mixture of crystalline and amorphous. Here, crystalline refers to the presence of sharp peaks (that is, peaks) in the X-ray diffraction pattern. Amorphous refers to the presence of broad peaks (ie halos) in the X-ray diffraction pattern. When amorphous and crystalline are mixed, there are peaks and halos in the X-ray diffraction pattern.
 第1実施形態による固体電解質材料の形状は、限定されない。当該形状の例は、針状、球状、または楕円球状である。第1実施形態による固体電解質材料は、粒子であってもよい。第1実施形態による固体電解質材料は、ペレットまたは板の形状を有していてもよい。 The shape of the solid electrolyte material according to the first embodiment is not limited. Examples of such shapes are acicular, spherical, or ellipsoidal. The solid electrolyte material according to the first embodiment may be particles. The solid electrolyte material according to the first embodiment may have the shape of pellets or plates.
 第1実施形態による固体電解質材料の形状が、例えば、粒子状(例えば、球状)である場合、当該固体電解質材料は、0.1μm以上かつ100μm以下のメジアン径を有していてもよいし、0.5μm以上10μm以下のメジアン径を有していてもよい。これにより、第1実施形態による固体電解質材料および他の材料が良好な分散状態を形成できる。粒子のメジアン径は、体積基準の粒度分布における累積体積が50%に相当する粒径(d50)を意味する。体積基準の粒度分布は、例えば、レーザー回折式測定装置または画像解析装置により測定される。 When the shape of the solid electrolyte material according to the first embodiment is, for example, particulate (eg, spherical), the solid electrolyte material may have a median diameter of 0.1 μm or more and 100 μm or less, It may have a median diameter of 0.5 μm or more and 10 μm or less. Thereby, the solid electrolyte material according to the first embodiment and other materials can form a good dispersion state. The median diameter of particles means the particle diameter (d50) corresponding to 50% of the cumulative volume in the volume-based particle size distribution. The volume-based particle size distribution is measured by, for example, a laser diffraction measurement device or an image analysis device.
 <固体電解質材料の製造方法>
 第1実施形態による固体電解質材料は、例えば、下記の方法により、製造される。
<Method for producing solid electrolyte material>
The solid electrolyte material according to the first embodiment is produced, for example, by the following method.
 目的とする組成を有するように、1種以上のハロゲン化物の原料粉が混合される。 One or more halide raw material powders are mixed so as to have the desired composition.
 一例として、目的とされる組成がLi2.9Ca0.045Gd0.40.6Mg0.0052.4Br2.4Cl1.2であると仮定する。この場合、LiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3の原料粉が、概ねLiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:0.2:1.2:15.2:10.2のモル比となるように混合される。原料粉は、合成プロセスにおいて生じ得る組成変化を相殺するように予め調整されたモル比で混合されてもよい。 As an example , assume the composition of interest is Li2.9Ca0.045Gd0.4Y0.6Mg0.005I2.4Br2.4Cl1.2 . In this case, the raw material powders of LiBr, LiI, MgBr2, CaBr2 , YBr3 , and GdCl3 are roughly LiBr:LiI: MgBr2 : CaBr2 : YBr3 : GdCl3 =12.7:60.8:0. .2:1.2:15.2:10.2 molar ratio. The raw material powders may be mixed in molar ratios adjusted in advance to compensate for possible compositional changes in the synthesis process.
 原料粉の混合物を不活性ガス雰囲気中で焼成して互いに反応させ、反応物を得る。不活性ガスの例は、ヘリウム、窒素、またはアルゴンである。焼成は、真空中で行われてもよい。焼成工程においては、原料粉の混合物が容器(例えば、るつぼ、および真空封管)に入れられて、加熱炉内で焼成されてもよい。 A mixture of raw material powders is fired in an inert gas atmosphere to react with each other to obtain a reactant. Examples of inert gases are helium, nitrogen, or argon. Firing may be performed in a vacuum. In the firing step, the raw material powder mixture may be placed in a container (eg, a crucible and a vacuum sealed tube) and fired in a heating furnace.
 あるいは、原料粉を遊星型ボールミルのような混合装置内でメカノケミカル的に互いに反応させて、反応物を得てもよい。すなわち、メカノケミカルミリングの方法を用いて原料粉を混合および反応させてもよい。このようにして得られた反応物は、さらに不活性ガス雰囲気または真空中で焼成されてもよい。 Alternatively, the raw material powders may be mechanochemically reacted with each other in a mixing device such as a planetary ball mill to obtain a reactant. That is, the raw material powders may be mixed and reacted using a mechanochemical milling method. The reactant thus obtained may be further calcined in an inert gas atmosphere or in vacuum.
 これらの方法により、第1実施形態による固体電解質材料が得られる。 By these methods, the solid electrolyte material according to the first embodiment is obtained.
 固体電解質材料の組成は、例えば、誘導結合プラズマ発光分光分析法またはイオンクロマトグラフィー法により決定され得る。例えば、Li、M、YおよびGdの組成は誘導結合プラズマ発光分光分析法により決定され、Iの組成はイオンクロマトグラフィー法により決定され得る。  The composition of the solid electrolyte material can be determined by, for example, inductively coupled plasma atomic emission spectrometry or ion chromatography. For example, the composition of Li, M, Y and Gd can be determined by inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy and the composition of I can be determined by ion chromatography.
 (第2実施形態)
 以下、第2実施形態が説明される。第1実施形態において説明された事項は、省略され得る。
(Second embodiment)
A second embodiment will be described below. Matters described in the first embodiment may be omitted.
 第2実施形態では、第1実施形態による固体電解質材料が用いられた電池が説明される。 The second embodiment describes a battery using the solid electrolyte material according to the first embodiment.
 第2実施形態による電池は、正極、負極、および電解質層を備える。電解質層は、正極および負極の間に設けられている。正極、電解質層、および負極からなる群より選択される少なくとも1つは、第1実施形態による固体電解質材料を含有する。 A battery according to the second embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer. The electrolyte layer is provided between the positive electrode and the negative electrode. At least one selected from the group consisting of the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode contains the solid electrolyte material according to the first embodiment.
 第2実施形態による電池は、第1実施形態による固体電解質材料を含有するため、優れた充放電特性を有する。当該電池は、全固体電池であってもよい。 Since the battery according to the second embodiment contains the solid electrolyte material according to the first embodiment, it has excellent charge/discharge characteristics. The battery may be an all solid state battery.
 図1は、第2実施形態による電池1000の断面図を示す。 FIG. 1 shows a cross-sectional view of a battery 1000 according to the second embodiment.
 第2実施形態による電池1000は、正極201、電解質層202、および負極203を備える。電解質層202は、正極201および負極203の間に設けられている。 A battery 1000 according to the second embodiment includes a positive electrode 201 , an electrolyte layer 202 and a negative electrode 203 . Electrolyte layer 202 is provided between positive electrode 201 and negative electrode 203 .
 正極201は、正極活物質粒子204および固体電解質粒子100を含有する。 The positive electrode 201 contains positive electrode active material particles 204 and solid electrolyte particles 100 .
 電解質層202は、電解質材料を含有する。 The electrolyte layer 202 contains an electrolyte material.
 負極203は、負極活物質粒子205および固体電解質粒子100を含有する。 The negative electrode 203 contains negative electrode active material particles 205 and solid electrolyte particles 100 .
 固体電解質粒子100は、第1実施形態による固体電解質材料からなる粒子、または、第1実施形態による固体電解質材料を主たる成分として含有する粒子である。ここで、「第1実施形態による固体電解質材料を主たる成分として含有する粒子」とは、モル比で最も多く含まれる成分が第1実施形態による固体電解質材料である粒子を意味する。 The solid electrolyte particles 100 are particles made of the solid electrolyte material according to the first embodiment, or particles containing the solid electrolyte material according to the first embodiment as a main component. Here, "particles containing the solid electrolyte material according to the first embodiment as a main component" means particles in which the component contained in the largest molar ratio is the solid electrolyte material according to the first embodiment.
 固体電解質粒子100は、0.1μm以上かつ100μm以下のメジアン径を有していてもよい。0.5μm以上かつ10μm以下のメジアン径を有している場合、固体電解質粒子100は、より高いイオン伝導性を有する。 The solid electrolyte particles 100 may have a median diameter of 0.1 μm or more and 100 μm or less. Solid electrolyte particles 100 having a median diameter of 0.5 μm or more and 10 μm or less have higher ionic conductivity.
 正極201は、金属イオン(例えば、リチウムイオン)を吸蔵および放出可能な材料を含有する。当該材料は、例えば、正極活物質(例えば、正極活物質粒子204)である。 The positive electrode 201 contains a material that can occlude and release metal ions (eg, lithium ions). The material is, for example, a positive electrode active material (eg, positive electrode active material particles 204).
 正極活物質の例は、リチウム含有遷移金属酸化物、遷移金属フッ化物、ポリアニオン材料、フッ素化ポリアニオン材料、遷移金属硫化物、遷移金属オキシフッ化物、遷移金属オキシ硫化物、または遷移金属オキシ窒化物である。リチウム含有遷移金属酸化物の例は、Li(Ni,Co,Al)O2またはLiCoO2である。正極活物質として、リチウム含有遷移金属酸化物を用いた場合には、製造コストを安くでき、平均放電電圧を高めることができる。 Examples of positive electrode active materials are lithium-containing transition metal oxides, transition metal fluorides, polyanion materials, fluorinated polyanion materials, transition metal sulfides, transition metal oxyfluorides, transition metal oxysulfides, or transition metal oxynitrides. be. Examples of lithium - containing transition metal oxides are Li(Ni,Co,Al) O2 or LiCoO2. When the lithium-containing transition metal oxide is used as the positive electrode active material, the manufacturing cost can be reduced and the average discharge voltage can be increased.
 本開示において、「(A,B,C)」は、「A、B、およびCからなる群より選択される少なくとも1つ」を意味する。 In the present disclosure, "(A, B, C)" means "at least one selected from the group consisting of A, B, and C."
 正極活物質粒子204は、0.1μm以上かつ100μm以下のメジアン径を有していてもよい。正極活物質粒子204が0.1μm以上のメジアン径を有する場合、正極201において、正極活物質粒子204および固体電解質粒子100が良好な分散状態を形成できる。これにより、電池の充放電特性が向上する。正極活物質粒子204が100μm以下のメジアン径を有する場合、正極活物質粒子204内のリチウム拡散速度が向上する。これにより、電池が高出力で動作し得る。 The positive electrode active material particles 204 may have a median diameter of 0.1 μm or more and 100 μm or less. When the positive electrode active material particles 204 have a median diameter of 0.1 μm or more, the positive electrode active material particles 204 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state in the positive electrode 201 . This improves the charge/discharge characteristics of the battery. When the positive electrode active material particles 204 have a median diameter of 100 μm or less, the diffusion rate of lithium in the positive electrode active material particles 204 is improved. This allows the battery to operate at high output.
 正極活物質粒子204は、固体電解質粒子100よりも大きいメジアン径を有していてもよい。これにより、正極201において、正極活物質粒子204および固体電解質粒子100が良好な分散状態を形成できる。 The positive electrode active material particles 204 may have a larger median diameter than the solid electrolyte particles 100 . Thereby, in the positive electrode 201, the positive electrode active material particles 204 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state.
 電池のエネルギー密度および出力を高めるために、正極201において、正極活物質粒子204の体積および固体電解質粒子100の体積の合計に対する正極活物質粒子204の比は、0.30以上かつ0.95以下であってもよい。 In order to increase the energy density and output of the battery, in the positive electrode 201, the ratio of the positive electrode active material particles 204 to the sum of the volume of the positive electrode active material particles 204 and the volume of the solid electrolyte particles 100 is 0.30 or more and 0.95 or less. may be
 電池のエネルギー密度および出力を高めるために、正極201は、10μm以上かつ500μm以下の厚みを有していてもよい。 In order to increase the energy density and output of the battery, the positive electrode 201 may have a thickness of 10 µm or more and 500 µm or less.
 電解質層202は、電解質材料を含有する。当該電解質材料は、例えば、固体電解質材料である。電解質層202は、固体電解質層であってもよい。 The electrolyte layer 202 contains an electrolyte material. The electrolyte material is, for example, a solid electrolyte material. The electrolyte layer 202 may be a solid electrolyte layer.
 電解質層202は、第1実施形態による固体電解質材料を含有してもよい。電解質層202は、第1実施形態による固体電解質材料を50質量%以上含んでいてもよい。電解質層202は、第1実施形態による固体電解質材料を70質量%以上含んでいてもよい。電解質層202は、第1実施形態による固体電解質材料を90質量%以上含んでいてもよい。電解質層202は、第1実施形態による固体電解質材料のみからなっていてもよい。 The electrolyte layer 202 may contain the solid electrolyte material according to the first embodiment. The electrolyte layer 202 may contain 50% by mass or more of the solid electrolyte material according to the first embodiment. The electrolyte layer 202 may contain 70% by mass or more of the solid electrolyte material according to the first embodiment. The electrolyte layer 202 may contain 90% by mass or more of the solid electrolyte material according to the first embodiment. The electrolyte layer 202 may consist only of the solid electrolyte material according to the first embodiment.
 以下、第1実施形態による固体電解質材料は、第1固体電解質材料と呼ばれる。第1実施形態による固体電解質材料とは異なる固体電解質材料は、第2固体電解質材料と呼ばれる。 The solid electrolyte material according to the first embodiment is hereinafter referred to as the first solid electrolyte material. A solid electrolyte material different from the solid electrolyte material according to the first embodiment is called a second solid electrolyte material.
 電解質層202は、第1固体電解質材料だけでなく、第2固体電解質材料を含有していてもよい。電解質層202において、第1固体電解質材料および第2固体電解質材料が均一に分散していてもよい。第1固体電解質材料からなる層および第2固体電解質材料からなる層が、電池1000の積層方向に沿って積層されていてもよい。 The electrolyte layer 202 may contain not only the first solid electrolyte material but also the second solid electrolyte material. The first solid electrolyte material and the second solid electrolyte material may be uniformly dispersed in the electrolyte layer 202 . A layer made of the first solid electrolyte material and a layer made of the second solid electrolyte material may be stacked along the stacking direction of battery 1000 .
 電解質層202は、第2固体電解質材料のみからなっていてもよい。 The electrolyte layer 202 may consist only of the second solid electrolyte material.
 電池のエネルギー密度および出力を高めるために、電解質層202は、1μm以上かつ1000μm以下の厚みを有していてもよい。 In order to increase the energy density and output of the battery, the electrolyte layer 202 may have a thickness of 1 μm or more and 1000 μm or less.
 負極203は、金属イオンを吸蔵および放出可能な材料を含有する。負極203は、例えば、負極活物質を含有する。 The negative electrode 203 contains a material that can occlude and release metal ions. The negative electrode 203 contains, for example, a negative electrode active material.
 負極活物質の例は、金属材料、炭素材料、酸化物、窒化物、錫化合物、または珪素化合物である。金属材料は、単体の金属であってもよく、あるいは合金であってもよい。金属材料の例は、リチウム金属またはリチウム合金である。炭素材料の例は、天然黒鉛、コークス、黒鉛化途上炭素、炭素繊維、球状炭素、人造黒鉛、または非晶質炭素である。容量密度の観点から、負極活物質の好適な例は、珪素(すなわち、Si)、錫(すなわち、Sn)、珪素化合物、または錫化合物である。負極活物質は、LiとTiとOとを含む材料であってもよい。すなわち、負極活物質は、リチウムチタン酸化物であってもよい。リチウムチタン酸化物の例は、Li4Ti512、Li7Ti512、またはLiTi24である。 Examples of negative electrode active materials are metal materials, carbon materials, oxides, nitrides, tin compounds, or silicon compounds. The metallic material may be a single metal or an alloy. Examples of metallic materials are lithium metal or lithium alloys. Examples of carbon materials are natural graphite, coke, ungraphitized carbon, carbon fibers, spherical carbon, artificial graphite, or amorphous carbon. From the viewpoint of capacity density, suitable examples of negative electrode active materials are silicon (ie, Si), tin (ie, Sn), silicon compounds, or tin compounds. The negative electrode active material may be a material containing Li, Ti and O. That is, the negative electrode active material may be lithium titanium oxide. Examples of lithium titanium oxides are Li4Ti5O12 , Li7Ti5O12 or LiTi2O4 .
 負極活物質粒子205は、0.1μm以上かつ100μm以下のメジアン径を有していてもよい。負極活物質粒子205が0.1μm以上のメジアン径を有する場合、負極203において、負極活物質粒子205および固体電解質粒子100が良好な分散状態を形成できる。これにより、電池の充放電特性が向上する。負極活物質粒子205が100μm以下のメジアン径を有する場合、負極活物質粒子205内のリチウム拡散速度が向上する。これにより、電池が高出力で動作し得る。 The negative electrode active material particles 205 may have a median diameter of 0.1 μm or more and 100 μm or less. When the negative electrode active material particles 205 have a median diameter of 0.1 μm or more, the negative electrode active material particles 205 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state in the negative electrode 203 . This improves the charge/discharge characteristics of the battery. When the negative electrode active material particles 205 have a median diameter of 100 μm or less, the diffusion rate of lithium in the negative electrode active material particles 205 is improved. This allows the battery to operate at high output.
 負極活物質粒子205は、固体電解質粒子100よりも大きいメジアン径を有していてもよい。これにより、負極203において、負極活物質粒子205および固体電解質粒子100が良好な分散状態を形成できる。 The negative electrode active material particles 205 may have a larger median diameter than the solid electrolyte particles 100 . Thereby, in the negative electrode 203, the negative electrode active material particles 205 and the solid electrolyte particles 100 can form a good dispersion state.
 電池のエネルギー密度および出力を高めるために、負極203において、負極活物質粒子205の体積および固体電解質粒子100の体積の合計に対する負極活物質粒子205の比は、0.30以上かつ0.95以下であってもよい。 In order to increase the energy density and output of the battery, in the negative electrode 203, the ratio of the negative electrode active material particles 205 to the sum of the volume of the negative electrode active material particles 205 and the volume of the solid electrolyte particles 100 is 0.30 or more and 0.95 or less. may be
 電池のエネルギー密度および出力を高めるために、負極203は、10μm以上かつ500μm以下の厚みを有していてもよい。 In order to increase the energy density and output of the battery, the negative electrode 203 may have a thickness of 10 µm or more and 500 µm or less.
 正極201、電解質層202、および負極203からなる群より選択される少なくとも1つは、イオン伝導性、化学的安定性、および電気化学的安定性を高めるために、第2固体電解質材料を含有していてもよい。第2固体電解質材料の例は、硫化物固体電解質、酸化物固体電解質、ハロゲン化物固体電解質、または有機ポリマー固体電解質である。 At least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the electrolyte layer 202, and the negative electrode 203 contains a second solid electrolyte material to enhance ionic conductivity, chemical stability, and electrochemical stability. may be Examples of the second solid electrolyte material are sulfide solid electrolytes, oxide solid electrolytes, halide solid electrolytes, or organic polymer solid electrolytes.
 ハロゲン化物固体電解質の例は、Li2MgX’4、Li2FeX’4、Li(Al,Ga,In)X’4、Li3(Al,Ga,In)X’6、またはLiIである。ここで、X’は、F、Cl、Br、およびIからなる群より選択される少なくとも1つである。 Examples of halide solid electrolytes are Li 2 MgX' 4 , Li 2 FeX' 4 , Li(Al,Ga,In)X' 4 , Li 3 (Al,Ga,In)X' 6 or LiI. Here, X' is at least one selected from the group consisting of F, Cl, Br and I.
 ハロゲン化物固体電解質の他の例は、LiaMebc6により表される化合物である。ここで、数式:a+mb+3c=6、およびc>0が充足される。Meは、LiおよびY以外の金属元素と半金属元素とからなる群より選択される少なくとも1つである。Zは、F、Cl、Br、およびIからなる群より選択される少なくとも1つである。mの値は、Meの価数を表す。 Another example of a halide solid electrolyte is the compound represented by LiaMebYcZ6 . Here the formulas: a+mb+3c=6 and c>0 are satisfied. Me is at least one selected from the group consisting of metal elements other than Li and Y and metalloid elements. Z is at least one selected from the group consisting of F, Cl, Br and I; The value of m represents the valence of Me.
 「半金属元素」は、B、Si、Ge、As、Sb、およびTeである。「金属元素」は、周期表第1族から第12族中に含まれるすべての元素(ただし、水素を除く)、および、周期表第13族から第16族に含まれるすべての元素(ただし、B、Si、Ge、As、Sb、Te、C、N、P、O、S、およびSeを除く)である。 "Semimetal elements" are B, Si, Ge, As, Sb, and Te. "Metallic elements" are all elements contained in groups 1 to 12 of the periodic table (excluding hydrogen), and all elements contained in groups 13 to 16 of the periodic table (however, B, Si, Ge, As, Sb, Te, C, N, P, O, S, and Se).
 ハロゲン化物固体電解質のイオン伝導度を高めるために、Meは、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Sc、Al、Ga、Bi、Zr、Hf、Ti、Sn、Ta、およびNbからなる群より選択される少なくとも1つであってもよい。 To increase the ionic conductivity of the halide solid electrolyte, Me is selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, Zn, Sc, Al, Ga, Bi, Zr, Hf, Ti, Sn, Ta, and Nb. At least one may be selected.
 ハロゲン化物固体電解質の例は、Li3YCl6またはLi3YBr6である。 Examples of halide solid electrolytes are Li3YCl6 or Li3YBr6 .
 硫化物固体電解質の例は、Li2S-P25、Li2S-SiS2、Li2S-B23、Li2S-GeS2、Li3.25Ge0.250.754、またはLi10GeP212である。 Examples of sulfide solid electrolytes are Li 2 SP 2 S 5 , Li 2 S-SiS 2 , Li 2 S-B 2 S 3 , Li 2 S-GeS 2 , Li 3.25 Ge 0.25 P 0.75 S 4 , or Li10GeP2S12 . _
 酸化物固体電解質の例は、
(i)LiTi2(PO43またはその元素置換体のようなNASICON型固体電解質、
(ii)(LaLi)TiO3のようなペロブスカイト型固体電解質、
(iii)Li14ZnGe416、Li4SiO4、LiGeO4またはその元素置換体のようなLISICON型固体電解質、
(iv)Li7La3Zr212またはその元素置換体のようなガーネット型固体電解質、
または
(v)Li3PO4またはそのN置換体、である。
Examples of oxide solid electrolytes are
(i) NASICON - type solid electrolytes such as LiTi2(PO4)3 or elemental substitutions thereof;
(ii) perovskite-type solid electrolytes such as (LaLi) TiO3 ;
( iii) LISICON - type solid electrolytes such as Li14ZnGe4O16 , Li4SiO4 , LiGeO4 or elemental substitutions thereof;
( iv) garnet - type solid electrolytes such as Li7La3Zr2O12 or elemental substitutions thereof;
or (v) Li3PO4 or its N - substitution.
 有機ポリマー固体電解質の例は、高分子化合物およびリチウム塩の化合物である。高分子化合物はエチレンオキシド構造を有していてもよい。エチレンオキシド構造を有する高分子化合物は、リチウム塩を多く含有できるため、イオン伝導度をより高めることができる。 Examples of organic polymer solid electrolytes are polymeric compounds and lithium salt compounds. The polymer compound may have an ethylene oxide structure. Since a polymer compound having an ethylene oxide structure can contain a large amount of lithium salt, the ionic conductivity can be further increased.
 リチウム塩の例は、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiN(SO2CF3)(SO249)、またはLiC(SO2CF33である。これらから選択される1種のリチウム塩が、単独で使用されてもよい。あるいは、これらから選択される2種以上のリチウム塩の混合物が使用されてもよい。 Examples of lithium salts are LiPF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAsF6 , LiSO3CF3, LiN(SO2CF3)2 , LiN ( SO2C2F5 ) 2 , LiN ( SO2CF3 ). ( SO2C4F9 ) , or LiC ( SO2CF3 ) 3 . One lithium salt selected from these may be used alone. Alternatively, a mixture of two or more lithium salts selected from these may be used.
 正極201、電解質層202、および負極203からなる群より選択される少なくとも1つは、リチウムイオンの授受を容易にし、電池の出力特性を向上する目的で、非水電解液、ゲル電解質、またはイオン液体を含有していてもよい。 At least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the electrolyte layer 202, and the negative electrode 203 is a non-aqueous electrolyte, a gel electrolyte, or an ion electrolyte for the purpose of facilitating the transfer of lithium ions and improving the output characteristics of the battery. It may contain liquids.
 非水電解液は、非水溶媒および当該非水溶媒に溶けたリチウム塩を含む。 The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and a lithium salt dissolved in the non-aqueous solvent.
 非水溶媒の例は、環状炭酸エステル溶媒、鎖状炭酸エステル溶媒、環状エーテル溶媒、鎖状エーテル溶媒、環状エステル溶媒、鎖状エステル溶媒、またはフッ素溶媒である。環状炭酸エステル溶媒の例は、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、またはブチレンカーボネートである。鎖状炭酸エステル溶媒の例は、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、またはジエチルカーボネートである。環状エーテル溶媒の例は、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、または1,3-ジオキソランである。鎖状エーテル溶媒の例は、1,2-ジメトキシエタンまたは1,2-ジエトキシエタンである。環状エステル溶媒の例は、γ-ブチロラクトンである。鎖状エステル溶媒の例は、酢酸メチルである。フッ素溶媒の例は、フルオロエチレンカーボネート、フルオロプロピオン酸メチル、フルオロベンゼン、フルオロエチルメチルカーボネート、またはフルオロジメチレンカーボネートである。これらから選択される1種の非水溶媒が、単独で使用されてもよい。あるいは、これらから選択される2種以上の非水溶媒の混合物が使用されてもよい。 Examples of non-aqueous solvents are cyclic carbonate solvents, chain carbonate solvents, cyclic ether solvents, chain ether solvents, cyclic ester solvents, chain ester solvents, or fluorine solvents. Examples of cyclic carbonate solvents are ethylene carbonate, propylene carbonate, or butylene carbonate. Examples of linear carbonate solvents are dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or diethyl carbonate. Examples of cyclic ether solvents are tetrahydrofuran, 1,4-dioxane, or 1,3-dioxolane. Examples of linear ether solvents are 1,2-dimethoxyethane or 1,2-diethoxyethane. An example of a cyclic ester solvent is γ-butyrolactone. An example of a linear ester solvent is methyl acetate. Examples of fluorosolvents are fluoroethylene carbonate, methyl fluoropropionate, fluorobenzene, fluoroethyl methyl carbonate, or fluorodimethylene carbonate. One non-aqueous solvent selected from these may be used alone. Alternatively, a mixture of two or more non-aqueous solvents selected from these may be used.
 リチウム塩の例は、LiPF6、LiBF4、LiSbF6、LiAsF6、LiSO3CF3、LiN(SO2CF32、LiN(SO2252、LiN(SO2CF3)(SO249)、またはLiC(SO2CF33である。これらから選択される1種のリチウム塩が、単独で使用されてもよい。あるいは、これらから選択される2種以上のリチウム塩の混合物が使用されてもよい。リチウム塩の濃度は、例えば、0.5mol/リットル以上2mol/リットル以下である。 Examples of lithium salts are LiPF6 , LiBF4 , LiSbF6 , LiAsF6 , LiSO3CF3, LiN(SO2CF3)2 , LiN ( SO2C2F5 ) 2 , LiN ( SO2CF3 ). ( SO2C4F9 ) , or LiC ( SO2CF3 ) 3 . One lithium salt selected from these may be used alone. Alternatively, a mixture of two or more lithium salts selected from these may be used. The lithium salt concentration is, for example, 0.5 mol/liter or more and 2 mol/liter or less.
 ゲル電解質として、非水電解液を含浸させたポリマー材料が使用され得る。ポリマー材料の例は、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、またはエチレンオキシド結合を有するポリマーである。 A polymer material impregnated with a non-aqueous electrolyte can be used as the gel electrolyte. Examples of polymeric materials are polyethylene oxide, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polymethyl methacrylate, or polymers with ethylene oxide linkages.
 イオン液体に含まれるカチオンの例は、
(i)テトラアルキルアンモニウムまたはテトラアルキルホスホニウムのような脂肪族鎖状4級塩類、
(ii)ピロリジニウム類、モルホリニウム類、イミダゾリニウム類、テトラヒドロピリミジニウム類、ピペラジニウム類、またはピペリジニウム類のような脂肪族環状アンモニウム、または
(iii)ピリジニウム類またはイミダゾリウム類のような含窒素ヘテロ環芳香族カチオン、
である。
Examples of cations contained in ionic liquids are
(i) aliphatic chain quaternary salts such as tetraalkylammonium or tetraalkylphosphonium;
(ii) aliphatic cyclic ammoniums such as pyrrolidiniums, morpholiniums, imidazoliniums, tetrahydropyrimidiniums, piperaziniums, or piperidiniums; or (iii) nitrogen-containing heteroatoms such as pyridiniums or imidazoliums. ring aromatic cations,
is.
 イオン液体に含まれるアニオンの例は、PF6 -、BF4 -、SbF6 -、AsF6 -、SO3CF3 -、N(SO2CF32 -、N(SO2252 -、N(SO2CF3)(SO249-、またはC(SO2CF33 -である。 Examples of anions contained in the ionic liquid are PF 6 , BF 4 , SbF 6 , AsF 6 , SO 3 CF 3 , N(SO 2 CF 3 ) 2 , N(SO 2 C 2 F 5 ) 2- , N( SO2CF3 ) ( SO2C4F9 ) - , or C ( SO2CF3 ) 3- .
 イオン液体はリチウム塩を含有してもよい。 The ionic liquid may contain a lithium salt.
 正極201、電解質層202、および負極203からなる群より選択される少なくとも1つは、粒子同士の密着性を向上する目的で、結着剤を含有していてもよい。 At least one selected from the group consisting of the positive electrode 201, the electrolyte layer 202, and the negative electrode 203 may contain a binder for the purpose of improving adhesion between particles.
 結着剤の例は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチルエステル、ポリアクリル酸エチルエステル、ポリアクリル酸ヘキシルエステル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチルエステル、ポリメタクリル酸エチルエステル、ポリメタクリル酸ヘキシルエステル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、またはカルボキシメチルセルロースである。共重合体もまた、結着剤として使用され得る。このような結着剤の例は、テトラフルオロエチレン、ヘキサフルオロエチレン、ヘキサフルオロプロピレン、パーフルオロアルキルビニルエーテル、フッ化ビニリデン、クロロトリフルオロエチレン、エチレン、プロピレン、ペンタフルオロプロピレン、フルオロメチルビニルエーテル、アクリル酸、およびヘキサジエンからなる群より選択される2種以上の材料の共重合体である。上記の材料から選択される2種以上の混合物が、結着剤として使用されてもよい。 Examples of binders include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, aramid resin, polyamide, polyimide, polyamideimide, polyacrylonitrile, polyacrylic acid, polyacrylic acid methyl ester, polyacrylic acid ethyl ester, Polyacrylic acid hexyl ester, polymethacrylic acid, polymethacrylic acid methyl ester, polymethacrylic acid ethyl ester, polymethacrylic acid hexyl ester, polyvinyl acetate, polyvinylpyrrolidone, polyether, polyether sulfone, hexafluoropolypropylene, styrene-butadiene rubber , or carboxymethyl cellulose. Copolymers can also be used as binders. Examples of such binders are tetrafluoroethylene, hexafluoroethylene, hexafluoropropylene, perfluoroalkyl vinyl ethers, vinylidene fluoride, chlorotrifluoroethylene, ethylene, propylene, pentafluoropropylene, fluoromethyl vinyl ether, acrylic acid , and hexadiene. A mixture of two or more selected from the above materials may be used as the binder.
 正極201および負極203から選択される少なくとも1つは、電子伝導性を高めるために、導電助剤を含有していてもよい。 At least one selected from the positive electrode 201 and the negative electrode 203 may contain a conductive aid in order to increase electronic conductivity.
 導電助剤の例は、
(i)天然黒鉛または人造黒鉛のようなグラファイト類、
(ii)アセチレンブラックまたはケッチェンブラックのようなカーボンブラック類、
(iii)炭素繊維または金属繊維のような導電性繊維類、
(iv)フッ化カーボン、
(v)アルミニウムのような金属粉末類、
(vi)酸化亜鉛またはチタン酸カリウムのような導電性ウィスカー類、
(vii)酸化チタンのような導電性金属酸化物、または
(viii)ポリアニリン、ポリピロール、またはポリチオフェンのような導電性高分子化合物、
である。低コスト化のために、上記(i)または(ii)の導電助剤が使用されてもよい。
Examples of conductive aids are
(i) graphites such as natural or artificial graphite;
(ii) carbon blacks such as acetylene black or ketjen black;
(iii) conductive fibers such as carbon or metal fibers;
(iv) carbon fluoride,
(v) metal powders such as aluminum;
(vi) conductive whiskers such as zinc oxide or potassium titanate;
(vii) a conductive metal oxide such as titanium oxide, or (viii) a conductive polymeric compound such as polyaniline, polypyrrole, or polythiophene;
is. For cost reduction, the conductive aid (i) or (ii) may be used.
 第2実施形態による電池の形状の例は、コイン型、円筒型、角型、シート型、ボタン型、扁平型、または積層型である。 Examples of the shape of the battery according to the second embodiment are coin-shaped, cylindrical, rectangular, sheet-shaped, button-shaped, flat-shaped, and laminated.
 第2実施形態による電池は、例えば、正極形成用の材料、電解質層形成用の材料、および負極形成用の材料を準備し、公知の方法で、正極、電解質層、および負極がこの順で配置された積層体を作製することによって製造してもよい。 For the battery according to the second embodiment, for example, a material for forming a positive electrode, a material for forming an electrolyte layer, and a material for forming a negative electrode are prepared, and the positive electrode, the electrolyte layer, and the negative electrode are arranged in this order by a known method. It may also be manufactured by making laminated laminates.
 以下、実施例および比較例を参照しながら、本開示がより詳細に説明される。 The present disclosure will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples.
 <実施例1>
 (固体電解質材料の作製)
 -60℃以下の露点を有するアルゴン雰囲気(以下、「乾燥アルゴン雰囲気」という)中で、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:0.2:1.2:15.2:10.2のモル比となるように用意された。これらの原料粉が、メノウ乳鉢中で粉砕され、混合された。得られた混合物は、アルミナ製るつぼに入れられ、乾燥アルゴン雰囲気中で500℃、1時間焼成された。得られた焼成物は、メノウ乳鉢中で粉砕された。このようにして、実施例1による固体電解質材料の粉末が得られた。
<Example 1>
(Preparation of solid electrolyte material)
LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , and GdCl 3 were used as raw material powders in an argon atmosphere having a dew point of −60° C. or lower (hereinafter referred to as “dry argon atmosphere”). :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =12.7:60.8:0.2:1.2:15.2:10.2. These raw material flours were ground and mixed in an agate mortar. The resulting mixture was placed in an alumina crucible and fired at 500° C. for 1 hour in a dry argon atmosphere. The fired product obtained was ground in an agate mortar. Thus, the solid electrolyte material powder according to Example 1 was obtained.
 (固体電解質材料の組成分析)
 得られた実施例1による固体電解質材料の、Li、Mg、Ca、Y、およびGdの含有量が、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ThermoFisher Scientific製、iCAP7400)を用いて、高周波誘導結合プラズマ発光分光分析法により測定された。Cl、Br、およびIの含有量が、イオンクロマトグラフ装置(Dionex製、ICS-2000)を用いて、イオンクロマトグラフィー法により測定された。測定結果から、固体電解質材料の組成を求めた。実施例1による固体電解質材料は、Li2.9Ca0.045Gd0.40.6Mg0.0052.4Br2.4Cl1.2により表される組成を有していた。
(Composition analysis of solid electrolyte material)
The contents of Li, Mg, Ca, Y, and Gd in the solid electrolyte material obtained in Example 1 were determined by high-frequency inductively coupled plasma using a high-frequency inductively coupled plasma atomic emission spectrometer (iCAP7400 manufactured by ThermoFisher Scientific). Measured by emission spectroscopy. The contents of Cl, Br, and I were measured by ion chromatography using an ion chromatograph (ICS-2000, manufactured by Dionex). From the measurement results, the composition of the solid electrolyte material was obtained. The solid electrolyte material according to Example 1 had a composition represented by Li2.9Ca0.045Gd0.4Y0.6Mg0.005I2.4Br2.4Cl1.2 .
 (イオン伝導度の評価)
 図2は、固体電解質材料のイオン伝導度を評価するために用いられた加圧成形ダイス300の模式図を示す。
(Evaluation of ionic conductivity)
FIG. 2 shows a schematic diagram of a pressure forming die 300 used to evaluate the ionic conductivity of solid electrolyte materials.
 加圧成形ダイス300は、パンチ上部301、枠型302、およびパンチ下部303を具備していた。パンチ上部301およびパンチ下部303は、いずれも電子伝導性のステンレスから形成されていた。枠型302は、絶縁性のポリカーボネートから形成されていた。 The pressure forming die 300 had a punch upper part 301 , a frame mold 302 and a punch lower part 303 . Both the punch upper portion 301 and the punch lower portion 303 were made of electronically conductive stainless steel. The frame mold 302 was made of insulating polycarbonate.
 図2に示される加圧成形ダイス300を用いて、下記の方法により、実施例1による固体電解質材料のイオン伝導度が評価された。 Using the pressure molding die 300 shown in FIG. 2, the ionic conductivity of the solid electrolyte material according to Example 1 was evaluated by the following method.
 乾燥アルゴン雰囲気中で、実施例1による固体電解質材料の粉末101が加圧成形ダイス300の内部に充填された。加圧成形ダイス300の内部で、実施例1による固体電解質材料の粉末101に、パンチ上部301およびパンチ下部303を用いて、360MPaの圧力が印加された。 In a dry argon atmosphere, the solid electrolyte material powder 101 according to Example 1 was filled inside the pressure molding die 300 . Inside the pressure forming die 300, a pressure of 360 MPa was applied to the solid electrolyte material powder 101 according to Example 1 using an upper punch 301 and a lower punch 303. As shown in FIG.
 圧力が印加されたまま、パンチ上部301およびパンチ下部303が、周波数応答アナライザが搭載されたポテンショスタット(東陽テクニカ社、VSP-300)に接続された。パンチ上部301は、作用極および電位測定用端子に接続された。パンチ下部303は、対極および参照極に接続された。固体電解質材料のインピーダンスは、室温において、電気化学インピーダンス測定法により測定された。 While the pressure was applied, the punch upper part 301 and the punch lower part 303 were connected to a potentiostat (Toyo Technica Co., Ltd., VSP-300) equipped with a frequency response analyzer. The punch upper part 301 was connected to the working electrode and the terminal for potential measurement. The punch bottom 303 was connected to the counter and reference electrodes. The impedance of the solid electrolyte material was measured by electrochemical impedance measurement at room temperature.
 図3は、実施例1による固体電解質材料のインピーダンス測定により得られたCole-Coleプロットを示すグラフである。 FIG. 3 is a graph showing a Cole-Cole plot obtained by impedance measurement of the solid electrolyte material according to Example 1.
 図3において、複素インピーダンスの位相の絶対値が最も小さい測定点でのインピーダンスの実数値が、固体電解質材料のイオン伝導に対する抵抗値とみなされた。当該実数値については、図3に示される矢印RSEを参照せよ。当該抵抗値を用いて、以下の数式(2)に基づいて、イオン伝導度が算出された。
 σ=(RSE×S/t)-1 ・・・(2)
 ここで、σは、イオン伝導度を表す。Sは、固体電解質材料のパンチ上部301との接触面積(図2において、枠型302の中空部の断面積に等しい)を表す。RSEは、インピーダンス測定における固体電解質材料の抵抗値を表す。tは、固体電解質材料の厚み(すなわち、図2において、固体電解質材料の粉末101から形成される層の厚み)を表す。
In FIG. 3, the real value of the impedance at the measurement point where the absolute value of the phase of the complex impedance was the smallest was regarded as the resistance to ion conduction of the solid electrolyte material. See the arrow R SE shown in FIG. 3 for the real value. The ionic conductivity was calculated based on the following formula (2) using the resistance value.
σ=(R SE ×S/t) −1 (2)
Here, σ represents ionic conductivity. S represents the contact area of the solid electrolyte material with the punch upper part 301 (equal to the cross-sectional area of the hollow part of the frame mold 302 in FIG. 2). R SE represents the resistance value of the solid electrolyte material in impedance measurement. t represents the thickness of the solid electrolyte material (that is, the thickness of the layer formed from the solid electrolyte material powder 101 in FIG. 2).
 25℃で測定された、実施例1による固体電解質材料のイオン伝導度は、2.55×10-3S/cmであった。 The ionic conductivity of the solid electrolyte material according to Example 1, measured at 25° C., was 2.55×10 −3 S/cm.
 (X線回折測定)
 図4は、実施例1による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。以下のようにして、X線回折パターンが測定された。
(X-ray diffraction measurement)
4 is a graph showing an X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to Example 1. FIG. An X-ray diffraction pattern was measured as follows.
 -50℃以下の露点を有するドライ環境で、X線回折装置(Rigaku社、MiniFlex600)を用いて、θ-2θ法により、実施例1による固体電解質材料のX線回折パターンが測定された。X線源として、Cu-Kα線(波長1.5405Åおよび1.5444Å)が使用された。 The X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material of Example 1 was measured by the θ-2θ method using an X-ray diffractometer (MiniFlex 600, Rigaku) in a dry environment with a dew point of −50° C. or less. Cu-Kα radiation (wavelength 1.5405 Å and 1.5444 Å) was used as the X-ray source.
 実施例1による固体電解質材料のX線回折パターンにおいて、12.0°以上かつ16.0°以下の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在し、かつ24.0°以上かつ29.0°未満の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在していた。したがって、実施例1による固体電解質材料は、単斜晶を有していた。当該X線回折パターンにおいて最も高い強度を有する回折ピーク(すなわち、最強ピーク)は、24.0°以上かつ29.0°未満の範囲に存在した。観測されたX線回折ピーク角度は、表6に示される。 In the X-ray diffraction pattern of the solid electrolyte material according to Example 1, at least one peak exists in the diffraction angle 2θ range of 12.0° or more and 16.0° or less, and 24.0° or more and 29.0°. There was at least one peak in the range of diffraction angles 2-theta less than . Therefore, the solid electrolyte material according to Example 1 had monoclinic crystals. A diffraction peak having the highest intensity (that is, the strongest peak) in the X-ray diffraction pattern was present in the range of 24.0° or more and less than 29.0°. The observed X-ray diffraction peak angles are shown in Table 6.
 (電池の作製)
 乾燥アルゴン雰囲気中で、実施例1による固体電解質材料、Li4Ti512、およびカーボンファイバー(VGCF(昭和電工株式会社製))が、10:85:5の重量比となるように用意された。これらの材料は、メノウ乳鉢中で混合された。このようにして、負極混合物が得られた。なお、VGCFは、昭和電工株式会社の登録商標である。
(Production of battery)
In a dry argon atmosphere, the solid electrolyte material according to Example 1, Li 4 Ti 5 O 12 , and carbon fiber (VGCF (manufactured by Showa Denko KK)) were prepared in a weight ratio of 10:85:5. rice field. These materials were mixed in an agate mortar. Thus, a negative electrode mixture was obtained. VGCF is a registered trademark of Showa Denko K.K.
 9.5mmの内径を有する絶縁性の筒の中で、負極混合物(41.7mg)および実施例1による固体電解質材料(160mg)が、この順に積層された。この積層体に360MPaの圧力が印加され、負極および固体電解質層が形成された。 A negative electrode mixture (41.7 mg) and the solid electrolyte material (160 mg) according to Example 1 were layered in this order in an insulating cylinder having an inner diameter of 9.5 mm. A pressure of 360 MPa was applied to this laminate to form a negative electrode and a solid electrolyte layer.
 次に、固体電解質層に、金属In(厚さ:200μm)、金属Li(厚さ:300μm)、および金属In(厚さ:200μm)が順に積層された。この積層体に80MPaの圧力が印加され、正極が形成された。 Next, metallic In (thickness: 200 μm), metallic Li (thickness: 300 μm), and metallic In (thickness: 200 μm) were laminated in this order on the solid electrolyte layer. A pressure of 80 MPa was applied to this laminate to form a positive electrode.
 次に、ステンレス鋼から形成された集電体が正極および負極に取り付けられ、当該集電体に集電リードが取り付けられた。 Next, current collectors made of stainless steel were attached to the positive and negative electrodes, and current collecting leads were attached to the current collectors.
 最後に、絶縁性フェルールを用いて、絶縁性の筒の内部が外気雰囲気から遮断され、当該筒の内部が密閉された。このようにして、実施例1による電池が得られた。 Finally, an insulating ferrule was used to isolate the inside of the insulating cylinder from the outside atmosphere, and the inside of the cylinder was sealed. Thus, a battery according to Example 1 was obtained.
 (充放電試験)
 図8は、実施例1による電池の初期放電特性を示すグラフである。横軸は放電容量を表す。縦軸は電圧を表す。初期充放電特性は、下記の方法により、測定された。
(Charging and discharging test)
8 is a graph showing the initial discharge characteristics of the battery according to Example 1. FIG. The horizontal axis represents discharge capacity. The vertical axis represents voltage. Initial charge/discharge characteristics were measured by the following method.
 実施例1による電池は、25℃の恒温槽に配置された。 The battery according to Example 1 was placed in a constant temperature bath at 25°C.
 17μA/cm2の電流密度で、Liに対する電位0.4Vに達するまで、実施例1による電池が充電された。 At a current density of 17 μA/cm 2 the cell according to Example 1 was charged until a potential of 0.4 V versus Li was reached.
 次に、17μA/cm2の電流密度で、Liに対する電位1.9Vに達するまで、実施例1による電池が放電された。 The cell according to Example 1 was then discharged at a current density of 17 μA/cm 2 until a potential of 1.9 V versus Li was reached.
 充放電試験の結果、実施例1による電池は、168.3mAh/gの初期放電容量を有していた。 As a result of the charge/discharge test, the battery according to Example 1 had an initial discharge capacity of 168.3 mAh/g.
 <実施例2から120>
 (固体電解質材料の作製)
 実施例2においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6のモル比となるように用意された。
<Examples 2 to 120>
(Preparation of solid electrolyte material)
In Example 2, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6 was provided.
 実施例3においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.2:1.2:10.2:10.2:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 3, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.2:1.2:10.2:10.2:5.1 was provided.
 実施例4においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=10.3:61.6:0.3:2.4:15.4:10.3のモル比となるように用意された。 In Example 4, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =10.3:61.6. : 0.3:2.4:15.4:10.3 molar ratio.
 実施例5においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.3:1.1:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 5, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:11:10.4:6 was provided.
 実施例6においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=40.3:31.2:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 6, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =40. A molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6 was provided.
 実施例7においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=9.1:62.4:0.2:1.2:7.7:16.9:2.8のモル比となるように用意された。 In Example 7, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:7.7:16.9:2.8 was provided.
 実施例8においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.2:1.2:5.1:5.1:15.2のモル比となるように用意された。 In Example 8, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =43. A molar ratio of 1:30.4:0.2:1.2:5.1:5.1:15.2 was prepared.
 実施例9においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.6:2.2:11.1:10.6:6.1のモル比となるように用意された。 In Example 9, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 A molar ratio of .6:63.2:0.6:2.2:11.1:10.6:6.1 was provided.
 実施例10においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=12.7:60.8:0.3:1.1:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 10, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =12.7:60.8. : 0.3:1.1:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例11においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.3:1.1:10.2:10.2:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 11, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.3:1.1:10.2:10.2:5.1 was provided.
 実施例12においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:5.5:10.4:11.5のモル比となるように用意された。 In Example 12, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of 1:62.4:0.2:1.2:5.5:10.4:11.5 was prepared.
 実施例13においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 13, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6 was provided.
 実施例14においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:0.8:0.6:5.1:15.2:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 14, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.8:0.6:5.1:15.2:5.1 was provided.
 実施例15においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.2:1.2:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 15, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =43.1:30.4. : 0.2:1.2:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例16においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.2:1.2:15.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 16, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =43.1:30.4. : 0.2:1.2:15.2:10.2 molar ratio.
 実施例17においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.4:64:0.3:1.1:17.6:10.7:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 17, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of 4:64:0.3:1.1:17.6:10.7:1.1 was prepared.
 実施例18においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=10.3:61.6:0.6:2.1:5.2:10.3:10.3のモル比となるように用意された。 In Example 18, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =10. A molar ratio of 3:61.6:0.6:2.1:5.2:10.3:10.3 was prepared.
 実施例19においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=7.8:62.4:0.8:3.2:5.2:10.4:10.4のモル比となるように用意された。 In Example 19, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =7. A molar ratio of .8:62.4:0.8:3.2:5.2:10.4:10.4 was provided.
 実施例20においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、GdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=10.3:61.6:0.3:2.4:10.3:10.3:5.2のモル比となるように用意された。 In Example 20, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =10. A molar ratio of 3:61.6:0.3:2.4:10.3:10.3:5.2 was prepared.
 実施例21においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.4:64:0.3:1.1:11.8:10.7:7のモル比となるように用意された。 In Example 21, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of .4:64:0.3:1.1:11.8:10.7:7 was provided.
 実施例22においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=7.8:62.4:0.8:3.2:10.4:10.4:5.2のモル比となるように用意された。 In Example 22, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =7. A molar ratio of .8:62.4:0.8:3.2:10.4:10.4:5.2 was provided.
 実施例23においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=10.3:61.6:0.6:2.1:10.3:10.3:5.2のモル比となるように用意された。 In Example 23, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =10. A molar ratio of 3:61.6:0.6:2.1:10.3:10.3:5.2 was prepared.
 実施例24においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.4:64:0.2:1.2:17.6:10.7:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 24, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of 4:64:0.2:1.2:17.6:10.7:1.1 was prepared.
 実施例25においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.3:1.1:5.1:10.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 25, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.3:1.1:5.1:10.2:10.2 was prepared.
 実施例26においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:0.3:1.1:15.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 26, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =12.7:60.8. : 0.3:1.1:15.2:10.2 molar ratio.
 実施例27においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.3:2.4:5.6:10.6:11.6のモル比となるように用意された。 In Example 27, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 A molar ratio of .6:63.2:0.3:2.4:5.6:10.6:11.6 was provided.
 実施例28においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.3:2.4:11.1:10.6:6.1となるように用意された。 In Example 28, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 .6:63.2:0.3:2.4:11.1:10.6:6.1.
 実施例29においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.6:2.2:16.6:10.6:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 29, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 A molar ratio of .6:63.2:0.6:2.2:16.6:10.6:0.6 was provided.
 実施例30においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=10.3:61.6:0.3:2.4:5.2:10.3:10.3のモル比となるように用意された。 In Example 30, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =10. A molar ratio of 3:61.6:0.3:2.4:5.2:10.3:10.3 was prepared.
 実施例31においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=41.1:30.8:0.3:2.4:5.2:20.6のモル比となるように用意された。 In Example 31, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =41.1:30.8. : 0.3:2.4:5.2:20.6 molar ratio.
 実施例32においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=40.3:31.2:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 32, LiBr, LiI, MgBr2, CaBr2 , YBr3 , GdCl3 , and GdBr3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr2: CaBr2 : YBr3 : GdCl3 : GdBr3 = 40.3. : 31.2:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6 molar ratio.
 実施例33においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.3:2.4:16.6:10.6:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 33, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 A molar ratio of .6:63.2:0.3:2.4:16.6:10.6:0.6 was provided.
 実施例34においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 34, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6 was provided.
 実施例35においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=7.8:62.4:0.4:3.6:10.4:10.4:5.2のモル比となるように用意された。 In Example 35, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =7. A molar ratio of .8:62.4:0.4:3.6:10.4:10.4:5.2 was provided.
 実施例36においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.8:0.6:5.1:10.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 36, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.8:0.6:5.1:10.2:10.2 was provided.
 実施例37においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:1.2:0.2:13.7:10.4:3.3のモル比となるように用意された。 In Example 37, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:13.7:10.4:3.3 was provided.
 実施例38においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.2:1.2:5.1:10.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 38, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.2:1.2:5.1:10.2:10.2 was provided.
 実施例39においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=9.1:62.4:1.2:0.2:7.7:16.9:2.8のモル比となるように用意された。 In Example 39, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:7.7:16.9:2.8 was provided.
 実施例40においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=12.7:60.8:0.3:1.1:10.2:15.2のモル比となるように用意された。 In Example 40, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =12.7:60.8. : 0.3:1.1:10.2:15.2 molar ratio.
 実施例41においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.3:1.1:5.5:10.4:11.5のモル比となるように用意された。 In Example 41, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:5.5:10.4:11.5 was provided.
 実施例42においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=40.3:31.2:0.2:1.2:4.5:6.5:16.4のモル比となるように用意された。 In Example 42, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =40. A molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:4.5:6.5:16.4 was prepared.
 実施例43においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=7.8:62.4:0.4:3.6:5.2:10.4:10.4のモル比となるように用意された。 In Example 43, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =7. A molar ratio of .8:62.4:0.4:3.6:5.2:10.4:10.4 was provided.
 実施例44においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=12.7:60.8:0.2:1.2:10.2:15.2のモル比となるように用意された。 In Example 44, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =12.7:60.8. : 0.2:1.2:10.2:15.2 molar ratio.
 実施例45においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=7.8:62.4:0.4:3.6:15.6:10.4のモル比となるように用意された。 In Example 45, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =7.8:62.4. : 0.4:3.6:15.6:10.4 molar ratio.
 実施例46においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.6:2.2:5.6:10.6:11.6のモル比となるように用意された。 In Example 46, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 A molar ratio of .6:63.2:0.6:2.2:5.6:10.6:11.6 was provided.
 実施例47においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=4:64:0.8:3.2:16.8:10.7:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 47, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =4. :64:0.8:3.2:16.8:10.7:0.6 molar ratio.
 実施例48においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=10.3:61.6:0.6:2.1:15.4:10.3のモル比となるように用意された。 In Example 48, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =10.3:61.6. : 0.6:2.1:15.4:10.3 molar ratio.
 実施例49においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaI2、YI3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaI2:YI3:GdBr3=13.8:57.7:0.2:1.2:16.4:11のモル比となるように用意された。 In Example 49, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YI 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YI 3 :GdBr 3 =13.8:57.7. : 0.2:1.2:16.4:11 molar ratio.
 実施例50においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=38.2:31.6:0.3:2.4:5.6:22.2のモル比となるように用意された。 In Example 50, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =38.2:31.6. : 0.3:2.4:5.6:22.2 molar ratio.
 実施例51においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=38.2:31.6:0.3:2.4:4.5:6.6:16.6のモル比となるように用意された。 In Example 51, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =38. A molar ratio of .2:31.6:0.3:2.4:4.5:6.6:16.6 was provided.
 実施例52においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=12.7:60.8:0.2:1.2:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 52, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =12.7:60.8. : 0.2:1.2:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例53においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.4:64:0.2:1.2:11.8:10.7:7のモル比となるように用意された。 In Example 53, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of .4:64:0.2:1.2:11.8:10.7:7 was provided.
 実施例54においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=41.1:30.8:0.3:2.4:5.2:5.2:15.4のモル比となるように用意された。 In Example 54, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =41. A molar ratio of 1:30.8:0.3:2.4:5.2:5.2:15.4 was prepared.
 実施例55においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=7.8:62.4:0.8:3.2:15.6:10.4のモル比となるように用意された。 In Example 55, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =7.8:62.4. : 0.8:3.2:15.6:10.4 molar ratio.
 実施例56においては、原料粉としてLiCl、LiBr、MgCl2、CaI2、YBr3、YI3、およびGdBr3が、LiCl:LiBr:MgCl2:CaI2:YBr3:YI3:GdBr3=35.6:24.2:0.2:1.4:0.3:23:15.6のモル比となるように用意された。 In Example 56, LiCl, LiBr, MgCl 2 , CaI 2 , YBr 3 , YI 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiCl:LiBr:MgCl 2 :CaI 2 :YBr 3 :YI 3 :GdBr 3 =35. A molar ratio of .6:24.2:0.2:1.4:0.3:23:15.6 was provided.
 実施例57においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:2.8:10.4:14.2のモル比となるように用意された。 In Example 57, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
 実施例58においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.3:63.2:1.1:4.3:5.3:10.6:10.6のモル比となるように用意された。 In Example 58, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of 3:63.2:1.1:4.3:5.3:10.6:10.6 was prepared.
 実施例59においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=38.2:31.6:0.3:2.4:5.6:21.1:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 59, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =38. A molar ratio of .2:31.6:0.3:2.4:5.6:21.1:1.1 was provided.
 実施例60においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=40.3:31.2:0.2:1.2:5.5:21.9のモル比となるように用意された。 In Example 60, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =40.3:31.2. : 0.2:1.2:5.5:21.9 molar ratio.
 実施例61においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.3:63.2:0.6:4.8:5.3:10.6:10.6のモル比となるように用意された。 In Example 61, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of 3:63.2:0.6:4.8:5.3:10.6:10.6 was prepared.
 実施例62においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=43.1:30.4:0.2:1.2:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 62, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =43.1:30.4. : 0.2:1.2:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例63においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=41.1:30.8:0.3:2.4:5.2:20.6のモル比となるように用意された。 In Example 63, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =41.1:30.8. : 0.3:2.4:5.2:20.6 molar ratio.
 実施例64においては、原料粉としてLiCl、LiBr、LiI、MgCl2、CaCl2、YCl3、およびGdCl3が、LiCl:LiBr:LiI:MgCl2:CaCl2:YCl3:GdCl3=9.1:46.8:15.6:0.2:1.2:16.4:11のモル比となるように用意された。 In Example 64, LiCl, LiBr, LiI, MgCl 2 , CaCl 2 , YCl 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiCl:LiBr:LiI:MgCl 2 :CaCl 2 :YCl 3 :GdCl 3 =9.1. :46.8:15.6:0.2:1.2:16.4:11 molar ratio.
 実施例65においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.3:63.2:0.6:4.8:10.6:10.6:5.3のモル比となるように用意された。 In Example 65, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of 3:63.2:0.6:4.8:10.6:10.6:5.3 was prepared.
 実施例66においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:1.2:0.2:15.2:5.1:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 66, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:1.2:0.2:15.2:5.1:5.1 was prepared.
 実施例67においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=40.3:31.2:0.2:1.2:5.5:20.8:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 67, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =40. A molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:5.5:20.8:1.1 was prepared.
 実施例68においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaI2、YI3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaI2:YI3:GdCl3:GdBr3=12:59.5:0.7:0.7:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 68, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YI 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YI 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. :59.5:0.7:0.7:11:10.4:6 molar ratio.
 実施例69においては、原料粉としてLiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=64.9:4.1:4.1:10.9:10.9:5.5のモル比となるように用意された。 In Example 69, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =64.9:4. A molar ratio of .1:4.1:10.9:10.9:5.5 was provided.
 実施例70においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=40.3:31.2:0.3:1.1:5.5:20.8:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 70, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =40. A molar ratio of 3:31.2:0.3:1.1:5.5:20.8:1.1 was prepared.
 実施例71においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaI2、YI3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaI2:YI3:GdCl3:GdBr3=60.6:1.8:0.2:1.4:21.8:11.6:2.9のモル比となるように用意された。 In Example 71, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YI 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YI 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =60. A molar ratio of .6:1.8:0.2:1.4:21.8:11.6:2.9 was provided.
 実施例72においては、原料粉としてLiCl、LiBr、MgCl2、CaI2、YBr3、YI3、およびGdBr3が、LiCl:LiBr:MgCl2:CaI2:YBr3:YI3:GdBr3=33.2:28.3:0.6:5.2:0.3:19.5:13.2のモル比となるように用意された。 In Example 72, LiCl, LiBr, MgCl 2 , CaI 2 , YBr 3 , YI 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiCl:LiBr:MgCl 2 :CaI 2 :YBr 3 :YI 3 :GdBr 3 =33. A molar ratio of .2:28.3:0.6:5.2:0.3:19.5:13.2 was provided.
 実施例73においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=41.1:30.8:0.6:2.1:5.2:20.6のモル比となるように用意された。 In Example 73, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =41.1:30.8. : 0.6:2.1:5.2:20.6 molar ratio.
 実施例74においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:1.2:0.2:2.8:10.4:14.2のモル比となるように用意された。 In Example 74, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
 実施例75においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.3:1.1:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 75, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =43.1:30.4. : 0.3:1.1:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例76においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 76, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6 was provided.
 実施例77においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.3:1.1:10.2:10.2:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 77, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.3:1.1:10.2:10.2:5.1 was prepared.
 実施例78においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:2.8:10.4:14.2のモル比となるように用意された。 In Example 78, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9. A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
 実施例79においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 79, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:16.4:10.4:0.6 was provided.
 実施例80においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=9.1:62.4:1.2:0.2:7.7:16.9:2.8のモル比となるように用意された。 In Example 80, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:7.7:16.9:2.8 was provided.
 実施例81においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:0.2:1.2:15.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 81, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =12.7:60.8. : 0.2:1.2:15.2:10.2 molar ratio.
 実施例82においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.7:0.7:13.7:10.4:3.3のモル比となるように用意された。 In Example 82, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9. A molar ratio of .1:62.4:0.7:0.7:13.7:10.4:3.3 was provided.
 実施例83においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=9.1:62.4:0.2:1.2:7.7:16.9:2.8のモル比となるように用意された。 In Example 83, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:7.7:16.9:2.8 was provided.
 実施例84においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=5.4:64:0.3:1.1:17.6:10.7:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 84, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =5 A molar ratio of 4:64:0.3:1.1:17.6:10.7:1.1 was prepared.
 実施例85においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:1.2:0.2:13.7:10.4:3.3のモル比となるように用意された。 In Example 85, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:13.7:10.4:3.3 was provided.
 実施例86においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=12.7:60.8:0.3:1.1:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 86, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =12.7:60.8. : 0.3:1.1:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例87においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=9.1:62.4:0.7:0.7:7.7:16.9:2.8モル比となるように用意された。 In Example 87, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =9 A 1:62.4:0.7:0.7:7.7:16.9:2.8 molar ratio was prepared.
 実施例88においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.3:1.1:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 88, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.3:1.1:11:10.4:6 was provided.
 実施例89においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.2:1.2:15.2:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 89, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =43.1:30.4. : 0.2:1.2:15.2:10.2 molar ratio.
 実施例90においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=12.7:60.8:0.2:1.2:10.2:10.2:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 90, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:0.2:1.2:10.2:10.2:5.1 was provided.
 実施例91においては、原料粉としてLiI、ZnI2、CaI2、YBr3、YI3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnI2:CaI2:YBr3:YI3:GdCl3:GdBr3=71.5:0.2:1.2:4.5:6.5:5.2:11.2のモル比となるように用意された。 In Example 91, LiI, ZnI 2 , CaI 2 , YBr 3 , YI 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiI:ZnI 2 :CaI 2 : YBr 3 :YI 3 :GdCl 3 :GdBr 3 = 71.5:0.2:1.2:4.5:6.5:5.2:11.2 molar ratio.
 実施例92においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:5.5:10.4:11.5のモル比となるように用意された。 In Example 92, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of 1:62.4:0.2:1.2:5.5:10.4:11.5 was prepared.
 実施例93においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=6.6:63.2:0.6:2.2:11.1:10.6:6.1のモル比となるように用意された。 In Example 93, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =6 A molar ratio of .6:63.2:0.6:2.2:11.1:10.6:6.1 was provided.
 実施例94においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=40.3:31.2:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6のモル比となるように用意された。 In Example 94, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =40. A molar ratio of 3:31.2:0.2:1.2:16.4:10.4:0.6 was prepared.
 実施例95においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=12.7:60.8:1.2:0.2:15.2:5.1:5.1のモル比となるように用意された。 In Example 95, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =12. A molar ratio of .7:60.8:1.2:0.2:15.2:5.1:5.1 was provided.
 実施例96においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 96, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6 was provided.
 実施例97においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6のモル比となるように用意された。 In Example 97, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:11:10.4:6 was provided.
 実施例98においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=10.3:61.6:0.3:2.4:15.4:10.3のモル比となるように用意された。 In Example 98, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =10.3:61.6. : 0.3:2.4:15.4:10.3 molar ratio.
 実施例99においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.2:1.2:5.1:20.3のモル比となるように用意された。 In Example 99, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 =43.1:30.4. : 0.2:1.2:5.1:20.3 molar ratio.
 実施例100においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=55.9:15.6:0.2:1.2:11:16.4のモル比となるように用意された。 In Example 100, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =55.9:15.6. : 0.2:1.2:11:16.4 molar ratio.
 実施例101においては、原料粉としてLiCl、LiBr、LiI、ZnCl2、CaCl2、YCl3、およびGdCl3が、LiCl:LiBr:LiI:ZnCl2:CaCl2:YCl3:GdCl3=9.1:46.8:15.6:0.2:1.2:11:16.4のモル比となるように用意された。 In Example 101, LiCl, LiBr, LiI, ZnCl 2 , CaCl 2 , YCl 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiCl:LiBr:LiI:ZnCl 2 :CaCl 2 :YCl 3 :GdCl 3 =9.1. :46.8:15.6:0.2:1.2:11:16.4.
 実施例102においては、原料粉としてLiI、ZnBr2、CaBr2、CaI2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnBr2:CaBr2:CaI2:YBr3:GdCl3:GdBr3=61.5:0.6:1.6:3.6:13.2:11.5:8.3のモル比となるように用意された。 In Example 102, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , CaI 2 , YBr 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 as raw material powders were LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :CaI 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 = 61.5:0.6:1.6:3.6:13.2:11.5:8.3 molar ratio.
 実施例103においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=43.1:30.4:0.2:1.2:5.1:5.1:15.2のモル比となるように用意された。 In Example 103, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =43. A molar ratio of 1:30.4:0.2:1.2:5.1:5.1:15.2 was prepared.
 実施例104においては、原料粉としてLiI、ZnI2、CaI2、YBr3、YI3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnI2:CaI2:YBr3:YI3:GdCl3:GdBr3=62.4:0.2:1.4:13.1:1.5:11.6:10.2のモル比となるように用意された。 In Example 104, LiI, ZnI 2 , CaI 2 , YBr 3 , YI 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 were used as raw material powders and = 62.4:0.2:1.4:13.1:1.5:11.6:10.2 molar ratio.
 実施例105においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=38.2:31.6:0.6:2.2:5.6:21.1:1.1のモル比となるように用意された。 In Example 105, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =38. A molar ratio of .2:31.6:0.6:2.2:5.6:21.1:1.1 was provided.
 実施例106においては、原料粉としてLiCl、LiBr、MgCl2、CaI2、YBr3、YI3、およびGdBr3が、LiCl:LiBr:MgCl2:CaI2:YBr3:YI3:GdBr3=31.2:30:1.2:10:1.2:15.6:11.2モル比となるように用意された。 In Example 106, LiCl, LiBr, MgCl 2 , CaI 2 , YBr 3 , YI 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiCl:LiBr:MgCl 2 :CaI 2 :YBr 3 :YI 3 :GdBr 3 =31. A 2:30:1.2:10:1.2:15.6:11.2 molar ratio was prepared.
 実施例107においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaI2、YI3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaI2:YI3:GdCl3:GdBr3=36.5:22.4:3:3:14.2:11.8:9.5のモル比となるように用意された。 In Example 107, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YI 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YI 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =36. A molar ratio of 0.5:22.4:3:3:14.2:11.8:9.5 was provided.
 実施例108においては、原料粉としてLiI、MgBr2、CaI2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:MgBr2:CaI2:YBr3:GdCl3:GdBr3=60:4.3:4.3:12.6:11.5:7.5のモル比となるように用意された。 In Example 108, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =60:4.3. : 4.3:12.6:11.5:7.5 molar ratio.
 実施例109においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaBr2、YBr3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaBr2:YBr3:GdBr3=55.9:15.6:0.2:1.2:16.4:11のモル比となるように用意された。 In Example 109, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdBr 3 =55.9:15.6. : 0.2:1.2:16.4:11 molar ratio.
 実施例110においては、原料粉としてLiI、MgBr2、CaBr2、CaI2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:MgBr2:CaBr2:CaI2:YBr3:GdCl3:GdBr3=57.2:7.2:1.5:5.8:11.5:11.5:5.8のモル比となるように用意された。 In Example 110, LiI, MgBr 2 , CaBr 2 , CaI 2 , YBr 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 as raw material powders were LiI:MgBr 2 :CaBr 2 :CaI 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 = 57.2:7.2:1.5:5.8:11.5:11.5:5.8 molar ratio.
 実施例111においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaI2、YI3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaI2:YI3:GdBr3=13.6:58:0.7:0.7:21.9:5.5のモル比となるように用意された。 In Example 111, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YI 3 , and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YI 3 :GdBr 3 =13.6:58:0. A molar ratio of .7:0.7:21.9:5.5 was provided.
 実施例112においては、原料粉としてLiBr、LiI、MgBr2、CaI2、YI3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:MgBr2:CaI2:YI3:GdCl3:GdBr3=34:17.6:7.6:7.6:13.4:12.2:7.9のモル比となるように用意された。 In Example 112, LiBr, LiI, MgBr 2 , CaI 2 , YI 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:MgBr 2 :CaI 2 :YI 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =34. : 17.6:7.6:7.6:13.4:12.2:7.9.
 実施例113においては、原料粉としてLiI、ZnI2、CaI2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnI2:CaI2:YBr3:GdCl3:GdBr3=58.9:0.6:5.3:14.2:11.8:9.5のモル比となるように用意された。 In Example 113, LiI, ZnI 2 , CaI 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiI:ZnI 2 :CaI 2 : YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =58.9:0. A molar ratio of .6:5.3:14.2:11.8:9.5 was provided.
 実施例114においては、原料粉としてLiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=64.9:0.9:7.3:10.9:10.9:5.5のモル比となるように用意された。 In Example 114, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =64.9:0. A molar ratio of .9:7.3:10.9:10.9:5.5 was provided.
 実施例115においては、原料粉としてLiI、ZnBr2、CaBr2、CaI2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnBr2:CaBr2:CaI2:YBr3:GdCl3:GdBr3=61.2:1.2:7.3:2.8:11.2:11.2:5.6のモル比となるように用意された。 In Example 115, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , CaI 2 , YBr 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 were used as raw material powders and = 61.2:1.2:7.3:2.8:11.2:11.2:5.6 molar ratio.
 実施例116においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:1.2:0.2:2.8:10.4:14.2のモル比となるように用意された。 In Example 116, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9. A molar ratio of .1:62.4:1.2:0.2:2.8:10.4:14.2 was provided.
 実施例117においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YBr3:GdCl3:GdBr3=9.1:62.4:0.7:0.7:2.8:10.4:14.2のモル比となるように用意された。 In Example 117, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YBr 3 , GdCl 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YBr 3 :GdCl 3 :GdBr 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.7:0.7:2.8:10.4:14.2 was provided.
 実施例118においては、原料粉としてLiI、ZnI2、CaI2、YBr3、YI3、およびGdBr3が、LiI:ZnI2:CaI2:YBr3:YI3:GdBr3=71.5:0.7:0.7:5:16.9:5.5のモル比となるように用意された。 In Example 118, LiI, ZnI 2 , CaI 2 , YBr 3 , YI 3 and GdBr 3 were used as raw material powders, and LiI:ZnI 2 :CaI 2 : YBr 3 :YI 3 :GdBr 3 =71.5:0. A molar ratio of .7:0.7:5:16.9:5.5 was provided.
 実施例119においては、原料粉としてLiI、ZnBr2、CaBr2、CaI2、YBr3、GdCl3、およびGdBr3が、LiI:ZnBr2:CaBr2:CaI2:YBr3:GdCl3:GdBr3=57.2:1.5:7.2:5.8:11.5:11.5:5.8のモル比となるように用意された。 In Example 119, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , CaI 2 , YBr 3 , GdCl 3 , and GdBr 3 were used as raw material powders and = 57.2:1.5:7.2:5.8:11.5:11.5:5.8 molar ratio.
 実施例120においては、原料粉としてLiBr、LiI、ZnBr2、CaBr2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiBr:LiI:ZnBr2:CaBr2:YCl3:YBr3:GdCl3=9.1:62.4:0.2:1.2:4.5:6.5:16.4のモル比となるように用意された。 In Example 120, LiBr, LiI, ZnBr 2 , CaBr 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiBr:LiI:ZnBr 2 :CaBr 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =9 A molar ratio of .1:62.4:0.2:1.2:4.5:6.5:16.4 was provided.
 上記の事項以外は、実施例1と同様にして、実施例2から120による固体電解質材料が得られた。 Solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120 were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above matters.
 (固体電解質材料の組成分析)
 実施例1と同様にして、実施例2から120による固体電解質材料の組成を分析した。実施例2から120による固体電解質材料の組成、組成式(1)に対応する変数の値、およびMの元素種は、表1から表5に示される。
(Composition analysis of solid electrolyte material)
In the same manner as in Example 1, the compositions of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120 were analyzed. Tables 1 to 5 show the compositions of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120, the values of the variables corresponding to the composition formula (1), and the elemental species of M.
 (イオン伝導度の評価)
 実施例2から120による固体電解質材料のイオン伝導度は、実施例1と同様にして測定された。測定結果は、表1から表5に示される。
(Evaluation of ionic conductivity)
The ionic conductivities of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 120 were measured in the same manner as in Example 1. Measurement results are shown in Tables 1 to 5.
 (X線回折測定)
 実施例2から104による固体電解質材料のX線回折パターンが、実施例1と同様にして測定された。
(X-ray diffraction measurement)
The X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 104 were measured in the same manner as in Example 1.
 図4は、実施例1から25による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。図5は、実施例26から50による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。図6は、実施例51から75による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。図7は、実施例76から104による固体電解質材料のX線回折パターンを示すグラフである。観測されたX線回折ピーク角度は、表6から表9に示される。実施例2から104による固体電解質材料は、いずれも第1結晶相を有していた。実施例2から104による固体電解質材料の最強ピークは、24.0°以上かつ35.0°以下の範囲に存在していた。実施例10ではさらに、およそ24.0°以上かつ35.0°以下の範囲に、ハローが確認された。したがって、実施例10は、非晶質部分を含んでいたと考えられる。 FIG. 4 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 1 to 25. FIG. 5 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 26-50. FIG. 6 is a graph showing X-ray diffraction patterns of solid electrolyte materials according to Examples 51-75. FIG. 7 is a graph showing the X-ray diffraction patterns of the solid electrolyte materials according to Examples 76-104. The observed X-ray diffraction peak angles are shown in Tables 6-9. All of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 104 had the first crystal phase. The strongest peaks of the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 104 existed in the range of 24.0° or more and 35.0° or less. Further, in Example 10, a halo was confirmed in the range of about 24.0° or more and 35.0° or less. Therefore, it is believed that Example 10 contained amorphous portions.
 (充放電試験)
 実施例2から104による固体電解質材料を用いて、実施例1と同様にして、実施例2から104による電池が得られた。実施例2から104による電池を用いて、実施例1と同様に充放電試験が実施された。その結果、実施例2から104による電池は、実施例1による電池と同様に、良好に充電および放電された。
(Charging and discharging test)
Batteries according to Examples 2 to 104 were obtained in the same manner as in Example 1 using the solid electrolyte materials according to Examples 2 to 104. A charge/discharge test was performed in the same manner as in Example 1 using the batteries according to Examples 2 to 104. As a result, the batteries according to Examples 2 to 104 were charged and discharged as well as the battery according to Example 1.
 <比較例1>
 (固体電解質材料の作製)
 比較例1においては、原料粉としてLiCl、CaCl2、ZnCl2、YCl3、YBr3、およびGdCl3が、LiCl:CaCl2:ZnCl2:YCl3:YBr3:GdCl3=4:0.1:0.1:1.8:0.4:0.3のモル比となるように用意された。
<Comparative Example 1>
(Preparation of solid electrolyte material)
In Comparative Example 1, LiCl, CaCl 2 , ZnCl 2 , YCl 3 , YBr 3 and GdCl 3 were used as raw material powders, and LiCl:CaCl 2 :ZnCl 2 :YCl 3 :YBr 3 :GdCl 3 =4:0.1. : 0.1:1.8:0.4:0.3 molar ratio.
 上記の事項以外は、実施例1と同様にして、比較例1による固体電解質材料が得られた。 A solid electrolyte material according to Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above matters.
 (固体電解質材料の組成分析)
 実施例1と同様にして、比較例1による固体電解質材料の組成を分析した。比較例1による固体電解質材料の組成、組成式(1)に対応する変数の値、およびMの元素種は、表5に示される。
(Composition analysis of solid electrolyte material)
In the same manner as in Example 1, the composition of the solid electrolyte material according to Comparative Example 1 was analyzed. Table 5 shows the composition of the solid electrolyte material according to Comparative Example 1, the variable values corresponding to the compositional formula (1), and the element type of M.
 (イオン伝導度の評価)
 比較例1による固体電解質材料のイオン伝導度は、実施例1と同様にして測定された。測定結果は、表1に示される。
(Evaluation of ionic conductivity)
The ionic conductivity of the solid electrolyte material according to Comparative Example 1 was measured in the same manner as in Example 1. The measurement results are shown in Table 1.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
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 (考察)
 実施例1から120による固体電解質材料は、室温近傍において6.53×10-5S/cm以上の高いリチウムイオン伝導度を有する。
(Discussion)
The solid electrolyte materials according to Examples 1 to 120 have a high lithium ion conductivity of 6.53×10 −5 S/cm or more near room temperature.
 実施例1から120を比較例1と比較すると明らかなように、固体電解質材料がIを含む場合には、Iを含まない場合と比較して、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有する。これは、固体電解質材料がIを含むことにより、リチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすくなるためであると考えられる。 As is clear from comparing Examples 1 to 120 with Comparative Example 1, when the solid electrolyte material contains I, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity than when it does not contain I. It is believed that this is because the inclusion of I in the solid electrolyte material facilitates the formation of a path for the diffusion of lithium ions.
 xの値が0超かつ1未満であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有する。これは、リチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすいためであると考えられる。xの値が0.1以上かつ0.9以下であれば、固体電解質材料はより高いイオン伝導度を有する。これは、リチウムイオンが拡散するための経路がより形成されやすくなるためであると考えられる。xの値が0.1以上かつ0.2以下であれば、固体電解質材料はさらに高いイオン伝導度を有する。これは、リチウムイオンが拡散するための経路がさらに形成されやすくなり、イオン伝導に最適な広さになるためであると考えられる。 If the value of x is greater than 0 and less than 1, the solid electrolyte material has high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of x is 0.1 or more and 0.9 or less, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity. This is believed to be because paths for diffusion of lithium ions are more likely to be formed. If the value of x is 0.1 or more and 0.2 or less, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity. It is believed that this is because a path for diffusion of lithium ions is more likely to be formed, resulting in an optimal width for ion conduction.
 yの値が0超かつ0.9未満であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有する。これは、リチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすいためであると考えられる。yの値が0.4以上かつ0.8以下であれば、固体電解質材料はより高いイオン伝導度を有する。yの値が0.4以上かつ0.6以下であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有し得る。これは、高いリチウムイオン伝導性を有する第1結晶相が形成されやすいためであると考えられる。 If the value of y is greater than 0 and less than 0.9, the solid electrolyte material has high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of y is 0.4 or more and 0.8 or less, the solid electrolyte material has higher ionic conductivity. If the value of y is 0.4 or more and 0.6 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is considered that this is because the first crystal phase having high lithium ion conductivity is likely to be formed.
 pの値は0超かつ0.9未満、qは0よりも大きく、p+qが1以下であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有し得る。これは、リチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすいためであると考えられる。pの値が0.4あるいはqの値が0.2以上かつ0.4以下であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有し得る。これは、これは、リチウムイオンが拡散するための経路がさらに形成されやすくなり、イオン伝導に最適な広さになるためであると考えられる。pおよびqの値が0.4であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有し得る。これは、リチウムイオンが拡散するための経路がさらに形成されやすくなり、イオン伝導に最適な広さになるためであると考えられる。 If the value of p is greater than 0 and less than 0.9, q is greater than 0, and p+q is 1 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of p is 0.4 or the value of q is 0.2 or more and 0.4 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for lithium ion diffusion are more likely to be formed and are of optimal width for ionic conduction. If the values of p and q are 0.4, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because a path for diffusion of lithium ions is more likely to be formed, resulting in an optimal width for ion conduction.
 aの値が0超、bの値が0以上かつ0.3未満、かつa+bが0.4未満であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有する。これは、リチウムイオンが拡散するための経路が形成されやすいためであると考えられる。aの値が0.05以上かつ0.15以下、bの値が0以上かつ0.1以下であれば、固体電解質材料は高いイオン伝導度を有し得る。これは、結晶内のリチウムイオンの量が最適化されるためであると考えられる。aの値が0.05以上かつ0.1以下、bの値が0以上かつ0.05以下であれば、固体電解質材料はさらに高いイオン伝導度を有し得る。これは、結晶内のリチウムイオンの量がさらに最適化されるためであると考えられる。 When the value of a is greater than 0, the value of b is 0 or more and less than 0.3, and a+b is less than 0.4, the solid electrolyte material has high ionic conductivity. It is believed that this is because paths for diffusion of lithium ions are likely to be formed. If the value of a is 0.05 or more and 0.15 or less and the value of b is 0 or more and 0.1 or less, the solid electrolyte material can have high ionic conductivity. It is believed that this is because the amount of lithium ions in the crystal is optimized. If the value of a is 0.05 or more and 0.1 or less and the value of b is 0 or more and 0.05 or less, the solid electrolyte material can have even higher ionic conductivity. It is believed that this is because the amount of lithium ions in the crystal is further optimized.
 実施例1から104による電池は、いずれも室温において充電および放電された。 All of the batteries according to Examples 1 to 104 were charged and discharged at room temperature.
 実施例1から120による固体電解質材料は、硫黄を含有しないため、硫化水素が発生しなかった。 Since the solid electrolyte materials according to Examples 1 to 120 do not contain sulfur, hydrogen sulfide was not generated.
 以上のように、本開示による固体電解質材料は、実用的なリチウムイオン伝導度を有する。本開示による固体電解質材料は、良好に充電および放電可能な電池を提供するために適切である。 As described above, the solid electrolyte material according to the present disclosure has practical lithium ion conductivity. Solid electrolyte materials according to the present disclosure are suitable for providing well chargeable and dischargeable batteries.
 本開示の固体電解質材料は、例えば、電池(例えば、全固体リチウムイオン二次電池)において利用される。 The solid electrolyte material of the present disclosure is used, for example, in batteries (eg, all-solid lithium ion secondary batteries).
 100 固体電解質粒子
 101 固体電解質材料の粉末
 201 正極
 202 電解質層
 203 負極
 204 正極活物質粒子
 205 負極活物質粒子
 300 加圧成形ダイス
 301 パンチ上部
 302 枠型
 303 パンチ下部
 1000 電池
REFERENCE SIGNS LIST 100 Solid electrolyte particles 101 Solid electrolyte material powder 201 Positive electrode 202 Electrolyte layer 203 Negative electrode 204 Positive electrode active material particles 205 Negative electrode active material particles 300 Pressure molding die 301 Punch upper part 302 Frame mold 303 Punch lower part 1000 Battery

Claims (19)

  1.  Li、M、Y、Gd、およびIを含み、
     Mは、Mg、Ca、Sr、Ba、およびZnからなる群より選択される少なくとも2つである、
    固体電解質材料。
    Li, M, Y, Gd, and I,
    M is at least two selected from the group consisting of Mg, Ca, Sr, Ba, and Zn;
    Solid electrolyte material.
  2.  Xをさらに含み、
     Xは、ClおよびBrからなる群より選択される少なくとも1つである、
    固体電解質材料。
    further comprising X;
    X is at least one selected from the group consisting of Cl and Br;
    Solid electrolyte material.
  3.  Mは、Caと、MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1つと、を含む、請求項1または2に記載の固体電解質材料。 3. The solid electrolyte material according to claim 1, wherein M contains Ca and at least one selected from the group consisting of Mg and Zn.
  4.  以下の組成式(1)により表され、
    Li3-2a-3b(Ca1-xM’xa(Y1-yGdy1+b(Cl1-p-qBrpq6 ・・・(1)
     ここで、M’は、MgおよびZnからなる群より選択される少なくとも1つであり、
     以下の数式:
     0<x<1、
     0<y<1、
     0≦p<1、
     0<q≦1、
     0<p+q≦1、
     0<a、
     0≦b、および
     0<a+b<1、
     が充足される、
    請求項1から3のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    Represented by the following compositional formula (1),
    Li3-2a-3b (Ca1- xM'x ) a (Y1 - yGdy ) 1 +b ( Cl1 -pqBrpIq ) 6 (1)
    Here, M' is at least one selected from the group consisting of Mg and Zn,
    The formula below:
    0<x<1,
    0<y<1,
    0≦p<1,
    0<q≦1,
    0<p+q≦1,
    0<a,
    0≦b, and 0<a+b<1,
    is satisfied,
    The solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 3.
  5.  前記組成式(1)において、数式:0<a+b<0.4、が充足される、
    請求項4に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0 < a + b < 0.4 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to claim 4.
  6.  前記組成式(1)において、数式:0.1≦x≦0.9、が充足される、
    請求項4または5に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.1 ≤ x ≤ 0.9 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to claim 4 or 5.
  7.  前記組成式(1)において、数式:0.1≦x≦0.2、が充足される、
    請求項6に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.1 ≤ x ≤ 0.2 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to claim 6.
  8.  前記組成式(1)において、数式:0.1≦y≦0.9、が充足される、
    請求項4から7のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.1 ≤ y ≤ 0.9 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to any one of claims 4 to 7.
  9.  前記組成式(1)において、数式:0.4≦y≦0.8、が充足される、
    請求項8に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.4 ≤ y ≤ 0.8 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to claim 8.
  10.  前記組成式(1)において、数式:0<p<0.9、が充足される、
    請求項4から9のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0 < p < 0.9 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to any one of claims 4 to 9.
  11.  前記組成式(1)において、数式:0.2≦p≦0.9、が充足される、
    請求項10に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.2 ≤ p ≤ 0.9 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to claim 10.
  12.  前記組成式(1)において、数式:0.1≦q≦0.7、が充足される、
    請求項4から11のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.1 ≤ q ≤ 0.7 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to any one of claims 4 to 11.
  13.  前記組成式(1)において、数式:0.05≦a≦0.3、が充足される、
    請求項4から12のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0.05 ≤ a ≤ 0.3 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to any one of claims 4 to 12.
  14.  前記組成式(1)において、数式:0≦b≦0.3、が充足される、
    請求項4から13のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the composition formula (1), the formula: 0 ≤ b ≤ 0.3 is satisfied,
    The solid electrolyte material according to any one of claims 4 to 13.
  15.  Cu-Kα線を用いた前記固体電解質材料のX線回折測定によって得られるX線回折パターンにおいて、
     12.0°以上かつ16.0°以下の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在し、かつ、
     24.0°以上かつ29.0°未満の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在する、
    請求項1から14のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the X-ray diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement of the solid electrolyte material using Cu-Kα rays,
    At least one peak exists in the range of diffraction angles 2θ of 12.0° or more and 16.0° or less, and
    at least one peak is present in the range of diffraction angles 2θ of 24.0° or more and less than 29.0°;
    The solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 14.
  16.  単斜晶に帰属される結晶相を含有する、
    請求項1から15のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    Containing a crystal phase attributed to monoclinic,
    Solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 15.
  17.  Cu-Kα線を用いた前記固体電解質材料のX線回折測定によって得られるX線回折パターンにおいて、
     29.0°以上かつ32.0°以下の回折角2θの範囲に少なくとも1つのピークが存在する、
    請求項1から16のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    In the X-ray diffraction pattern obtained by X-ray diffraction measurement of the solid electrolyte material using Cu-Kα rays,
    at least one peak exists in the range of diffraction angles 2θ of 29.0° or more and 32.0° or less;
    Solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 16.
  18.  三方晶に帰属される結晶相を含有する、
    請求項1から17のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
    containing a crystal phase attributed to a trigonal crystal,
    Solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 17.
  19.  正極、
     負極、および
     前記正極および前記負極の間に設けられている電解質層、
    を備え、
     前記正極、前記負極、および前記電解質層からなる群より選択される少なくとも1つは、請求項1から18のいずれか一項に記載の固体電解質材料を含有する、
    電池。
    positive electrode,
    a negative electrode, and an electrolyte layer provided between the positive electrode and the negative electrode;
    with
    At least one selected from the group consisting of the positive electrode, the negative electrode, and the electrolyte layer contains the solid electrolyte material according to any one of claims 1 to 18,
    battery.
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