硫化物固体电解质组合物、包含其的电极复合材料及硫化物固体电解质组合物的制造方法与流程

本发明涉及硫化物固体电解质组合物、包含该硫化物固体电解质组合物的电极复合材料及硫化物固体电解质组合物的制造方法。

背景技术：

1、近年来，随着个人计算机、摄像机及移动电话等信息相关设备或通讯设备等的迅速普及，作为其电源而利用的电池的开发也被重视起来。以往，在用于这样的用途的电池中使用了包含可燃性的有机溶剂的电解液。使用了包含有机溶剂的电解质作为电解液的电池示出高离子电导率，作为电池在性能方面优异，但由于电解液为液体且具有可燃性，因此在用作电池的情况下，对与泄露、着火等有关的安全性存在担忧。特别地，在车载用途中，追求高容量化、高输出化而对使用了以往的电解液的电池中安全性的担忧变得越来越严重。于是，由于通过使电池全固体化、在电池内不使用可燃性的有机溶剂可实现安全装置的简化，且制造成本、生产性优异，因此进行了将电解液替换为固体电解质层的电池的开发。

2、例如，在专利文献1中公开有具备具有聚环氧烷与电解质盐的复合体的层的负极的固体电解质二次电池，在专利文献2中公开有在由丙烯酸类树脂膜等不具有导电性的固体高分子多孔膜与锂离子导电体构成的锂离子导电性的高分子电解质膜中混入锂离子导电性的无机固体电解质而得的锂电池。

3、此外，在专利文献3中公开有含有锂(li)、磷(p)及硫(s)且具有规定的x射线衍射峰的离子传导性硫化物类晶化玻璃、将其作为原料的锂二次电池用固体电解质，在非专利文献1及2中公开有进一步包含si、ge的固体电解质等。这些文献中公开的电解质均为固体电解质，因此不存在对与作为电解质的可燃性液体的泄漏有关的安全性的担忧。另一方面，已知固体电解质称不上为具有不燃性的物质，而在专利文献4中公开有在包含锂元素、磷元素、硫元素、进而包含锗元素、硼元素、硅元素等的固体电解质中添加了有机硅化合物等阻燃剂而得的锂离子传导性的不燃性固体电解质。

4、现有技术文献

5、专利文献

6、专利文献1：日本特开平11-97071号公报

7、专利文献2：日本特开平11-45725号公报

8、专利文献3：日本特开2005-228570号公报

9、专利文献4：日本特开2008-103243号公报

10、非专利文献

11、非专利文献1：nature energy(《自然能源》)，1，文章号：16030(2016)

12、非专利文献2：chem.mater.(《材料化学》)，2017，29，5858-5864

技术实现思路

1、发明要解决的技术问题

2、本发明鉴于这样的状况而完成，其目的在于提供一种具有优异的阻燃性及高离子电导率且还具有优异的硫化氢产生抑制性能的硫化物固体电解质组合物、包含该硫化物固体电解质组合物的电极复合材料及硫化物固体电解质组合物的制造方法。

3、用于解决上述技术问题的方案

4、本发明人等为了解决上述技术问题而进行了深入研究，结果发现通过得出的下述发明能够解决上述技术问题。

5、[1]一种硫化物固体电解质组合物，含有硫化物固体电解质与红磷。

6、[2]如上述[1]所述的硫化物固体电解质组合物，所述红磷的含量以组合物的总量为基准计为0.1质量％以上45质量％以下。

7、[3]如上述[1]或[2]所述的硫化物固体电解质组合物，所述硫化物固体电解质具有硫化结晶锂超离子导体区域ii型晶体结构。

8、[4]如上述[3]所述的硫化物固体电解质组合物，二氧化硫的瞬间产生量为每1g固体电解质小于10ml/分钟。

9、[5]如上述[1]或[2]所述的硫化物固体电解质组合物，所述硫化物固体电解质具有li3ps4晶体结构。

10、[6]一种硫化物固体电解质组合物的制造方法，包括将硫化物固体电解质与红磷混合。

11、[7]如上述[6]所述的硫化物固体电解质组合物的制造方法，所述硫化物固体电解质为非晶性。

12、[8]如上述[6]或[7]所述的硫化物固体电解质组合物的制造方法，包括对通过进行所述混合而得到的混合物进行加热。

13、[9]一种电极复合材料，包含上述[1]～[5]的任一项所述的硫化物固体电解质组合物与电极活性物质。

14、发明效果

15、根据本发明，能够提供一种具有优异的阻燃性及高离子电导率且还具有优异的硫化氢产生抑制性能的硫化物固体电解质组合物、包含该硫化物固体电解质组合物的电极复合材料及硫化物固体电解质组合物的制造方法。

技术特征：

1.一种硫化物固体电解质组合物，其特征在于，含有硫化物固体电解质与红磷。

2.如权利要求1所述的硫化物固体电解质组合物，其特征在于，由cie国际照明委员会规定的l*a*b*表色系统中的色度a*超过0.0。

3.如权利要求1或2所述的硫化物固体电解质组合物，其特征在于，所述红磷的含量以组合物的总量为基准计为0.1质量％以上45质量％以下。

4.如权利要求1～3的任一项所述的硫化物固体电解质组合物，其特征在于，所述硫化物固体电解质具有硫化结晶锂超离子导体区域i i型晶体结构。

5.如权利要求4所述的硫化物固体电解质组合物，其特征在于，二氧化硫的瞬间产生量为每1g固体电解质小于10m l/分钟。

6.如权利要求1～3的任一项所述的硫化物固体电解质组合物，其特征在于，所述硫化物固体电解质具有li 3ps4晶体结构。

7.一种硫化物固体电解质组合物的制造方法，其特征在于，包括将硫化物固体电解质与红磷混合。

8.如权利要求7所述的硫化物固体电解质组合物的制造方法，其特征在于，所述硫化物固体电解质为非晶性。

9.如权利要求7或8所述的硫化物固体电解质组合物的制造方法，其特征在于，包括对通过进行所述混合而得到的混合物进行加热。

10.一种电极复合材料，其特征在于，包含权利要求1～6的任一项所述的硫化物固体电解质组合物与电极活性物质。

11.一种电极复合材料，其特征在于，包含硫化物固体电解质、红磷与电极活性物质。

技术总结
本发明提供一种具有优异的阻燃性及高离子电导率且还具有优异的硫化氢产生抑制性能的含有硫化物固体电解质与红磷的硫化物固体电解质组合物、包含该硫化物固体电解质组合物的电极复合材料、以及包括将硫化物固体电解质与红磷混合的硫化物固体电解质组合物的制造方法。

技术研发人员：菅原孝宜,佐藤淳
受保护的技术使用者：出光兴产株式会社
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15