硫化物固体电解质、硫化物固体电解质的制造方法、蓄电元件、电子设备和汽车与流程

本发明涉及硫化物固体电解质、硫化物固体电解质的制造方法、蓄电元件、电子设备和汽车。

背景技术：

1、锂离子二次电池由于能量密度高而多用于个人计算机、通信终端等电子设备以及汽车等。上述锂离子二次电池一般具有由隔离件进行电隔离的一对电极和介于该电极间的非水电解质，且通过在两电极间进行锂离子的授受来进行充放电。另外，作为锂离子二次电池以外的蓄电元件，还广泛普及有锂离子电容器等电容器。

2、近年来，提出了一种使用硫化物固体电解质等固体电解质来代替在有机溶剂等液体中溶解有电解质盐的非水电解液作为非水电解质的蓄电元件。作为硫化物固体电解质之一，在专利文献1中记载了一种硫化物固体电解质，其特征在于，具有li、a(a为p、si、ge、al和b中的至少1种)、x(x为卤素)和s，且为玻璃陶瓷，在使用cukα射线的x射线衍射测定中，在2θ＝20.2°、23.6°处具有峰。在专利文献1中具体合成了由xlii·(100－x)(0.75li2s·0.25p2s5)表示的组成的硫化物固体电解质，并对离子传导率等进行了评价。

3、现有技术文献

4、专利文献

5、专利文献1：日本特开2013－016423号公报

技术实现思路

1、硫化物固体电解质存在耐水性低，与大气中的水发生反应的不良情况。因此，硫化物固体电解质即使在放置于水分量少的干燥空气气氛下的情况下，也容易通过与干燥空气中微量包含的水发生反应而使离子传导率降低。一旦放置于空气气氛下而硫化物固体电解质的离子传导率降低则即使再干燥也无法充分恢复到放置于空气气氛下之前的状态。

2、本发明是基于如上所述的情况而作出的，其目的在于提供一种因放置于空气气氛下而离子传导率降低时基于再干燥的离子传导率的恢复率高的硫化物固体电解质、这样的硫化物固体电解质的制造方法以及使用这样的硫化物固体电解质的蓄电元件。

3、本发明的一个方面是一种硫化物固体电解质，其具有晶体结构，含有1种或2种以上的二价元素a、1种或2种以上的卤族元素x和氮元素作为构成元素，上述二价元素a和上述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能大于lii的水合能的组合。

4、本发明的其他一个方面是一种硫化物固体电解质的制造方法，具备：对含有1种或2种以上的二价元素a、1种或2种以上的卤族元素x和氮元素作为构成元素的组合物进行处理，上述二价元素a和上述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能大于lii的水合能的组合。

5、本发明的其他一个方面是一种蓄电元件，是含有本发明的一个方面的硫化物固体电解质的蓄电元件。

6、本发明的其他一个方面是一种电子设备，是具备本发明的一个方面的蓄电元件的电子设备。

7、本发明的其他一个方面是一种汽车，是具备本发明的一个方面的蓄电元件的汽车。

8、根据本发明的一个方面，能够提供一种在放置于空气气氛下而离子传导率降低时基于再干燥的离子传导率的恢复率高的硫化物固体电解质、这样的硫化物固体电解质的制造方法、使用这样的硫化物固体电解质的蓄电元件、使用这样的蓄电元件的电子设备以及使用这样的蓄电元件的汽车。

技术特征：

1.一种硫化物固体电解质，具有晶体结构，

2.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其中，所述二价元素a和所述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能为－4mev/atom以上的组合。

3.根据权利要求2所述的硫化物固体电解质，其中，所述二价元素a和所述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能为0mev/atom以上的组合。

4.根据权利要求3所述的硫化物固体电解质，其中，所述二价元素a和所述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能为2mev/atom以上的组合。

5.根据权利要求4所述的硫化物固体电解质，其中，所述二价元素a和所述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能为4mev/atom以上的组合。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述二价元素a和所述卤族元素x是由这些元素构成的化合物a0.5x的水合能为200mev/atom以下的组合。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的硫化物固体电解质，满足下述a～c中的任一种：

8.根据权利要求7所述的硫化物固体电解质，满足下述a1或a2中的任一种：

9.根据权利要求1～8中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述卤族元素x含有碘。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，所述二价元素a为锌。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，进一步含有磷元素作为构成元素，

12.根据权利要求1～11中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，进一步含有磷元素和锂元素作为构成元素，

13.根据权利要求1～12中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，进一步含有磷元素和硫元素作为构成元素，

14.根据权利要求1～13中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，进一步含有磷元素作为构成元素，

15.根据权利要求1～14中任一项所述的硫化物固体电解质，25℃时的离子传导率为1ms/cm以上。

16.根据权利要求1～15中任一项所述的硫化物固体电解质，在使用cukα射线而得的x射线衍射图中，在19.9°±0.5°的范围和29.3°±0.5°的范围具有衍射峰。

17.根据权利要求16所述的硫化物固体电解质，在使用cukα射线而得的x射线衍射图中位于19.9°±0.5°的范围的衍射峰为衍射强度最强的衍射峰、衍射强度第2强的衍射峰、衍射强度第3强的衍射峰或衍射强度第4强的衍射峰。

18.根据权利要求1～17中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，进一步含有元素m作为构成元素，

19.根据权利要求1～18中任一项所述的硫化物固体电解质，其由下述式1表示，

20.根据权利要求1～19中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，进一步含有所述二价元素a以外的1种或2种以上的二价元素b作为构成元素，

21.根据权利要求1～19中任一项所述的硫化物固体电解质，实质上不含所述二价元素a以外的二价元素b作为构成元素。

22.一种硫化物固体电解质的制造方法，具备：对含有1种或2种以上的二价元素a、1种或2种以上的卤族元素x和氮元素作为构成元素的组合物进行处理，

23.一种蓄电元件，含有权利要求1～21中任一项所述的硫化物固体电解质。

24.一种电子设备，具备权利要求23所述的蓄电元件。

25.一种汽车，具备权利要求23所述的蓄电元件。

技术总结
本发明的一个方面是一种硫化物固体电解质，具有晶体结构，含有1种或2种以上的二价元素A、1种或2种以上的卤族元素X和氮元素作为构成元素，上述二价元素A和上述卤族元素X是由这些元素构成的化合物A<subgt;0.5</subgt;X的水合能大于LiI的水合能的组合。

技术研发人员：福嶋晃弘,西井克弥
受保护的技术使用者：株式会社杰士汤浅国际
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15