[发明专利]硫化物固体电解质材料、电池和硫化物固体电解质材料的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及离子传导性良好，并且抑制了充放电效率下降的硫化物固体电解质材料。

背景技术

近年来，随着个人电脑、摄像机及手机等信息关联设备、通信设备等的快速普及，作为其电源而被利用的电池的开发受到重视。另外，在汽车产业界等中，电动汽车用或混合动力汽车用的高输出且高容量的电池的开发也正在推进。目前，在各种电池中，从能量密度高的观点考虑，锂电池受到关注。

目前市售的锂电池由于使用包含可燃性的有机溶剂的电解液，因此需要安装抑制短路时的温度上升的安全装置、在用于防止短路的结构、材料方面进行改善。与此相对，将电解液变为固体电解质层以将电池全固体化的锂电池由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂，因此可认为实现了安全装置的简化，制造成本、生产率优异。

作为用于全固体锂电池的固体电解质材料，已知的有硫化物固体电解质材料。例如，在非专利文献1中，公开了具有Li_(4-x)Ge_(1-x)P_xS₄组成的Li离子传导体(硫化物固体电解质材料)。另外，在专利文献1中，公开了在X射线衍射测定中具有特定的峰的LiGePS系硫化物固体电解质材料。另外，在非专利文献2中，公开了LiGePS系的硫化物固体电解质材料。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/118801号

非专利文献

非专利文献1：Ryoji Kanno et al.,“Lithium Ionic Conductor Thio-LISICON The Li2S-GeS2-P2S5 System”,Journal of The Electrochemical Society,148(7)A742-A746(2001)

非专利文献2：Noriaki Kamaya et al.,“A lithium superionic conductor”,Nature Materials,Advanced online publication,31 July 2011,DOI:10.1038/NMAT3066

发明内容

发明所要解决的课题

从电池的高输出化的观点考虑，需要离子传导性良好的固体电解质材料。在专利文献1中，公开了在X射线衍射测定中具有特定的峰的结晶相的比例高的硫化物固体电解质材料具有良好的离子传导性。另一方面，专利文献1中记载的LiGePS系硫化物固体电解质材料如果与还原电位较高、工作电位低的负极活性物质(例如石墨)一同用于电池，则存在还原分解、充放电效率下降的问题。

本发明是鉴于上述问题点而完成的，主要目的在于提供离子传导性良好，并且抑制了充放电效率下降的硫化物固体电解质材料。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，在本发明中，提供一种硫化物固体电解质材料，其特征在于，含有Li元素、Si元素、P元素、S元素和O元素，在使用了CuKα射线的X射线衍射测定中的2θ＝29.58°±0.50°的位置具有峰，在使用了CuKα射线的X射线衍射测定中的2θ＝27.33°±0.50°的位置不具有峰，或者在上述2θ＝27.33°±0.50°的位置具有峰的情况下，在将上述2θ＝29.58°±0.50°的峰的衍射强度设为I_A、将上述2θ＝27.33°±0.50°的峰的衍射强度设为I_B时，I_B/I_A的值为1以下，上述O元素相对于上述S元素和上述O元素的总计的摩尔分数(O/(S+O))大于0.2。

根据本发明，由于具有2θ＝29.58°附近的峰的结晶相的比例高，因此能够得到离子传导性良好的硫化物固体电解质材料。进而，通过向具有Li元素、Si元素、P元素、S元素的硫化物固体电解质材料导入O元素，能够得到抑制了充放电效率下降的硫化物固体电解质材料。