[发明专利]含有Li3

说明书

依据本发明，能够提供一种含有Li₃PS₄的固体电解质的制造方法，其特征在于，包括：通过将Li₂S和P₂S₅混合于有机溶剂中而制备均匀溶液的溶液化工序；和进一步在上述均匀溶液中添加Li₂S进行混合而形成沉淀的沉淀化工序。优选如下方式：上述溶液化工序的Li₂S和P₂S₅的摩尔比(Li₂S/P₂S₅)为1.0～1.85；和在上述沉淀化工序中，对上述均匀溶液以成为Li₂S/P₂S₅＝2.7～3.3的摩尔比的方式进一步添加Li₂S。

技术领域

本发明涉及固体电解质的制造方法。

背景技术

近年来，在便携式信息终端、便携式电子设备、电动汽车、混合动力电动汽车、以及固定式蓄电系统等的用途中，锂离子二次电池的需要正在增加。但是，现有的锂离子二次电池使用可燃性的有机溶剂作为电解液，从而需要牢固的外包装以使有机溶剂不会泄漏。另外，在便携式电脑等中，需要采用防备万一电解液漏出时的风险的结构等，对于设备的结构也存在制约。

此外，其用途扩大到汽车和飞机等移动物体，对于固定式的锂离子二次电池要求大的容量。在这样的状况下，存在相比于现有技术更重视安全性的趋势，从而注重于开发不使用有机溶剂等有害物质的全固体锂离子二次电池。

例如，作为全固体锂离子二次电池中的固体电解质，探讨使用氧化物、磷酸化合物、有机高分子、硫化物等。

这些固体电解质中，硫化物具有离子传导率高、比较柔软且容易形成固体－固体间的界面的特性。对于活性物质也稳定，作为实用的固体电解质进行开发。

但是，由于硫化物固体电解质与水发生反应时产生硫化氢，因而对电池的制造过程造成很大的不良影响。作为其解决方法之一，已知利用以Li₂S﹕P₂S₅＝75﹕25的摩尔比得到的原酸(ortho)组成的Li₃PS₄时，硫化氢的产生极少(专利文献1)，并且具有多个结晶状态(非专利文献2)。但是，专利文献1的方法中实施2个阶段的玻璃化处理，工序复杂。

与此相对，非专利文献1中，报告有以下的极为简便的合成方法：通过以Li₂S﹕P₂S₅＝75﹕25的摩尔比的比例在四氢呋喃(以下，简称为“THF”)中进行悬浮混合，Li₃PS₄·3THF结晶沉淀，通过将该结晶在150℃进行干燥而得到β-Li₃PS₄。但是，该方法有在THF中进行悬浮混合时产生副产物从而反应液着色成黄色的问题。已知将混入有该副产物的含Li₃PS₄的固体电解质作为全固体电池使其工作时，不能正常进行充放电。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5141675号

非专利文献

非专利文献1：J.Am.Chem.Soc.2013，135，975－978.

非专利文献2：Solid State Ionics.2011，182，53－58.

发明内容

发明要解决的技术问题

在这样的状况下，期望提供一种生产率优异、极力不含副产物的含有Li₃PS₄的固体电解质的制造方法。