[发明专利]硫化物固体电解质和全固体电池

权利要求书

1.一种硫化物固体电解质，包含选自Al、Si、B、Mg、Zr、Ti、Hf、Ca、Sr、Sc、Ce、Ta、Nb、W、Mo、V中的至少一种的元素M、以及N，并具有晶体结构。

2.一种硫化物固体电解质，包含Al和N，并具有晶体结构。

3.根据权利要求1或2所述的硫化物固体电解质，其中，所述晶体结构包含具有Li₇P₃S₁₁、Li₄P₂S₆或β－Li₃PS₄的结晶相的晶体结构或者在使用CuKα射线的X射线衍射测定中在2θ＝17.9°±0.5°、19.1°±0.5°、29.1°±0.5°和29.8°±0.5°处具有衍射峰的第一晶体结构。

4.根据权利要求3所述的硫化物固体电解质，其中，所述第一晶体结构包含在所述X射线衍射测定中在2θ＝17.9°±0.5°、19.1°±0.5°、29.1°±0.5°、29.8°±0.5°和30.9°±0.5°处具有衍射峰的特定晶体结构A或者在所述X射线衍射测定中在2θ＝17.9°±0.5°、19.1°±0.5°、29.1°±0.5°和29.8°±0.5°处具有衍射峰且在30.9°±0.5°处不具有衍射峰的特定晶体结构B。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，包含Li、P、S、N和选自Al、Si、B、Mg、Zr、Ti、Hf、Ca、Sr、Sc、Ce、Ta、Nb、W、Mo、V中的至少一种的元素M，

所述Li相对于所述P的含有比例以摩尔比计为1.64～4.00，所述N相对于所述P的含有比例以摩尔比计为0.02～1.11。

6.根据权利要求5所述的硫化物固体电解质，其中，所述Li相对于所述P的含有比例以摩尔比计为2.77～3.38，所述N相对于所述P的含有比例以摩尔比计为0.28～0.65。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，具有通式(100－z)(yLi₂S·(1－y)P₂S₅)·zLi_αM_βN所示的组成，通式中，0＜z≤40，0.50≤y≤0.75，α和β是根据元素M的种类而给出化学计量比的数值。

8.根据权利要求1或2所述的硫化物固体电解质，其中，进一步包含Ge。

9.根据权利要求8所述的硫化物固体电解质，其中，所述晶体结构包含具有Li₁₀GeP₂S₁₂的结晶相的晶体结构。

10.根据权利要求8或9所述的硫化物固体电解质，其中，包含Li、P、S、N、Ge以及所述元素M，

所述Li相对于所述P的含有比例以摩尔比计为5.01～5.61，

所述N相对于所述P的含有比例以摩尔比计为0.0051～0.41。

11.根据权利要求8～10中任一项所述的硫化物固体电解质，其中，具有通式(100－z)Li₁₀GeP₂S₁₂·zLi_αM_βN所示的组成，通式中，0＜z≤50，α和β为根据元素M的种类而给出化学计量比的数值。

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25℃的离子电导率为1.0×10^－3S/cm以上。

13.一种全固体电池，具备负极层、固体电解质层和正极层，

所述负极层、所述固体电解质层、所述正极层或它们的组合含有权利要求1～12中任一项所述的硫化物固体电解质。