[发明专利]离子传导体、蓄电装置和离子传导体的制造方法

说明书

提供一种离子传导体，其能够在不进行烧制的情况下，在成形体的状态下发挥高锂离子传导性。包含具有锂离子传导性的离子传导性粉末的离子传导体还包含具有锂离子传导性的离子液体。离子液体的平均厚度为5nm以上。

技术领域

根据本说明书公开的技术涉及离子传导体。

背景技术

近年来，随着个人电脑、手机等电子设备的普及，电动汽车的普及，太阳光、风力等自然能源的利用扩大等，对高性能电池的需求不断提高。其中，期待有效利用电池元件全部由固体构成的全固体锂离子二次电池(以下称为“全固体电池”)。与使用在有机溶剂中溶解有锂盐的有机电解液的以往类型的锂离子二次电池相比，全固体电池由于没有有机电解液的泄漏、起火等风险，因此是安全的，另外，由于能够简化外包装，因此能够提高每单位质量或单位体积的能量密度。

作为构成全固体电池的固体电解质层、电极的离子传导体，已知例如包含离子传导性粉末的离子传导体，所述离子传导性粉末具有至少含有Li(锂)、La(镧)、Zr(锆)和O(氧)的石榴石型结构或类石榴石型结构。作为在这样的离子传导体中所含的离子传导性粉末，例如已知：Li₇La₃Zr₂O₁₂(以下，称为“LLZ”)、对LLZ进行了Mg(镁)和A(A为选自由Ca(钙)、Sr(锶)和Ba(钡)构成的组中的至少一种元素)中的至少一者的元素置换而得的物质(例如，对LLZ进行了Mg和Sr的元素置换而得的物质(以下，称为“LLZ-MgSr”))(例如，参见专利文献1)。以下，将这些离子传导性粉末称为“LLZ类离子传导性粉末”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-40767号公报

发明内容

发明所要解决的问题

LLZ类离子传导性粉末在将该粉末加压成形而得到的成形体(压粉体)的状态下，由于粒子间的接触是点接触，因此粒子间的电阻高，锂离子传导性相对低。通过在高温下烧制LLZ类离子传导性粉末，能够提高锂离子传导性，但由于发生伴随高温烧制的翘曲、变形，因此难以使电池大型化，另外，由于伴随高温烧制的与电极活性材料等的反应，生成高电阻层，锂离子传导性有可能降低。

需要说明的是，这样的问题不限于包含LLZ类离子传导性粉末的离子传导体，另外，不限于在全固体电池的固体电解质层、电极中使用的离子传导体，对于具有锂离子传导性的离子传导体而言一般是共同的问题。

在本说明书中，公开了能够解决上述问题的技术。

用于解决问题的手段

在本说明书中公开的技术例如可以按以下的方式实现。

(1)在本说明书中公开的离子传导体包含具有锂离子传导性的离子传导性粉末，还包含具有锂离子传导性的离子液体，上述离子液体的平均厚度为5nm以上。根据本离子传导体，能够在不进行高温烧制的情况下，在成形体的状态下发挥高锂离子传导性。

(2)在上述离子传导体中可以采用上述离子传导体的空隙率为30％以下的构成。根据本离子传导体，能够进一步提高锂离子传导性。

(3)在上述离子传导体中可以采用上述离子传导性粉末具有至少含有Li、La、Zr和O的石榴石型结构或类石榴石型结构的构成。具有至少含有Li、La、Zr和O的石榴石型结构或类石榴石型结构的离子传导性粉末相对硬。但是，根据本离子传导体，即使使用相对硬的离子传导性粉末，也能够在不进行高温烧制的情况下，在成形体的状态下发挥高锂离子传导性。

(4)在上述离子传导体中可以采用25℃下的锂离子传导率为1.0×10^-5S/cm以上的构成。根据本离子传导体，能够得到锂离子传导率高达1.0×10^-5S/cm以上的离子传导体。