[发明专利]石榴石型固体电解质的前驱体溶液、石榴石型固体电解质的前驱体溶液的制造方法以及石榴石型固体电解质

说明书

提供一种提高锂离子传导性的石榴石型固体电解质的前驱体溶液、石榴石型固体电解质的前驱体溶液的制造方法以及石榴石型固体电解质。本发明的石榴石型固体电解质的前驱体溶液是由下述组成式表示的石榴石型固体电解质的前驱体溶液，其包含一种类的溶剂以及相对于溶剂具有溶解性的锂化合物、镧化合物、锆化合物、镓化合物及钕化合物，相对于下述组成式的化学计量组成，锂化合物为1.05倍以上且1.30倍以下，镧化合物、锆化合物、镓化合物以及钕化合物为等倍。(Lisubgt;7‑3x/subgt;Gasubgt;x/subgt;)(Lasubgt;3‑y/subgt;Ndsubgt;y/subgt;)Zrsubgt;2/subgt;Osubgt;12/subgt;其中，满足0.1≤x≤1.0、0.0＜y≤0.2。

技术领域

本发明涉及一种石榴石型固体电解质的前驱体溶液、石榴石型固体电解质的前驱体溶液的制造方法以及石榴石型固体电解质。

背景技术

在现有技术中，作为锂离子电池中使用的无机系的电解质，已知有石榴石型固体电解质。例如，在专利文献1中，提出了一种包含作为石榴石型或类似石榴石型的结晶质的第一电解质的固体电解质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2017-168396号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，在专利文献1所记载的固体电解质中，存在锂离子传导性有可能降低的课题。详细而言，将多种金属化合物溶液混合而制备固体电解质前驱体溶液。该金属化合物溶液分别使用丁醇、2-正丁氧基乙醇、乙醇等种类不同的有机溶剂。即，在固体电解质前驱体溶液中混合存在这些有机溶剂。另外，固体电解质前驱体溶液中包含的多种金属化合物有时对于这些有机溶剂溶解度各不相同。由此，在进行固体电解质前驱体溶液的溶剂干燥时，从沸点低的有机溶剂开始蒸发。因此，析出容易先从使用了沸点低的有机溶剂的金属化合物溶液中包含的金属开始进行。即，在固体电解质的合成工序中，构成固体电解质的多个金属有可能难以均匀地析出。如果多个金属不均匀地析出，则在固体电解质的内部生成副产物或产生不均匀的区域，锂离子传导性有可能降低。

用于解决的课题的方案

本申请的石榴石型固体电解质的前驱体溶液是由下述组成式表示的石榴石型固体电解质的前驱体溶液，其包含一种类的溶剂以及相对于溶剂具有溶解性的锂化合物、镧化合物、锆化合物、镓化合物以及钕化合物，相对于下述组成式的化学计量(stoichiometry)组成，锂化合物为1.05倍以上且1.30倍以下，镧化合物、锆化合物、镓化合物以及钕化合物为等倍。

(Li_7-3xGa_x)(La_3-yNd_y)Zr₂O₁₂

其中，满足0.1≤x≤1.0、0.0＜y≤0.2。

在上述的石榴石型固体电解质的前驱体溶液中，较优选的是，锆化合物为锆醇盐，锂化合物为锂金属盐化合物，镧化合物为镧金属盐化合物，镓化合物为镓金属盐化合物，钕化合物为钕金属盐化合物。

在上述的石榴石型固体电解质的前驱体溶液中，较优选的是，锂金属盐化合物、镧金属盐化合物、镓金属盐化合物以及钕金属盐化合物为硝酸盐。

在上述的石榴石型固体电解质的前驱体溶液中，较优选的是，锆醇盐的碳原子数为4以上且8以下，或沸点为300℃以上。

本申请的石榴石型固体电解质的前驱体溶液是由下述组成式表示的石榴石型固体电解质的前驱体溶液，其包含一种类的溶剂以及相对于溶剂具有溶解性的锂化合物、镧化合物、锆化合物、镓化合物以及钙化合物，相对于下述组成式的化学计量组成，锂化合物为1.05倍以上且1.30倍以下，镧化合物、锆化合物、镓化合物以及钙化合物为等倍。