[发明专利]固体电解质的前体溶液

说明书

本发明提供即使在1000℃以下的低温进行烧成，也能够实现高锂离子传导率的固体电解质的前体溶液。本申请的固体电解质的前体溶液是由Li_7‑xLa₃(Zr_2‑xM_x)O₁₂表示的石榴石型的固体电解质的前体溶液，组成式中，元素M是从Nb、Ta、Sb中选择的两种以上的元素，满足0.0x2.0，包含一种溶剂和在溶剂中显示溶解性的锂化合物、镧化合物、锆化合物和包含元素M的化合物，相对于上述组成式的化学计量组成，锂化合物是1.05倍以上且1.20倍以下，镧化合物是等倍的，锆化合物是等倍的，包含元素M的化合物是等倍的。

技术领域

本发明涉及二次电池所使用的固体电解质的前体溶液。

背景技术

近来，因为能够得到高电动势而采用锂二次电池作为各种电子设备、机动车等移动物体的电源。例如，专利文献1中公开了一种锂二次电池，具备固体电解质层和与固体电解质层相接而配置的耐锂还原层，耐锂还原层含有由下述组成式(1)表示的化合物，耐锂还原层和固体电解质层的界面是耐锂还原层和固体电解质层的连续层。

Li_7-xLa₃(Zr_2-xM_x)O₁₂…(1)

式中的金属M表示Nb、Sc、Ti、V、Y、Hf、Ta、Al、Si、Ga、Ge、Sn以及Sb中的至少一种，X表示0～2。

另外，上述专利文献1中公开了一种耐锂还原层的成膜方法，具备：使用溶剂和基于上述组成式(1)的化学计量组成而分别包含在溶剂中显示溶解性的锂化合物、镧化合物、锆化合物、包含金属M的化合物的耐锂还原层形成用组合物来形成液状被膜的第一工序，和加热液状被膜的第二工序。由上述组成式(1)表示的组合物是石榴石型的固体电解质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2016-72210号公报

上述专利文献1的耐锂还原层形成用组合物的溶剂能够适用水、单一的有机溶剂、包含水和至少一种有机溶剂的混合溶剂、包含至少两种以上的有机溶剂的混合溶剂中的任一者。

然而，在使用混合溶剂的情况下，由于混合溶剂所包含的多种溶剂的沸点必定不同，而且锂化合物、镧化合物、锆化合物、包含金属M的化合物在多种溶剂的每一个中的溶解性不同，在固体电解质的形成过程中的烧成易于生成副产物。生成副产物时，不能得到所需组成的固体电解质，因此存在不能实现具有所需的离子传导率的固体电解质的技术问题。

发明内容

本申请的固体电解质的前体溶液的特征在于，是由组成式Li_7-xLa₃(Zr_2-xM_x)O₁₂表示的石榴石型的固体电解质的前体溶液，组成式中，元素M是从Nb、Ta、Sb中选择的两种以上的元素，满足0.0x2.0，包含一种有机溶剂和在有机溶剂中显示溶解性的锂化合物、镧化合物、锆化合物和包含元素M的化合物，相对于上述组成式的化学计量组成，锂化合物是1.05倍以上且1.20倍以下，镧化合物是等倍的，锆化合物是等倍的，包含元素M的化合物是等倍的。

需要说明的是，由上述组成式表示的石榴石型的固体电解质是指石榴石型结晶结构或类石榴石型结晶结构的固体电解质。

上述所述的固体电解质的前体溶液中，优选锂化合物是锂金属盐化合物、镧化合物是镧金属盐化合物、锆化合物是烷氧基锆、包含元素M的化合物是元素M的醇盐。

上述所述的固体电解质的前体溶液中，优选锂金属盐化合物、镧金属盐化合物是硝酸盐。

上述所述的固体电解质的前体溶液所含有的水分量优选是10ppm以下。