[发明专利]硫化物固体电解质及其制造方法

说明书

本发明的目的在于，提供粒径小、比表面积低的硫化物固体电解质、使用了该硫化物固体电解质的电极合剂、浆料和电池、以及该硫化物固体电解质的制造方法，提供一种硫化物固体电解质，其含有锂(Li)元素、磷(P)元素和硫(S)元素，中值粒径D₅₀为0.10μm以上且2.0μm以下，下述式：(A×B)/C[式中，A表示BET比表面积(m²/g)，B表示真密度(g/cm³)，C表示CS值(m²/cm³)。]的值为1.0以上且2.5以下。

技术领域

本发明涉及硫化物固体电解质、使用了该硫化物固体电解质的电极合剂、浆料和电池、以及该硫化物固体电解质的制造方法。

背景技术

固体电池由于不使用可燃性的有机溶剂，因此可以实现安全装置的简化，并且还具有可以使制造成本和生产率优异、而且在单元内串联层叠而实现高电压化这种特征。对于固体电池中使用的硫化物固体电解质而言，由于除锂离子以外不会移动，因此不会产生由于阴离子的移动所导致的副反应等，可以期待实现安全性和耐久性的改善。

作为硫化物固体电解质，已知含有硫银锗矿(Argyrodite)型晶相的硫化物固体电解质(例如专利文献1～专利文献5)。

另外，专利文献6中记载了得到中值粒径D₅₀为2.1μm～4.5μm的硫化物固体电解质的制造方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-250580号公报

专利文献2：日本特开2016-024874号公报

专利文献3：日本特开2010-033732号公报

专利文献4：日本特开2011-044249号公报

专利文献5：日本特开2012-043646号公报

专利文献6：日本特开2019-036536号公报

发明内容

发明要解决的问题

固体电池中，为了得到良好的电池特性，在正负极的电极内部优选均匀地分布硫化物固体电解质，为了实现这种硫化物固体电解质的均匀分布，优选减小硫化物固体电解质的粒径。硫化物固体电解质的粒径可以通过硫化物固体电解质的粉碎来减小。但是，由于粉碎而产生形状变形的颗粒、粉碎时产生的微粉聚集而成的二次颗粒，因此硫化物固体电解质的比表面积增大，吸附于颗粒表面的溶剂量增加，因此含有硫化物固体电解质的浆料的粘度增大。因此，为了调整浆料的粘度而需要大量的溶剂，成本增大，电池的生产率降低。因此要求减小硫化物固体电解质的粒径、并且降低比表面积。

另外，硫化物固体电解质若与大气中的水分反应则产生有毒的硫化氢气体，并且由于分解而离子传导率的降低。因此，电池生产时维持低水分环境的成本增大，电池的生产率降低。为粒径小、比表面积低的固体电解质的情况下，可以减小与大气中的水分的反应面积，因此可以抑制硫化氢气体的产生和由于分解所导致的离子传导率的降低。因此，从这些观点考虑，也要求减小硫化物固体电解质的粒径、并且降低比表面积。

因此，本发明的目的在于，提供粒径小、比表面积低的硫化物固体电解质、使用了该硫化物固体电解质的电极合剂、浆料和电池、以及该硫化物固体电解质的制造方法。

用于解决问题的方案

为了解决上述问题，本发明提供以下的发明。

[1]一种硫化物固体电解质，其含有锂(Li)元素、磷(P)元素和硫(S)元素，