[发明专利]固体电解质的制造方法

说明书

本发明提供一种固体电解质的制造方法，使用液相法得到具有较高的离子电导率的固体电解质，其特征在于，包括：第一工序，将2种以上满足下述(1)的化合物及满足下述(2)的络合剂1混合；第二工序，在所述第一工序之后，进一步将满足下述(3)的络合剂2混合。(1)一种化合物，包含从锂元素、硫元素、磷元素及卤素元素构成的组中选择的1种以上。(2)能够形成包含Li₃PS₄及卤素元素的络合物的络合剂。(3)能够形成包含Li₃PS₄的络合物的络合剂1以外的络合剂。

技术领域

本发明涉及固体电解质的制造方法。

背景技术

近年来，随着个人计算机、摄像机及移动电话等信息相关设备或通讯设备等的迅速普及，作为其电源而利用的电池的开发也被重视起来。以往，在用于这样的用途的电池中，使用包含可燃性的有机溶剂的电解液，但通过使电池全固体化，由于在电池内不使用可燃性的有机溶剂而实现安全装置的简化，且制造成本、生产性优异，因此进行了将电解液替换为固体电解质层的电池的开发。

作为固体电解质层所使用的固体电解质的制造方法，大致分为固相法与液相法，进而在液相法中存在使固体电解质材料完全溶解于溶剂的均匀法、和使固体电解质材料不完全溶解于溶剂而经过固液共存的悬浮液的非均匀法。例如，作为固相法，已知有以下方法：使用球磨机、珠磨机等装置对硫化锂、五硫化二磷等原料进行机械研磨处理，根据需要进行加热处理，由此制造非晶质或结晶性的固体电解质的方法(例如，参照专利文献1)。根据该方法，通过对硫化锂等原料施加机械应力而促进固体彼此的反应，从而得到固体电解质。

另一方面，作为液相法中的均匀法，已知有使固体电解质溶解于溶剂从而再析出的方法(例如，参照专利文献2)，此外，作为非均匀法，已知有在包含极性非质子性溶剂的溶剂中使硫化锂等固体电解质原料反应的方法(参照专利文献3、4及非专利文献1)。例如，在专利文献4中，作为Li₄PS₄I结构的固体电解质的制造方法，公开有包括使用二甲氧基乙烷(DME)与Li₃PS₄结构键合从而得到Li₃PS₄·DME的工序的方法。得到的固体电解质的离子电导率为5.5×10^-5S/cm(掺杂钙的固体电解质的离子电导率为3.9×10^-4S/cm)。近年来，对于全固体电池的实用化，液相法作为除了通用性和应用性以外还能够简便且大量地合成的方法备受瞩目。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2017/159667号册子

专利文献2：日本特开2014-191899号公报

专利文献3：国际公开第2014/192309号册子

专利文献4：国际公开第2018/054709号册子

非专利文献

非专利文献1：《CHEMISTRY OF MATERIALS(材料化学)》，2017年，第29号，第1830-1835页

发明内容

发明要解决的技术问题

然而，由于以往的伴随着机械研磨处理等的固相法以固相反应为中心，容易得到高纯度的固体电解质，因此能够实现较高的离子电导率，与此相对，由于在液相法中使固体电解质溶解，因此出于在析出时会产生固体电解质成分的一部分的分解或缺损等理由，与固相合成法相比，难以实现较高的离子电导率。