[发明专利]固体电解质材料、固体电解质层、氟化物离子电池和氟化物离子电池的制造方法

说明书

本发明涉及固体电解质材料、固体电解质层、氟化物离子电池和氟化物离子电池的制造方法。本公开以提供一种低温下的氟化物离子传导率良好的固体电解质材料为课题。在本公开中，通过提供一种固体电解质材料来解决所述课题，该固体电解质材料是用于氟化物离子电池的固体电解质材料，其特征在于，含有以具有氟铈镧矿结构且含有F元素的结晶相作为主相的固体电解质粒子和CsF，所述固体电解质材料中的所述CsF的含量为50重量％以下。

技术领域

本公开涉及在例如80℃左右的较低温下的氟化物离子传导率良 好的固体电解质材料。

背景技术

作为高电压且高能量密度的电池，例如已知有Li离子电池。Li 离子电池是利用了Li离子与正极活性物质的反应以及Li离子与负极 活性物质的反应的阳离子基的电池。另一方面，作为阴离子基的电池， 已知有利用了氟化物离子(氟化物阴离子)的反应的氟化物离子电池。

例如，在非专利文献1中，公开了一种具有氟铈镧矿结构的氟化 物离子传导性固体电解质。另外，在专利文献1中，公开了一种使用 了包含溶剂和氟化物盐的电解液的液系氟化物离子电池。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-145758号公报

非专利文献

非专利文献1：Carine Rongeat et al.,“Solid Electrodes for Dluoride IonBatteries:Ionic Conductivity in Polycrystalline Tysonite-Type Fluorides”,ACSAppl.Mater.Interface 2014,6, 2103-2110,Published January 20,2014

发明内容

发明所要解决的课题

但是，以往的氟化物离子固体电池虽然在例如200℃以上的高温 下呈现作为高容量电池的功能，但是在低温状态下难以作为电池发挥 作用。作为其一个原因，可举出在低温状态下，固体电解质的氟化物 离子传导率低。

本公开是鉴于上述实际情况而完成的，主要目的在于，提供在例 如80℃左右的较低温下的氟化物离子传导率良好的固体电解质材料。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，在本公开中，提供一种固体电解质材料，其 是用于氟化物离子电池的固体电解质材料，其特征在于，含有以具有 氟铈镧矿结构且含有F元素的结晶相作为主相的固体电解质粒子和 CsF，所述固体电解质材料中的所述CsF的含量为50重量％以下。

根据本公开，通过含有规定量的CsF，可制得在较低温下的氟化 物离子传导率良好的固体电解质材料。

在本公开中，优选所述结晶相具有由Ln_1-xM_xF_3-x(Ln为镧系金属， M为碱土金属。x满足0≤x≤0.2。)表示的组成。

在本公开中，优选所述固体电解质材料中的所述CsF的含量在20 重量％～30重量％的范围内。

在本公开中，提供一种固体电解质层，其是用于氟化物离子电池 的固体电解质层，其特征在于，含有上述的固体电解质材料。

根据本公开，通过固体电解质层含有上述的固体电解质材料，可 制得在较低温下的氟化物离子传导率良好的固体电解质层。

在本公开中，提供一种氟化物离子电池，其是具有正极层、负极 层、以及形成于所述正极层和所述负极层之间的电解质层的氟化物离 子电池，其特征在于，所述固体电解质层含有上述的固体电解质材料。