[发明专利]硫化物固体电解质

说明书

本发明的目的之一在于提供一种在电池制造时的加工性良好且离子传导率较高的硫化物固体电解质。本发明涉及一种硫化物固体电解质，包含锂、磷以及硫，在使用CuKα射线的粉末X射线衍射中，在2θ＝25.2±0.5deg具有衍射峰A，在2θ＝29.7±0.5deg具有衍射峰B，在固体³¹P‑NMR测量中，将在60～120ppm的范围内观测到的峰进行峰分离而得的峰的至少一个峰的半宽值为500～800Hz。

技术领域

本发明涉及硫化物固体电解质。

背景技术

近年来，随着计算机、摄像机以及移动电话等信息相关设备或者通讯设备等迅速地普及，作为其电源而利用的电池的开发也被重视起来。从高能量密度的观点来看，在该电池中，锂离子电池备受瞩目。

由于目前市售的锂离子电池使用了包含可燃性的有机溶剂的电解液，所以需要安装抑制短路时温度上升的安全装置或者在用于防止短路的结构、材料方面进行改善。与之相对地，由于将电解液变为固体电解质从而将电池全固体化的锂离子电池在电池内不使用可燃性有机溶剂，所以被认为可以实现安全装置的简化，且制造成本及生产性优良。

作为锂离子电池所采用的固体电解质，公知有硫化物固体电解质。作为硫化物固体电解质的晶体结构，已知有各种各样的结构，但从扩大电池的使用温度区域的观点出发，优选为在较广的温度范围内结构难以变化的稳定的晶体结构。作为这样的硫化物固体电解质，开发有例如具有硫银锗矿(Argyrodite)型晶体结构的硫化物固体电解质(例如参照专利文献1～5)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2010-540396号公报

专利文献2：国际公开WO2015/011937

专利文献3：国际公开WO2015/012042

专利文献4：日本特开2016-24874号公报

专利文献5：国际公开WO2016/104702

发明内容

具有硫银锗矿型晶体结构的硫化物固体电解质的稳定性较高，此外，还存在离子传导率较高的硫化物固体电解质。然而，要求进一步改善电池制造时的加工性和离子传导率等。

本发明的目的之一在于提供一种在电池制造时的加工性良好且离子传导率较高的硫化物固体电解质。

本发明人们深入研究的结果为，发现了与以往的具有硫银锗矿型晶体结构的硫化物固体电解质具有不同的特征的硫化物固体电解质。本发明的一实施方式的硫化物固体电解质在固体³¹P-NMR测量中，观测到半宽值为500～800Hz的峰。此外，在本发明的一实施方式的硫化物固体电解质中，在粉末X射线衍射中，在2θ＝25.2±0.5deg具有衍射峰A，在2θ＝29.7±0.5deg具有衍射峰B，衍射峰B相对于Si的相对半宽值为1.3以上3.0以下，衍射峰B相对于Si的相对峰强度为0.01以上0.15以下。上述特征未在以往的硫化物固体电解质中观测到。

本发明发现，具有上述特征的新型硫化物固体电解质在电池制造时的加工性较高，具体而言，压密性较好且离子传导率较高。

根据本发明的一实施方式，提供了一种硫化物固体电解质，包含锂、磷以及硫，在使用CuKα射线的粉末X射线衍射中，在2θ＝25.2±0.5deg具有衍射峰A，在2θ＝29.7±0.5deg具有衍射峰B，在固体³¹P-NMR测量中，将在60～120ppm的范围内观测到的峰进行峰分离而得的峰的至少一个峰的半宽值为500～800Hz。