[发明专利]LGPS系固体电解质的制造方法

说明书

利用本发明，能够提供一种LGPS系固体电解质的制造方法，其特征在于，包括：溶液化工序，其在有机溶剂中将Li₂S和P₂S₅以Li₂S/P₂S₅＝1.0～1.85的摩尔比进行混合并反应，由此调制均匀溶液；沉淀化工序，其向上述均匀溶液中添加至少1种的MS₂(M选自Ge、Si和Sn)和Li₂S并进行混合，形成沉淀；干燥工序，其从上述沉淀中除去上述有机溶剂，得到前体；和加热处理工序，其以200～700℃对上述前体进行加热处理，得到LGPS系固体电解质。

技术领域

本发明涉及一种LGPS系固体电解质的制造方法。其中，LGPS系固体电解质是指含有Li、P和S且具有特定的结晶结构的固体电解质，例如可以列举含有Li、M(M选自Ge、Si和Sn中的一种以上的元素)、P和S的固体电解质。

背景技术

近年来，在便携式信息终端、便携式电子设备、电动汽车、混合动力电动汽车和固定式蓄电系统等用途中，锂离子二次电池的需求在增加。然而，现有的锂离子二次电池使用可燃性的有机溶剂作为电解液，为了不泄漏有机溶剂，需要牢固的外包装。另外，在便携式个人电脑等中，需要采用防备电解液万一漏出时的风险的结构等，也制约了设备的结构。

另外，其用途已扩展至汽车、飞机等移动物体，在固定式的锂离子二次电池中要求大的容量。在这样的状况下，有安全性比以往更受重视的倾向，正在大力开发不使用有机溶剂等有害物质的全固体锂离子二次电池。

例如，作为全固体锂离子二次电池中的固体电解质，正在研究使用氧化物、磷酸化合物、有机高分子、硫化物等。

在这些固体电解质中，硫化物具有离子电导率高、比较柔软且容易形成固体－固体之间的界面的特征。作为活性物质也稳定，正在被开发成实用的固体电解质。

在硫化物固体电解质中，有具有特定的结晶结构的LGPS系固体电解质(非专利文献1和专利文献1)。在硫化物固体电解质中，LGPS的离子电导率极高，能够在－30℃的低温至100℃的高温下稳定工作，实用化的期待高。

然而，在现有的LGPS系固体电解质的制造方法中，需要利用复杂处理进行非晶态化工序，并且将挥发和分解性高的P₂S₅用作原料，因此有不仅只能进行小规模合成、而且不易得到显示稳定的性能的LGPS系固体电解质这样的技术问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：WO2011－118801

非专利文献

非专利文献1：Nature Energy 1，Article number：16030(2016)

发明内容

发明所要解决的技术问题

在这样的状况下，希望提供生产率优异、抑制副产物的产生且显示稳定的性能的LGPS系固体电解质的制造方法。

用于解决技术问题的技术方案

因此，本发明的发明人鉴于上述技术问题，进行了精心研究，获得了如下的预料之外的见解：在有机溶剂中将Li₂S和P₂S₅进行混合并反应而形成均匀溶液，使至少1种的MS₂(M选自Ge、Si和Sn)悬浮在该均匀溶液中，接着，添加Li₂S并进行混合，将由此而得到的沉淀作为前体，从而能够不使用机械研磨，稳定地制造杂质少的LGPS系固体电解质。

即，本发明如下所述。

＜1＞一种LGPS系固体电解质的制造方法，其特征在于，包括：