[发明专利]陶瓷粉末材料、陶瓷粉末材料的制造方法、成型体、烧结体及电池

说明书

一种陶瓷粉末材料，包含有含Li的石榴石型化合物，细孔容积为0.4mL/g以上1.0mL/g以下。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷粉末材料、陶瓷粉末材料的制造方法、成型体、烧结体及电池。

背景技术

石榴石为化学组成以M²⁺₃M³⁺₂Si₃O₁₂(M²⁺＝Mg、Ca、Mn、Fe，M³⁺＝Al、Cr、Fe)表示的立方晶系硅酸盐矿物。此外，表现为与石榴石相同的晶体结构的石榴石型化合物不限于硅酸盐，晶体结构中的所有M²⁺，M³⁺，Si⁴⁺离子的位置能够用各价离子来取代。因此，存在各种各样的具有与石榴石相同的晶体结构的石榴石型化合物。而且，化学合成的石榴石型化合物中也有在工业上被广泛利用的物质。

近年来，石榴石型化合物中，Li₇La₃Zr₂O₁₂(以下也称为“LLZ”)和在LLZ中导入了各种添加元素的类LLZ化合物具有高锂离子传导率，且对于锂金属显示出高电化学稳定性，因此，有望作为全固态锂离子二次电池的固体电解质材料。全固态锂离子二次电池是新一代二次电池，由于其使用了不可燃的固体电解质材料，因此具有极高的安全性，为实现其实际应用，正在积极地进行材料和设备的研发(例如，参考专利文献1-3)。另外，以下将LLZ和类LLZ化合物统称为“LLZ系石榴石型化合物”。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-32259号公报

专利文献2：日本特开2017-168396号公报

专利文献3：日本特表2017-511781号公报

发明内容

发明要解决的问题

全固态电池和半固态电池中的电解质部件需要减薄厚度以降低电池电阻。因此，要求作为电解质部件的原料的粉体为数μm以下的微粒。

当然，固体电解质材料之一的LLZ系石榴石型化合物也需要相同的物理性质。作为得到微粒LLZ系石榴石型化合物的公知技术，已知通过如湿式粉碎等强机械解碎力，将以任意方法合成的LLZ系石榴石型化合物的粉末材料进行粉碎的方法。虽然该方法中可以得到粒径为1μm以下的微粒，但使用溶剂也会产生弊端。若将水用作溶剂，则伴随吸湿和Li的解吸，会大大损害材料的特性。若使用有机溶剂，则由于使用大量有机溶剂，因此从成本和环境负荷的观点来看，很难说是工业上优异的方法。综上可以认为，作为用来得到微粒LLZ系石榴石型化合物的方法，不宜使用湿式粉碎。

然而，通过公知技术的方法得到的LLZ系石榴石型化合物的粉末材料非常坚固，除非是如湿式粉碎等强力解碎手法，否则难以使其微粒化。此外，不仅仅是LLZ系石榴石型化合物，含Li的石榴石型化合物的粉末材料也非常坚固，除非是如湿式粉碎等强力解碎手法，否则难以使其微粒化。这是因为含Li的石榴石型化合物的粉末材料是由空隙少的高密度石榴石型化合物的颗粒构成的。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种陶瓷粉末材料，其包含有含Li的石榴石型化合物，并具有易粉碎性。本发明的另一个目的在于提供一种该陶瓷粉末材料的制造方法。本发明的又一个目的在于提供一种使用该陶瓷粉末材料得到的成型体。本发明的又一个目的在于提供一种使用该成型体得到的烧结体。本发明的又一个目的在于提供一种电池，其具有通过对该陶瓷粉末材料进行烧结而得到的烧结体。

解决问题的方案