本公開涉及一種離子傳導(dǎo)性固體以及全固態(tài)電池。

背景技術(shù)：

1、一直以來，輕量且高容量的鋰離子二次電池已經(jīng)搭載在智能手機(jī)和筆記本電腦等移動設(shè)備中以及電動汽車和混合動力電動汽車等交通設(shè)備中。

2、但是，由于現(xiàn)有的鋰離子二次電池使用含有可燃性溶劑的液體作為電解質(zhì)，因此擔(dān)心可燃性溶劑的漏液、電池短路時的起火。因此，近年來，為了確保安全性，使用與液體的電解質(zhì)不同的離子傳導(dǎo)性固體作為電解質(zhì)的二次電池備受關(guān)注，這種二次電池稱作全固態(tài)電池。

3、氧化物基固體電解質(zhì)和硫化物基固體電解質(zhì)等的固體電解質(zhì)作為全固態(tài)電池中使用的電解質(zhì)已經(jīng)廣為人知。其中氧化物基固體電解質(zhì)不會與大氣中的水分發(fā)生反應(yīng)而產(chǎn)生硫化氫，與硫化物基固體電解質(zhì)相比較，安全性高。

4、此外，全固態(tài)電池具有：含有正極活性物質(zhì)的正極、含有負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極、配置于該正極以及該負(fù)極之間的含有離子傳導(dǎo)性固體的電解質(zhì)和根據(jù)需要的集電體(正極活性物質(zhì)和負(fù)極活性物質(zhì)也統(tǒng)稱為“電極活性物質(zhì)”)。在使用氧化物基固體電解質(zhì)來制備全固態(tài)電池的情況下，為了降低固體電解質(zhì)中所含有的氧化物基材料的粒子間的接觸電阻而進(jìn)行熱處理。然而，現(xiàn)有的氧化物基固體電解質(zhì)因熱處理需要900℃以上的高溫，所以有可能造成固體電解質(zhì)與電極活性物質(zhì)反應(yīng)而形成高電阻相。該高電阻相有可能關(guān)系到離子傳導(dǎo)性固體的離子傳導(dǎo)率的下降，進(jìn)而導(dǎo)致全固態(tài)電池的輸出下降。

5、作為可通過在比900℃低的溫度下的熱處理而制備的氧化物基固體電解質(zhì)可列舉出li?2+xc?1-xb?xo?3(非專利文獻(xiàn)1)。

6、此外，還公開了相對于上述li?2+xc?1-xb?xo?3以特定比例含有特定元素可實現(xiàn)特性提高(專利文獻(xiàn)1)。

7、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

8、非專利文獻(xiàn)

9、非專利文獻(xiàn)1：solid?state?ionic?288(2016)248-252

10、專利文獻(xiàn)

11、專利文獻(xiàn)1：日本專利第6948676號公報

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、發(fā)明所要解決的課題

2、本公開提供一種可通過低溫下的熱處理而制備的且離子傳導(dǎo)性高的離子傳導(dǎo)性固體、以及具有此離子傳導(dǎo)性固體的全固態(tài)電池。

3、用于解決課題的技術(shù)方案

4、本公開的離子傳導(dǎo)性固體的特征在于是一種含有由通式li?6+a-c-2dyb?1-a-b-c-dm1am2?bm3?cm4?db?3o?9表示的氧化物的離子傳導(dǎo)性固體。

5、(式中，m1為選自由mg、mn、zn、ni、ca、sr以及ba組成的組中的至少一種金屬元素，

6、m2為選自由la、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、lu、in以及fe組成的組中的至少一種金屬元素，

7、m3為選自由zr、ce、hf、sn以及ti組成的組中的至少一種金屬元素，

8、m4為選自由nb以及ta組成的組中的至少一種金屬元素，

9、a為滿足0.000≤a≤0.800的實數(shù)，b為滿足0.000≤b≤0.900的實數(shù)，c為滿足0.000≤c≤0.800的實數(shù)，d為滿足0.000≤d≤0.800的實數(shù)，a、b、c、d為滿足0.000≤a+b+c+d＜1.000的實數(shù)。)

10、此外，本公開的全固態(tài)電池的特征在于是一種至少具有正極、負(fù)極以及電解質(zhì)的全固態(tài)電池，其中，

11、選自由該正極、該負(fù)極以及該電解質(zhì)組成的組中的至少一種含有本公開的離子傳導(dǎo)性固體。

12、發(fā)明效果

13、根據(jù)本公開的一方式，能夠獲得可通過低溫下的熱處理而制備的且離子傳導(dǎo)性高的離子傳導(dǎo)性固體、以及具有此離子傳導(dǎo)性固體的全固態(tài)電池。

技術(shù)特征：

1.一種離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，含有由通式li?6+a-c-2dyb?1-a-b-c-dm1?am2?b?m3?cm4db?3o?9表示的氧化物，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項所述的離子傳導(dǎo)性固體，其特征在于，

9.一種全固態(tài)電池，至少具有正極、負(fù)極以及電解質(zhì)，其特征在于，

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的全固態(tài)電池，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
一種離子傳導(dǎo)性固體，其為可通過低溫下的熱處理而制備的且離子傳導(dǎo)性高的離子傳導(dǎo)性固體。含有由通式Li6+a?c?2dYb1?a?b?c?dM1aM2bM3cM4dB3O9表示的氧化物的離子傳導(dǎo)性固體。式中，M1為選自由Mg、Mn、Zn、Ni、Ca、Sr以及Ba組成的組中的至少一種金屬元素，M2為選自由La、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、In以及Fe組成的組中的至少一種金屬元素，M3為選自由Zr、Ce、Hf、Sn以及Ti組成的組中的至少一種金屬元素，M4為選自由Nb以及Ta組成的組中的至少一種金屬元素，a、b、c、d分別為特定的范圍且為滿足0.000≤a+b+c+d＜1.000的實數(shù)。

技術(shù)研發(fā)人員：藤倉紗央莉,坂本典子,小林健志,柴惠隆
受保護(hù)的技術(shù)使用者：佳能奧普特龍株式會社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21