本公開涉及一種離子傳導性固體以及全固態(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)搭載在智能手機和筆記本電腦等移動設備中以及電動汽車和混合動力電動汽車等交通設備中。

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、含有負極活性物質(zhì)的負極、配置于該正極以及該負極之間的含有離子傳導性固體的電解質(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)反應而形成高電阻相。該高電阻相有可能關(guān)系到離子傳導性固體的離子傳導率的下降，進而導致全固態(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1)。

7、現(xiàn)有技術(shù)文獻

8、非專利文獻

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

10、專利文獻

11、專利文獻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性高的離子傳導性固體、以及具有此離子傳導性固體的全固態(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性高的離子傳導性固體、以及具有此離子傳導性固體的全固態(tài)電池。

技術(shù)特征：

1.一種離子傳導性固體，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性固體，其特征在于，

9.一種全固態(tài)電池，至少具有正極、負極以及電解質(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)
一種離子傳導性固體，其為可通過低溫下的熱處理而制備的且離子傳導性高的離子傳導性固體。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