本發明專利技術的主要目的在于提供Li離子傳導性良好的固體電解質材料。本發明專利技術通過提供如下固體電解質材料來解決所述問題，所述固體電解質材料的特征在于，由通式Lix(La2-aM1a)(Ti3-bM2b)O9+δ表示，所述x滿足0＜x≤1，所述a滿足0≤a≤2，所述b滿足0≤b≤3，所述δ滿足-2≤δ≤2，所述M1為選自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba組成的組中的至少一種，所述M2為選自由Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga組成的組中的至少一種。
【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及Li離子傳導性良好的固體電解質材料。
技術介紹
近年來，伴隨個人電腦、攝像機和手機等信息相關設備和通信設備等的迅速普及，作為其電源使用的電池的開發受到重視。另外，在汽車產業界等中，也正在進行用于電動汽車或混合動カ汽車的高輸出且高容量的電池的開發。目前，在各種電池中，從能量密度高的觀點出發，鋰二次電池受到關注。 目前市售的鋰電池使用含有可燃性的有機溶劑的電解液，因此，在抑制短路時溫度上升的安全裝置的安裝、用于防止短路的結構和材料方面需要進行改善。與此相對，將電解液變為固體電解質層、使電池全固體化而得到的鋰電池，由于在電池內不使用可燃性的有機溶劑，因此認為可實現安全裝置的簡化并且使制造成本和生產率優良。作為全固體鋰電池中使用的固體電解質材料，已知Li-La-Ti-O系固體電解質材料(LLT)。例如，專利文獻I中公開了ー種固體電解質膜，具有鋰離子傳導性，其特征在干，具有LaxLiyTizO3 (O. 4彡X彡O. 6,0. 4彡Y彡O. 6,0. 8彡Z彡I. 2、Y < X)的組成，并且為非晶質結構。另夕卜，專利文獻2中公開了ー種固體電解質層，由含有Li、La和Ti的復合氧化物所形成的固體電解質構成，所述固體電解質層具有非晶質層、結晶質層和晶格缺陷層。另外，專利文獻2中記載了如下內容固體電解質材料的組成優選為La2/3_XLI3xTiO3(O. 03彡χ彡O. 167)。另外，該固體電解質材料相當于通過使用行星式球磨機并進行煅燒而合成的所謂的塊體，而不是薄膜。另外，專利文獻3中公開了 ー種由LixLayTiz03(x、y、z滿足O. 08 ^ x ^ O. 75,O. 8 < ζ < I. 2、x+3y+4z=6)表示的I丐鈦礦型復合氧化物。另外，專利文獻4的實施例中公開了ー種由LiaMlAuTiOiM表不的鋰離子傳導體。另外,專利文獻5的實施例中公開了ー種由LicuLaaS7TiO3表示的鈣鈦礦型氧化物。現有技術文獻專利文獻專利文獻I :日本特開2009-238704號公報專利文獻2 :日本特開2008-059843號公報專利文獻3 :日本特開平11-079746號公報專利文獻4 :日本特開平6-333577號公報專利文獻5 :日本特開平9-219215號公報
技術實現思路
專利技術所要解決的問題從電池的高輸出化的觀點出發，需要Li離子傳導性良好的固體電解質材料。本專利技術鑒于上述實際情況而完成，其主要目的在于提供Li離子傳導性良好的固體電解質材料。用于解決問題的方法為了解決上述問題，本專利技術中提供ー種固體電解質材料，其特征在干，由通式Lix (La2_aMla) (Ti3_bM2b)09+s表示，上述χ滿足O < χ彡1，上述a滿足O彡a彡2，上述b滿足O彡b彡3，上述δ滿足-2彡δ彡2，上述Ml為選自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba組成的組中的至少ー種，上述M2為選自由Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga組成的組中的至少ー種。 根據本專利技術，由于具有上述通式，因此，能夠制成Li離子傳導性良好的固體電解質材料。上述專利技術中，優選上述χ滿足O. 02 < χ < O. 28。這是因為能夠制成Li離子傳導性更良好的固體電解質材料。上述專利技術中，優選上述χ滿足O. 09彡χ彡O. 24。這是因為能夠制成Li離子傳導性顯著高的固體電解質材料。上述專利技術中，優選固體電解質材料為結晶質。這是因為晶粒內的Li離子傳導率高。本專利技術中，通過使用例如反應性蒸鍍法，能夠使晶粒之間良好地接合，即使為結晶質也能夠抑制晶界處的電阻增加。上述專利技術中，優選固體電解質材料具有鈣鈦礦型結構。這是因為能夠制成Li離子傳導性高的固體電解質材料。上述專利技術中，優選固體電解質材料為薄膜狀。這是因為，通過使用例如反應性蒸鍍法等，能夠制成致密的固體電解質材料，從而能夠提高Li離子傳導性。上述專利技術中，優選固體電解質材料的厚度在200ηπΓ5μπι的范圍內。上述專利技術中，優選上述a和上述b為O。另外，本專利技術中提供一種鋰電池，包含含有正極活性物質的正極活性物質層、含有負極活性物質的負極活性物質層以及形成在上述正極活性物質層與上述負極活性物質層之間的固體電解質層，其特征在于，上述固體電解質層含有上述的固體電解質材料。根據本專利技術，通過使用上述的固體電解質材料，能夠得到高輸出的鋰電池。另外，本專利技術中提供ー種固體電解質材料的制造方法，其特征在于，具有原料準備エ序，準備由 Li、La、Ti、Ml(Ml 為選自由 Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba 組成的組中的至少ー種)和 M2 (M2 為選自由 Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga 組成的組中的至少ー種)構成的原料；以及薄膜形成ェ序，使用上述原料，通過使用氧的反應性蒸鍍法在基板上形成固體電解質材料,所述固體電解質材料由通式Lix (La2_aMla) (Ti3_bM2b)09+δ表示,上述χ滿足O < χ < I,上述a滿足O < a < 2,上述b滿足O < b < 3,上述δ滿足-2彡δ彡2。根據本專利技術，通過使用反應性蒸鍍法，能夠形成致密的薄膜，并且通過設定為上述通式，能夠得到Li離子傳導性良好的固體電解質材料。上述專利技術中，優選上述χ滿足O. 02 < χ < O. 28。這是因為能夠得到Li離子傳導性更良好的固體電解質材料。上述專利技術中，優選上述固體電解質材料為結晶質并且具有鈣鈦礦型結構。這是因為能夠制成Li離子傳導性高的固體電解質材料。上述專利技術中，優選上述固體電解質材料的厚度在200ηπΓ5 μ m的范圍內。這是因為，能夠得到致密的固體電解質材料，從而能夠提高Li離子傳導性。上述專利技術中，優選在上述薄膜形成エ序中，通過使用氧等離子體的反應性蒸鍍法形成上述固體電解質材料。上述專利技術中，優選上述基板為具有正極活性物質層或負極活性物質層的構件。這是因為在鋰電池的制作中有用。專利技術效果本專利技術達到能夠得到Li離子傳導性良好的固體電解質材料的效果。附圖說明 圖I是說明本專利技術的固體電解質材料的三元相圖。圖2是表示本專利技術的鋰電池的一例的示意剖面圖。圖3是表示本專利技術的固體電解質材料的制造方法的一例的示意剖面圖。圖4是實施例Γ7中得到的固體電解質材料的活化能的結果。具體實施例方式以下，對本專利技術的進行詳細說明。A.固體電解質材料首先，對本專利技術的固體電解質材料進行說明。本專利技術的固體電解質材料的特征在于，由通式Lix(La2_aMla) (Ti3_bM2b) 09+δ表示，上述χ滿足O <χ彡1，上述a滿足O彡a彡2，上述b滿足O彡b彡3，上述δ滿足-2彡δ彡2，上述Ml為選自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba組成的組中的至少ー種，上述M2為選自由Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga組成的組中的至少ー種。根據本專利技術，由于具有上述通式，因此，能夠制成Li離子傳導性良好的固體電解質材料。另外，如后述的實施例中記載的那樣，通過將X的范圍設本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】1.ー種固體電解質材料，其特征在干，由通式 Lix(La2_aMla) (Ti3_bM2b) 09+s 表示， 所述X滿足O < X < I,所述a滿足O < a < 2,所述b滿足O < b < 3,所述δ滿足-2彡δ彡2， 所述Ml為選自由Sr、Na、Nd、Pr、Sm、Gd、Dy、Y、Eu、Tb、Ba組成的組中的至少一種， 所述 M2 為選自由 Mg、W、Mn、Al、Ge、Ru、Nb、Ta、Co、Zr、Hf、Fe、Cr、Ga 組成的組中的至少ー種。2.如權利要求I所述的固體電解質材料，其特征在于，所述X滿足O.02 < X < O. 28。3.如權利要求I或2所述的固體電解質材料，其特征在于，所述X滿足O. 09 彡 X 彡 O. 24。4.如權利要求1 3中任一項所述的固體電解質材料，其特征在于，所述固體電解質材料為結晶質。5.如權利要求廣4中任一項所述的固體電解質材料，其特征在于，具有鈣鈦礦型結構。6.如權利要求1飛中任一項所述的固體電解質材料，其特征在于，所述固體電解質材料為薄膜狀。7.如權利要求Γ6中任一項所述的固體電解質材料，其特征在于，厚度在200ηπΓ5μ m的范圍內。8.如權利要求Γ7中任一項所述的固體電解質材料，其特征在于，所述a和所述b為O09.一種鋰電池，包含含有正極活性物質的正極活性物質層、含有負極活性物質的負極活性物質層、以及形成在所述正極活性物質層與所述負極活性物質層之間的固體電解質層，所述鋰電池的特征在干， 所述固體電解質層含有權利要求廣8中任一...
【專利技術屬性】
技術研發人員：矢田千宏，陶山博司，橫石章司，布賴恩·埃利奧特·海登，蒂里·勒蓋爾，鄧肯·克利福德·艾倫·史密斯，克里斯托弗·愛德華·李，
申請(專利權)人：豐田自動車株式會社，
類型：
國別省市：
還沒有人留言評論。發表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。