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公開番号2024067375
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-17
出願番号2022177405
出願日2022-11-04
発明の名称無機塩化物及びその製造方法。
出願人公立大学法人大阪
代理人弁理士法人三枝国際特許事務所
主分類C01G 25/04 20060101AFI20240510BHJP(無機化学)
要約【課題】新たな、カリウムイオン伝導性を示す無機塩化物を提供する。
【解決手段】K、Zr、及びClを含み、K2TeCl6型結晶相を含む、無機塩化物。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項1】
K、Zr、及びClを含み、K

TeCl

型結晶相を含む、無機塩化物。
続きを表示(約 830 文字)【請求項2】
さらに、K及びZr以外の金属を含み、
前記K及びZr以外の金属は、2価~6価の金属である、請求項1に記載の無機塩化物。
【請求項3】
前記K及びZr以外の金属は、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Ga、As、Y、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sb、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Ir、Au、Tl、Tc、W、Re、Os、Pt、Bi及びHfからなる群より選ばれる少なくとも1種である、請求項2に記載の無機塩化物。
【請求項4】
前記K及びZr以外の金属の含有量は、Cl(塩素)6モルに対して1モル未満である、請求項2に記載の無機塩化物。
【請求項5】
単斜晶相を含む、請求項1に記載の無機塩化物。
【請求項6】
粉末X線回折パターンにおいて、±1.2°の許容範囲で、回折角2θ=29.5°及び/又は44.0°にピークを有する、請求項1に記載の無機塩化物。
【請求項7】
前記ピークそれぞれの半価幅が0.30~1.0°である、請求項6に記載の無機塩化物。
【請求項8】
請求項1~7のいずれか一項に記載の無機塩化物の製造方法であって、
塩化カリウム(KCl)と、塩化ジルコニウム(ZrCl

)とを含む原料粉末に対してメカノケミカル処理を施す工程を備える、製造方法。
【請求項9】
前記原料粉末は、さらに、K及びZr以外の金属の塩化物を含み、
前記K及びZr以外の金属は、2価~6価の金属である、請求項8に記載の製造方法。
【請求項10】
請求項1~7のいずれか一項に記載の無機塩化物を含有する、カリウムイオン二次電池用固体電解質。
(【請求項11】以降は省略されています)

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、無機塩化物及びその製造方法に関する。
続きを表示(約 1,300 文字)【背景技術】
【0002】
優れた安全性、レート特性、及びエネルギー密度等の観点から、全固体電池への関心が世界中で拡大している。全固体電池を提供するには、固体電解質が必要となる。固体電解質のなかでも、リチウムイオン伝導性固体電解質について数多くの研究がなされている。一方で、リチウム資源の希少性及び偏在性の観点から、リチウムイオン以外のイオンを電荷担体とする固体電解質及びそれを備える全固体電池が求められている。
【0003】
そのため、安価で、環境中に豊富に存在するカリウムが注目されている。全固体カリウムイオン電池は、カリウム金属の酸化還元電位が卑であることから、全固体リチウムイオン電池に匹敵する高いエネルギー密度が期待されている。また、カリウムイオンは、リチウムイオンよりもイオン半径が大きく、表面電荷密度が小さいため、電解質の骨格を構成する対アニオンとの静電相互作用が低減され、イオン伝導性の向上が期待される。これらの理由から、用途に応じて、カリウムイオンを電荷担体とする固体電解質及びそれを備える全固体電池を適用することができれば、産業上きわめて有用である。
【0004】
しかしながら、カリウムイオン伝導性固体電解質の研究例は限られている。特に、カリウムイオン伝導性を示す塩化物電解質については報告されていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記した従来技術の現状に鑑みてなされたものである。本発明の主な目的は、新たな、カリウムイオン伝導性を示す無機塩化物を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明者らは、上記した目的を達成すべく鋭意研究を重ねてきた。その結果、特定の組成を有し、特定の結晶構造を有する無機塩化物が、今までにない特性(物性)を有しており、また、固体電解質として有用であることを見出した。本発明者らは、このような知見に基づき、さらに研究を重ね、本発明を完成した。即ち、本発明は、以下の構成を包含する。
【0007】
項1.K、Zr、及びClを含み、K

TeCl

型結晶相を含む、無機塩化物。
【0008】
項2.さらに、K及びZr以外の金属を含み、
前記K及びZr以外の金属は、2価~6価の金属である、項1に記載の無機塩化物。
【0009】
項3.前記K及びZr以外の金属は、Al、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Cu、Ga、As、Y、Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Ag、In、Sb、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Ir、Au、Tl、Tc、W、Re、Os、Pt、Bi及びHfからなる群より選ばれる少なくとも1種である、項2に記載の無機塩化物。
【0010】
項4.前記K及びZr以外の金属の含有量は、Cl(塩素)6モルに対して1モル未満である、項2又は3に記載の無機塩化物。
(【0011】以降は省略されています)

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