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公開番号2024114307
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-23
出願番号2023019986
出願日2023-02-13
発明の名称固体電解質及び固体電解質電池
出願人TDK株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類H01B 1/06 20060101AFI20240816BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】イオン伝導性に優れる固体電解質及び固体電解質電池を提供することを目的とする。
【解決手段】本実施形態にかかる固体電解質は、主元素としてリチウムとジルコニウムと硫黄と酸素と塩素とを含み、Cu-Kαを線源としたX線回折パターンにおいて、回折角2θ=34.3°±0.5°及び回折角2θ=50.0°±0.5°にピークが確認される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
主元素としてリチウムとジルコニウムと硫黄と酸素と塩素とを含み、
Ｃｕ－Ｋαを線源としたＸ線回折パターンにおいて、回折角２θ＝３４．３°±０．５°及び回折角２θ＝５０．０°±０．５°にピークが確認される、固体電解質。
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
前記回折角２θ＝３４．３°±０．５°の範囲に確認される最大ピークの強度Ｉａと、前記回折角２θ＝５０．０°±０．５°の範囲に確認される最大ピークの強度Ｉｂとが、１．０２０＜Ｉａ／Ｉｂ≦１．０３４の関係を満たす、請求項１に記載の固体電解質。
【請求項３】
Ｌｉ
ａ
Ｚｒ（ＳＯ
ｘ
）
ｂ
Ｃｌ
４
…（１）で表記され、
前記式（１）は、０．２≦ａ≦０．５、０．１＜ｂ≦６．０、０＜ｘ≦４．０を満たす、請求項１に記載の固体電解質。
【請求項４】
正極と、負極と、前記正極と前記負極とに挟まれる固体電解質層と、を備え、
前記固体電解質層は、請求項１に記載の固体電解質を含む、固体電解質電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質及び固体電解質電池に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
近年、エレクトロニクス技術の発達はめざましく、携帯電子機器の小型軽量化、薄型化、多機能化が図られている。それに伴い、電子機器の電源となる電池に対し、小型軽量化、薄型化、信頼性の向上が強く望まれており、電解質として固体電解質を用いる固体電解質電池が注目されている。固体電解質として、酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質、錯体水素化物系固体電解質、ハライド系固体電解質等が知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、Ｌｉ
３－２Ｘ
Ｍ
Ｘ
Ｉｎ
１－Ｙ
Ｍ´
Ｙ
Ｌ
６－Ｚ
Ｌ´
Ｚ
で表されるハライド系固体電解質を含む固体電解質電池が開示されている。式中、ＭおよびＭ´は金属元素であり、ＬおよびＬ´はハロゲン元素である。また、Ｘ、ＹおよびＺは独立に０≦Ｘ＜１．５、０≦Ｙ＜１、０≦Ｚ≦６を満たす。
【０００４】
また例えば、特許文献２には、Ｌｉ
６－３Ｚ
Ｙ
Ｚ
Ｘ
６
で表されるハライド系固体電解質が開示されている。式中、Ｚは０＜Ｚ＜２を満たし、ＸはＣｌまたはＢｒである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００６－２４４７３４号公報
国際公開第２０１８／０２５５８２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ハライド系固体電解質は、酸化物系固体電解質、硫化物系固体電解質、錯体水素化物系固体電解質等よりイオン伝導度が高いと言われている。しかしながら、高い放電エネルギーを実現するために、イオン伝導度の向上が求められている。
【０００７】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、イオン伝導性に優れる固体電解質及び固体電解質電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、以下の手段を提供する。
【０００９】
（１）第１の態様にかかる固体電解質は、主元素としてリチウムとジルコニウムと硫黄と酸素と塩素とを含み。この固体電解質は、Ｃｕ－Ｋαを線源としたＸ線回折パターンにおいて、回折角２θ＝３４．３°±０．５°及び回折角２θ＝５０．０°±０．５°にピークが確認される。
【００１０】
（２）上記態様にかかる固体電解質は、前記回折角２θ＝３４．３°±０．５°の範囲に確認される最大ピークの強度Ｉａと、前記回折角２θ＝５０．０°±０．５°の範囲に確認される最大ピークの強度Ｉｂとが、１．０２０＜Ｉａ／Ｉｂ≦１．０３４の関係を満たしてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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