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公開番号2024123000
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-10
出願番号2024086180,2021515186
出願日2024-05-28,2019-09-19
発明の名称酸化リチウムのアルジロダイト
出願人ブルーカレント、インコーポレイテッド
代理人弁理士法人RYUKA国際特許事務所
主分類C01B 25/14 20060101AFI20240903BHJP(無機化学)
要約【課題】伝導率および電気化学的安定性が改善された酸化リチウムのアルジロダイトを提供する。
【解決手段】式Li_(6-y)PS₄O_(1-y)X_(1+y)(Xはハロゲン化物アニオン、yは0から0.8の間(両端を含む)の数)を有する酸化リチウムのアルジロダイトが提供される。また、本発明の酸化リチウムのアルジロダイトの合成方法および酸化リチウムのアルジロダイトを含む複合物、さらには他のアルカリ金属酸化物アルジロダイトおよび関連する方法や複合物も提供される。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
一般式がＬｉ
（６－ｙ）
ＰＳ
４
Ｏ
（１－ｙ）
Ｘ
（１＋ｙ）
であり、ここで、Ｘはハロゲン化物であり、ｙは０から０．８の間の数である
酸化リチウムのアルジロダイト。

発明の詳細な説明【背景技術】
【０００１】
参照による組み込み
ＰＣＴリクエストフォームは、本出願の一部として本明細書と同時に出願される。同時に出願されたＰＣＴリクエストフォームに記載されているように、本出願が利益または優先権を主張する各出願は、そのすべてが、すべての目的のために、参照することにより本明細書に組み込まれる。
続きを表示（約 2,400 文字）【０００２】
固体電解質は、二次電池について、液体電解質に対する様々な優位性を提供する。例えば、リチウムイオン電池において、無機固体電解質は、従来の液体有機電解質より可燃性が低いことがあり得る。また、固体電解質は、デンドライト形成に耐えることにより、リチウム金属電極の使用を容易にできる。固体電解質を使用する際の課題は、伝導率が低いことと、電気化学的安定性が低いことです。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の一態様は、酸化リチウムのアルジロダイトに関し、一般式が：Ｌｉ
（６－ｙ）
ＰＳ
４
Ｏ
（１－ｙ）
Ｘ
（１＋ｙ）
ここで、Ｘはハロゲン化物、ｙは０から０．８の間の数である。いくつかの実施形態において、ｙは０．５から０．７の間である。いくつかの実施形態において、ｙは０．５５から０．６５の間である。いくつかの実施形態において、ｙは０．３から０．５の間であり、例えば、０．３５から０．４５の間である。いくつかの実施形態において、ｙは、０、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、および０．９のうちの約１つである。いくつかの実施形態において、酸化リチウムのアルジロダイトは、固体状電池や燃料電池に組み込まれる。いくつかの実施形態において、酸化リチウムのアルジロダイトは、電解質隔離板に組み込まれるか、または形成される。いくつかの実施形態において、酸化リチウムのアルジロダイトが電極に組み込まれる。
【０００４】
本開示のもう一つの態様は、前記酸化リチウムのアルジロダイトを合成する方法であって、化学量論量のＬｉ
２
ＯおよびＬｉＸをＬｉ
３
ＰＳ
４
に添加し、前記Ｌｉ
２
Ｏ、ＬｉＸおよびＬｉ
３
ＰＳ
４
を反応させて、Ｘがハロゲン化物であり、ｙが０から０．８の間の数である、前記酸化リチウムのアルジロダイトＬｉ
（６－ｙ）
ＰＳ
４
Ｏ
（１－ｙ）
Ｘ
（１＋ｙ）
を形成することを含む方法に関する。いくつかの実施形態において、Ｌｉ
３
ＰＳ
４
を合成する方法をさらに含む。いくつかの実施形態において、Ｌｉ
２
Ｏ、ＬｉＸ、およびＬｉ
３
ＰＳ
４
は、溶媒を使わずにボールミルで反応する。いくつかの実施形態において、溶媒中にＬｉ
２
ＯとＬｉＸを添加する。いくつかの実施形態において、前記方法は、溶媒を蒸発させることをさらに含む。いくつかの実施形態において、前記溶媒はエタノールである。いくつかの実施形態において、本方法は、酸化リチウムのアルジロダイトをアニールすることをさらに含む。
【０００５】
本開示のもう一つの態様は、１または複数のポリマーを含む有機相と、一般式がＬｉ
（６－ｙ）
ＰＳ
４
Ｏ
（１－ｙ）
Ｘ
（１＋ｙ）
であり、ここで、Ｘはハロゲン化物であり、ｙは０から０．８の間の数である酸化リチウムのアルジロダイトを含むリチウム伝導性無機相と、を含む電解質膜を含む固体電解質組成物である。いくつかの実施形態において、１または複数のポリマーは、疎水性ポリマーを含む。いくつかの実施形態において、１または複数のポリマーは、イオン伝導性を有しない。いくつかの実施形態において、１または複数のポリマーは、スチレン‐エチレン‐ブチレン‐スチレン（ＳＥＢＳ）、スチレン－ブタジエン－スチレン（ＳＢＳ）、スチレン－イソプレン－スチレン（ＳＩＳ）、スチレン－イソプレン／ブタジエン－スチレン（ＳＩＢＳ）、スチレン－エチレン／プロピレン（ＳＥＰ）、スチレン－エチレン／プロピレン－スチレン（ＳＥＰＳ）、およびイソプレンゴム（ＩＲ）を含む。いくつかの実施形態において、１または複数のポリマーが、可塑性セグメントと弾性セグメントからなるコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、膜が０．５重量％－６０重量％の間のポリマー、１重量％－４０重量％の間のポリマー、または５重量％－３０重量％の間のポリマーである。
【０００６】
本開示のもう一つの態様は、１または複数の溶媒、ポリマー、およびイオン伝導性酸化リチウムのアルジロダイト粒子を含む懸濁液、ペースト、または溶液を含む組成物である。本開示のもう一つの態様は、活性材料、酸化リチウムのアルジロダイト、および有機ポリマーを含む電極に関する。
【０００７】
本開示のもう一つの態様は、Ａ
（６－ｙ）
ＰＳ
４
Ｏ
（１－ｙ）
Ｘ
（１＋ｙ）
であり、ここで、Ａはアルカリ金属、Ｘはハロゲン化物、ｙは０から０．８の間（両端を含む）の数である式を有するアルカリ金属酸化物アルジロダイトである。また、アルカリ金属酸化物アルジロダイトの合成方法や、それらを含む組成物やデバイスも提供される。
【０００８】
本開示のこれらの態様および他の態様は、図を参照して以下でさらに説明される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
Ｌｉ
６
ＰＳ
５
Ｃｌの結晶構造を示す図である。
【００１０】
Ｌｉ
６
ＰＳ
４
ＯＣｌの結晶構造の一例を示す図である。
（【００１１】以降は省略されています）

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