公開番号2024169928 公報種別公開特許公報(A) 公開日2024-12-06 出願番号2023086797 出願日2023-05-26 発明の名称固体電解質粒子 出願人トヨタ自動車株式会社 代理人弁理士法人深見特許事務所 主分類H01B 1/06 20060101AFI20241129BHJP(基本的電気素子) 要約【課題】耐酸化性の改善。 【解決手段】固体電解質粒子は、Li、Ge、PおよびSを含む。固体電解質粒子は、「0.20≦IB/IA≦0.35」かつ「0.30≦IC/IA≦0.45」の関係を満たす。IA、IBおよびICは、それぞれ、CuKα線をX線源として測定されるX線回折スペクトルにおける、ピーク高さを示す。IAは、29.4±0.5°の回折角におけるピーク高さを示す。IBは、41.4±0.5°の回折角におけるピーク高さを示す。ICは、47.3±0.5°の回折角におけるピーク高さを示す。 【選択図】図1 特許請求の範囲【請求項１】 Ｌｉ、Ｇｅ、ＰおよびＳを含み、 式（１）かつ式（２）： ０．２０≦Ｉ B ／Ｉ A ≦０．３５ …（１） ０．３０≦Ｉ C ／Ｉ A ≦０．４５ …（２） の関係を満たし、 前記式（１）および前記式（２）中、Ｉ A 、Ｉ B およびＩ C は、それぞれ、ＣｕＫα線をＸ線源として測定されるＸ線回折スペクトルにおける、ピーク高さを示し、 Ｉ A は、２９．４±０．５°の回折角におけるピーク高さを示し、 Ｉ B は、４１．４±０．５°の回折角におけるピーク高さを示し、かつ Ｉ C は、４７．３±０．５°の回折角におけるピーク高さを示す、 固体電解質粒子。 続きを表示（約 730 文字）【請求項２】 前記Ｘ線回折スペクトルにおいて、 ２９．４±０．５°の回折角におけるピークは、０．１５°以下の半値全幅を有する、 請求項１に記載の固体電解質粒子。 【請求項３】 式（３）： １．２０≦Ｉ E ／Ｉ D …（３） の関係をさらに満たし、 前記式（３）中、Ｉ D およびＩ E は、それぞれ、ラマンスペクトルにおけるピーク高さを示し、 Ｉ D は、４２０±１０ｃｍ -1 のラマンシフトにおけるピーク高さを示し、 Ｉ E は、３６０±１０ｃｍ -1 のラマンシフトにおけるピーク高さを示し、かつ 前記ラマンスペクトルは、３８８±３ｃｍ -1 のラマンシフトにショルダーピークを有する、 請求項１または請求項２に記載の固体電解質粒子。 【請求項４】 コア部およびシェル部を含み、 前記シェル部は、前記コア部の周囲を覆っており、 前記コア部は、ＬＧＰＳ型結晶相を含み、 前記シェル部は、非晶質相を含み、 前記コア部は、１０×１０ -3 Ｓ／ｃｍ以上のイオン伝導度を有し、かつ 前記シェル部は、１×１０ -3 Ｓ／ｃｍ以下のイオン伝導度を有する、 請求項１または請求項２に記載の固体電解質粒子。 【請求項５】 前記シェル部は、１００ｎｍ以下の厚さを有する、 請求項４に記載の固体電解質粒子。
発明の詳細な説明【技術分野】 【０００１】 本開示は、固体電解質粒子に関する。 続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】 【０００２】 国際公開第２０１７／１５５１１９号は、硫化物固体電解質を開示する。 【先行技術文献】 【特許文献】 【０００３】 国際公開第２０１７／１５５１１９号 【発明の概要】 【発明が解決しようとする課題】 【０００４】 固体電解質は、全固体電池のキーマテリアルである。従来、Ｌｉ、ＰおよびＳを含む硫化物固体電解質が開発されている。硫化物固体電解質は、１０ -3 Ｓ／ｃｍオーダーの高いイオン伝導度を有し得る。しかし硫化物固体電解質は、低い耐酸化性を有する傾向がある。硫化物固体電解質が酸化分解すると、ポリスルフィドが形成され得る。ポリスルフィドの形成により、イオン伝導度が低下し得る。 【０００５】 正極は高電位を有する。正極内において、硫化物固体電解質が酸化分解することにより、例えば、正極活物質と硫化物固体電解質との界面に抵抗層（ポリスルフィド）が形成される可能性がある。抵抗層は、１０ -10 Ｓ／ｃｍ以下のイオン伝導度を有し得る。抵抗層の形成により、全固体電池の性能劣化が促進される可能性がある。 【０００６】 本開示の目的は、耐酸化性の改善にある。 【課題を解決するための手段】 【０００７】 １．本開示の一局面における固体電解質粒子は、次の構成を含む。固体電解質粒子は、Ｌｉ、Ｇｅ、ＰおよびＳを含む。固体電解質粒子は、下記式（１）かつ式（２）の関係を満たす。 ０．２０≦Ｉ B ／Ｉ A ≦０．３５ …（１） ０．３０≦Ｉ C ／Ｉ A ≦０．４５ …（２） 上記式（１）および式（２）中、Ｉ A 、Ｉ B およびＩ C は、それぞれ、ＣｕＫα線をＸ線源として測定されるＸ線回折スペクトルにおける、ピーク高さを示す。Ｉ A は、２９．４±０．５°の回折角におけるピーク高さを示す。Ｉ B は、４１．４±０．５°の回折角におけるピーク高さを示す。Ｉ C は、４７．３±０．５°の回折角におけるピーク高さを示す。 【０００８】 固体電解質粒子のＸ線回折（Ｘ－Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ，ＸＲＤ）スペクトルにおいて、回折角（２θ）＝２９．４±０．５°、４１．４±０．５°、４７．３±０．５°に出現するピーク群は、ＬＧＰＳ型結晶相に帰属すると考えられる。ＬＧＰＳ型結晶相は、高いイオン伝導度を有し得る。ピーク高さ比（Ｉ B ／Ｉ A 、Ｉ C ／Ｉ A ）は、結晶性の指標である。ピーク高さ比（Ｉ B ／Ｉ A 、Ｉ C ／Ｉ A ）が小さい程、結晶性が低いことを示す。本開示の新知見によると、適度に結晶性が低いことにより、耐酸化性の改善が期待される。ただし、結晶性が過度に低下すると、かえって耐酸化性が低下する可能性がある。すなわち、上記式（１）かつ式（２）の関係が満たされる時、耐酸化性の改善が期待される。 【０００９】 ２．上記「１」に記載の固体電解質粒子は、次の構成を含んでいてもよい。Ｘ線回折スペクトルにおいて、２９．４±０．５°の回折角におけるピークは、０．１５°以下の半値全幅を有する。 【００１０】 ２９．４±０．５°の回折角におけるピークが０．１５°以下の半値全幅（Ｆｕｌｌ Ｗｉｄｔｈ ａｔ Ｈａｌｆ Ｍａｘｉｍｕｍ，ＦＷＨＭ）を有する時、高いイオン伝導度と、耐酸化性との両立が期待される。 （【００１１】以降は省略されています） この特許をJ-PlatPatで参照する
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