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公開番号2025020901
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-13
出願番号2023124530
出願日2023-07-31
発明の名称固体電解質、電極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H01M 4/62 20060101AFI20250205BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】充放電効率に優れる固体電解質、電極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】この固体電解質は、A_aE_bG_cX_d・・・(1)で表される化合物を含む。式(1)において、A、E、G、Xは、所定の元素又は基であり、aは、0.5≦a<6を満たし、bは、0<b<2を満たし、cは、0.0001≦c<0.1を満たし、dは、0≦d≦6.1を満たす。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
Ａ
ａ
Ｅ
ｂ
Ｇ
ｃ
Ｘ
ｄ
・・・（１）で表される化合物を含み、
式（１）において、
Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
Ｅは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、
Ｇは、ＯＨ、ＢＯ
２
、ＢＯ
３
、ＢＯ
４
、Ｂ
３
Ｏ
６
、Ｂ
４
Ｏ
７
、ＣＯ
３
、ＮＯ
３
、ＡｌＯ
２
、ＳｉＯ
３
、ＳｉＯ
４
、Ｓｉ
２
Ｏ
７
、Ｓｉ
３
Ｏ
９
、Ｓｉ
４
Ｏ
１１
、Ｓｉ
６
Ｏ
１８
、ＰＯ
３
、ＰＯ
４
、Ｐ
２
Ｏ
７
、Ｐ
３
Ｏ
１０
、ＳＯ
３
、ＳＯ
４
、ＳＯ
５
、Ｓ
２
Ｏ
３
、Ｓ
２
Ｏ
４
、Ｓ
２
Ｏ
５
、Ｓ
２
Ｏ
６
、Ｓ
２
Ｏ
７
、Ｓ
２
Ｏ
８
、ＢＦ
４
続きを表示（約 310 文字）【請求項２】
前記Ｇが、ＳＯ
４
又はＰＯ
４
で表される基であり、
前記ｃと前記ｄとが、３≦ｃ＋ｄ≦５の関係を満たす、請求項１に記載の固体電解質。
【請求項３】
前記Ｇが、硫黄元素を含み、
前記Ｘが、塩化物元素を含み、
硫黄元素と塩化物元素との質量比が、２．３×１０
－５
≦Ｓ／Ｃｌ≦２．３×１０
－２
を満たす、請求項１に記載の固体電解質。
【請求項４】
請求項１に記載の固体電解質と活物質とを含む、電極。
【請求項５】
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、電極及び固体電解質電池に関する。
続きを表示（約 1,700 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。電子機器の電源となる電池に対しても、小型軽量化、薄型化、信頼性向上が強く望まれている。このため、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（ＬｉＢＨ
４
など）などが知られている。
【０００３】
特許文献１には、所定のハロゲン系固体電解質が開示されている。特許文献１には、ハロゲン系固体電解質を所定の組成の化合物とすることで、固体電解質の電位窓が大きくなり、イオン伝導度が高くなることが記載されている。
【０００４】
また特許文献２には、Ｌｉ
１－ａ
Ａｌ
ａ
Ｘ
１＋２ａ
（０＜ａ＜１、ａ≠０．５、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ及びＩからなる群から選択される少なくとも一つ）で表される固体電解質が、高いリチウムイオン伝導度を有することが記載されている。
【０００５】
また非特許文献１には、単斜晶系のＬｉＡｌＣｌ
４
で表される固体電解質が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０２１／２６１５５８号
国際公開第２０２２／１３７７５８号
【非特許文献】
【０００７】
ＮａｏｔｏＴａｎｉｂａｔａｅｔａｌ．，ＡＣＳＭａｔｅｒｉａｌｓＬｅｔｔ．２０２０、２、８８０―８８６．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
固体電解質を用いた固体電解質電池は、液系の電解質を用いたリチウムイオン二次電池と比較して、初期充電効率が低く、初期充放電効率の改善が求められている。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、初期充放電効率に優れた固体電解質、電極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】
【００１０】
［１］第１の態様に係る固体電解質は、Ａ
ａ
Ｅ
ｂ
Ｇ
ｃ
Ｘ
ｄ
・・・（１）で表される化合物を含む。式（１）において、Ａは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｓ及びＣａからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｅは、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎからなる群から選択される少なくとも１種の元素であり、Ｇは、ＯＨ、ＢＯ
２
、ＢＯ
３
、ＢＯ
４
、Ｂ
３
Ｏ
６
、Ｂ
４
Ｏ
７
、ＣＯ
３
、ＮＯ
３
、ＡｌＯ
２
、ＳｉＯ
３
、ＳｉＯ
４
、Ｓｉ
２
Ｏ
７
、Ｓｉ
３
Ｏ
９
、Ｓｉ
４
Ｏ
１１
、Ｓｉ
６
Ｏ
１８
、ＰＯ
３
、ＰＯ
４
、Ｐ
２
Ｏ
７
、Ｐ
３
Ｏ
１０
、ＳＯ
３
、ＳＯ
４
、ＳＯ
５
、Ｓ
２
Ｏ
３
、Ｓ
２
Ｏ
４
、Ｓ
２
Ｏ
５
、Ｓ
２
Ｏ
６
、Ｓ
２
Ｏ
７
、Ｓ
２
Ｏ
８
、ＢＦ
４
、ＰＦ
６
、Ｂ（（ＣＯＯ）
２
）、（ＣＯＯ）
２
、Ｎ、ＡｌＣｌ
４
（【００１１】以降は省略されています）

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