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公開番号2025031228
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-07
出願番号2023137312
出願日2023-08-25
発明の名称硫化物固体電解質の製造方法
出願人出光興産株式会社
代理人弁理士法人大谷特許事務所
主分類H01B 1/10 20060101AFI20250228BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】イオン伝導度が高く、かつ圧縮した際に緻密化しやすい硫化物固体電解質混合物を提供する。
【解決手段】リチウム原子、硫黄原子及びリン原子を含む硫化物固体電解質と、リチウム塩及びイオン液体を含有する電解液とを含み、下記(A)と(B)との積が11以上である、硫化物固体電解質混合物、である。
(A)前記電解液1リットル中におけるリチウム塩のモル数
(B)前記硫化物固体電解質混合物の全量基準における前記電解液の含有量(質量%)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
リチウム原子、硫黄原子及びリン原子を含む硫化物固体電解質と、リチウム塩及びイオン液体を含有する電解液とを含み、下記（Ａ）と（Ｂ）との積が１１以上である、硫化物固体電解質混合物。
（Ａ）前記電解液１リットル中におけるリチウム塩のモル数
（Ｂ）前記硫化物固体電解質混合物の全量基準における前記電解液の含有量（質量％）
続きを表示（約 1,000 文字）【請求項２】
前記（Ａ）が、０．５～５．０モルである、請求項１に記載の硫化物固体電解質混合物。
【請求項３】
前記（Ｂ）が、８．０～２０．０質量％である、請求項１又は２に記載の硫化物固体電解質混合物。
【請求項４】
前記（Ａ）と（Ｂ）との積が１２．５～７０である請求項１～３のいずれか１項に記載の硫化物固体電解質混合物。
【請求項５】
前記（Ａ）と（Ｂ）との積が１４～５５である請求項１～３のいずれか１項に記載の硫化物固体電解質混合物。
【請求項６】
下記（Ｃ）と前記（Ｂ）との積が２．５以上である請求項１～５のいずれか１項に記載の硫化物固体電解質混合物。
（Ｃ）前記電解液中におけるイオン液体１モルに対するリチウム塩のモル数
【請求項７】
前記リチウム塩が、下記一般式（Ｉ）で表されるものである、請求項１～６のいずれか１項に記載の硫化物固体電解質混合物。
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2025031228000008.jpg
24
81
（式中、Ｒ
１
及びＲ
２
は、それぞれ独立に、フッ素原子又は炭素数１～８のパーフルオロアルキル基である。）
【請求項８】
前記イオン液体のカチオンが、アンモニウム、イミダゾリウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン及びホスホニウムカチオンからなる群より選択される１種以上である、請求項１～７のいずれか１項に記載の硫化物固体電解質混合物。
【請求項９】
前記イミダゾリウムカチオンが、下記一般式（ＩＩ）で表されるものである、請求項８に記載の硫化物固体電解質混合物。
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2025031228000009.jpg
38
44
（式中、Ｒ
３
及びＲ
４
は、それぞれ独立に、水素原子又は置換もしくは無置換の炭素数１～１８の炭化水素基であり、Ｒ
５
は、水素原子又は炭素数１～３のアルキル基である。）
【請求項１０】
前記一般式（ＩＩ）中、Ｒ
３
及びＲ
４
が、それぞれ独立に、無置換の炭素数１～８のアルキル基又はアルケニル基である、請求項９に記載の硫化物固体電解質混合物。
（【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、硫化物固体電解質の製造方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
近年におけるパソコン、ビデオカメラ、及び携帯電話等の情報関連機器や通信機器等の急速な普及に伴い、その電源として利用される電池の開発が重要視されている。従来、このような用途に用いられる電池において可燃性の有機溶媒を含む電解液が用いられていたが、電池を全固体化することで、電池内に可燃性の有機溶媒を用いず、安全装置の簡素化が図れ、製造コスト、生産性に優れることから、電解液を固体電解質層に換えた電池の開発が行われている。
【０００３】
固体電解質層に用いられる固体電解質の製造方法として、特許文献１及び２には、リチウム元素等を含む固体電解質と少量の電解液とを混合してなるイオン伝導体が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
国際公開第２０１９／２２１０４２号パンフレット
特開２０１９－１２１４５５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、イオン伝導度が高く、かつ圧縮した際に緻密化しやすい硫化物固体電解質混合物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】
【０００６】
本発明に係る硫化物固体電解質混合物は、
リチウム原子、硫黄原子及びリン原子を含む硫化物固体電解質と、リチウム塩及びイオン液体を含有する電解液とを含み、下記（Ａ）と（Ｂ）との積が１１以上である、硫化物固体電解質混合物である。
（Ａ）前記電解液１リットル中におけるリチウム塩のモル数
（Ｂ）前記硫化物固体電解質混合物の全量基準における前記電解液の含有量（質量％）
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、イオン伝導度が高く、かつ圧縮した際に緻密化しやすい硫化物固体電解質混合物を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態（以下、「本実施形態」と称することがある。）について説明する。なお、本明細書において、「以上」、「以下」、「～」の数値範囲に係る上限及び下限の数値は任意に組み合わせできる数値であり、また実施例の数値を上限及び下限の数値として用いることもできる。また、好ましいとされている規定は任意に採用することができる。即ち、好ましいとされている一の規定を、好ましいとされている他の一又は複数の規定と組み合わせて採用することができる。好ましいもの同士の組み合わせはより好ましいといえる。
【０００９】
（本発明に至るために本発明者が得た知見）
本発明者は、上記の課題を解決するべく鋭意検討した結果、下記の事項を見出し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
従来、リチウムを用いた電池としては、電解質としてリチウムイオンを含む電解液を用いたリチウムイオン二次電池と、硫化物系や酸化物系の固体電解質を用いた全固体電池とが知られているが、固体電解質と電解液とを混合して用いたものはあまり知られていない。
ここで、特許文献１には、酸化物ＬＬＺ系のイオン伝導性粉末とイオン液体とを含むイオン伝導体を有するリチウム電池が開示されているが、硫化物固体電解質を用いることについては教示されていない。
また、特許文献２には、硫化物固体電解質に対し、リチウム塩とルイス塩基を含む溶媒和イオン液体を添加してなるものが開示されているが、当該ルイス塩基としては、具体的にはグライムが開示されているのみであり、従って上記溶媒和イオン液体としては実質的にグライム系溶媒和イオン液体のみが開示されているのみである。尚、特許文献２においては、当該ルイス塩基に代えて、リチウム塩に対して別途さらにアニオン及びカチオンからなるイオン液体を組み合せることについての教示も示唆も無い。
（【００１１】以降は省略されています）

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