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公開番号2025085624
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2024202809
出願日2024-11-20
発明の名称固体電解質
出願人セイコーエプソン株式会社,国立大学法人信州大学
代理人個人,個人,個人
主分類H01B 1/06 20060101AFI20250529BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】粒界抵抗が好適に制御された固体電解質を提供すること。
【解決手段】本発明の固体電解質は、下記組成式(1)で示される。
(Li_7-3xGa_x+a)(La_3-y-z-wNd_yY_zM_w)Zr₂O₁₂・・・(1)
(式(1)中、Mは、Ca、SrおよびRbよりなる群から選択される少なくとも1種であり、0.10≦x<1.00、0.01≦y≦0.20、0.01≦z≦0.15、0.01≦w≦0.20を満たす。aは、Mの価数が2+のCa、Srの場合、1種で0.05/3、2種で(0.05×2)/3、3種で(0.05×3)/3、価数が1+のRbの場合、1種で(0.05×2)/3とする。)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
下記組成式（１）で示される固体電解質。
（Ｌｉ
７－３ｘ
Ｇａ
ｘ＋ａ
）（Ｌａ
３－ｙ－ｚ－ｗ
Ｎｄ
ｙ
Ｙ
ｚ
Ｍ
ｗ
）Ｚｒ
２
Ｏ
１２
・・・（１）
（式（１）中、Ｍは、Ｃａ、ＳｒおよびＲｂよりなる群から選択される少なくとも１種であり、０．１０≦ｘ＜１．００、０．０１≦ｙ≦０．２０、０．０１≦ｚ≦０．１５、０．０１≦ｗ≦０．２０を満たす。ａは、Ｍの価数が２＋のＣａ、Ｓｒの場合、１種で０．０５／３、２種で（０．０５×２）／３、３種で（０．０５×３）／３、価数が１＋のＲｂの場合、１種で（０．０５×２）／３とする。）
続きを表示（約 120 文字）【請求項２】
前記Ｍは、Ｃａ、ＳｒおよびＲｂよりなる群から選択される１種である請求項１に記載の固体電解質。
【請求項３】
前記Ｍは、Ｃａ、ＳｒおよびＲｂよりなる群から選択される２種以上である請求項１に記載の固体電解質。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯型情報機器をはじめとする多くの電気機器の電源として、リチウムイオン電池（一次電池および二次電池を含む）が利用されている。中でも、高エネルギー密度と安全性を両立したリチウムイオン電池として、正・負極間のリチウムの伝導に固体電解質を用いた全固体型リチウムイオン電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
固体電解質は、有機電解液を用いることなくリチウムイオンを伝導することができ、電解液漏れや駆動発熱による電解液の揮発等が生じないため、安全性が高い材料として注目されている。
【０００４】
このような全固体型リチウムイオン電池に用いられる固体電解質として、リチウムイオン伝導性が高く、絶縁性に優れ、また化学的安定性の高い酸化物系の固体電解質が広く知られている。このような酸化物として、ジルコン酸ランタンリチウム系の材料が特筆すべき高いリチウムイオン伝導率を有しており、電池への適用が期待されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－２１５１３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、このような固体電解質は、リチウムイオン伝導性が高いがために、ドライルーム中の作業下でも微量な水分や二酸化炭素の存在等により、容易に炭酸リチウムが生成し、界面・粒界のリチウムイオン伝導率が維持できず低下しやすいという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、以下の適用例として実現することができる。
【０００８】
本発明の適用例に係る固体電解質は、下記組成式（１）で示される。
（Ｌｉ
７－３ｘ
Ｇａ
ｘ＋ａ
）（Ｌａ
３－ｙ－ｚ－ｗ
Ｎｄ
ｙ
Ｙ
ｚ
Ｍ
ｗ
）Ｚｒ
２
Ｏ
１２
・・・（１）
（式（１）中、Ｍは、Ｃａ、ＳｒおよびＲｂよりなる群から選択される少なくとも１種であり、０．１０≦ｘ＜１．００、０．０１≦ｙ≦０．２０、０．０１≦ｚ≦０．１５、０．０１≦ｗ≦０．２０を満たす。ａは、Ｍの価数が２＋のＣａ、Ｓｒの場合、１種で０．０５／３、２種で（０．０５×２）／３、３種で（０．０５×３）／３、価数が１＋のＲｂの場合、１種で（０．０５×２）／３とする。）
【図面の簡単な説明】
【０００９】
図１は、第１実施形態の固体電解質の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図２は、第２実施形態の固体電解質の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図３は、好適な実施形態の電池としてのリチウムイオン電池の構成を模式的に示す概略斜視図である。
図４は、第１実施形態の電池の製造方法を示すフローチャートである。
図５は、第１実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図６は、第１実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図７は、第２実施形態の電池の製造方法を示すフローチャートである。
図８は、第２実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図９は、第２実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１０は、第３実施形態の電池の製造方法を示すフローチャートである。
図１１は、第３実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１２は、第３実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１３は、第３実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１４は、第４実施形態の電池の製造方法を示すフローチャートである。
図１５は、第４実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１６は、第４実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１７は、第４実施形態の電池の製造方法を模式的に示す縦断面図である。
図１８は、電子機器としてのウェアラブル機器の構成を示す斜視図である。
図１９は、実施例１～７および比較例１～４の固体電解質の組成および結晶相をまとめて示す表である。
図２０は、実施例１～７および比較例１～４の評価結果をまとめて示す表である。
図２１は、実施例８～１４および比較例５～１０の固体電解質の組成および結晶相をまとめて示す表である。
図２２は、実施例８～１４および比較例５～１０の評価結果をまとめて示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
［１］固体電解質
まず、本発明の固体電解質について説明する。
（【００１１】以降は省略されています）

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