特許ウォッチ

公開番号2025128447
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-03
出願番号2024025060
出願日2024-02-22
発明の名称固体電解質及び固体電池
出願人FDK株式会社
代理人弁理士法人扶桑国際特許事務所
主分類H01B 1/06 20060101AFI20250827BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】高いリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を実現する。
【解決手段】組成式がLi_9-xAl_3-xM_x(PO₄)₂(P₂O₇)₃で表され、元素MがSn、Zr、Ti、Hf及びGeのうちから選択される1種又は2種以上の元素であり、元素Mの組成比xの範囲が0<x≦3である、固体電解質LAMPP/LMPPが提供される。このような固体電解質LAMPP/LMPPが、正極層10及び負極層20とそれらの間に設けられる電解質層30とを含む固体電池1の固体電解質、例えば、電解質層30の固体電解質として用いられる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
組成式がＬｉ
９－ｘ
Ａｌ
３－ｘ
Ｍ
ｘ
（ＰＯ
４
）
２
（Ｐ
２
Ｏ
７
）
３
で表され、ＭがＳｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＧｅのうちから選択される１種又は２種以上の元素であり、ｘの範囲が０＜ｘ≦３である、固体電解質。
続きを表示（約 280 文字）【請求項２】
空間群がＰ－３ｃ１の結晶構造を有する、請求項１に記載の固体電解質。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の固体電解質を含む電解質層と、
前記電解質層の一方の側に設けられた正極層と、
前記電解質層の他方の側に設けられた負極層と、
を含む、固体電池。
【請求項４】
前記正極層は、Ｌｉ
２
ＣｏＰ
２
Ｏ
７
を含む、請求項３に記載の固体電池。
【請求項５】
前記正極層は、前記固体電解質を更に含む、請求項４に記載の固体電池。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体電解質及び固体電池に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
電池の１種として、固体電解質を用いる固体電池が知られている。例えば、固体電解質として、組成式Ｌｉ
９
Ａｌ
３
（Ｐ
２
Ｏ
７
）
３
（ＰＯ
４
）
２
で表されるＬＡＰＰや、ＬＡＰＰにおける（ＰＯ
４
）の一部を（ＧｅＯ
４
）や（ＳｉＯ
４
）で置換したもの等が知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
国際公開第２０１４／０４１６６９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
固体電池は、固体電解質、正極及び負極を含む構成を有する。固体電池において、固体電解質は正負極間のリチウムイオンの受け渡しを担い、固体電解質のリチウムイオン伝導性が固体電池の特性を決定付ける一因となり得る。そのため、固体電池には高いリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を用いることが有効となる。しかし、ＬＡＰＰ等の従来の固体電解質では、十分なリチウムイオン伝導性を得ることができない場合があった。
【０００５】
１つの側面では、本発明は、高いリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
１つの態様では、組成式がＬｉ
９－ｘ
Ａｌ
３－ｘ
Ｍ
ｘ
（ＰＯ
４
）
２
（Ｐ
２
Ｏ
７
）
３
で表され、ＭがＳｎ、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ及びＧｅのうちから選択される１種又は２種以上の元素であり、ｘの範囲が０＜ｘ≦３である、固体電解質が提供される。
【０００７】
また、別の態様では、上記のような固体電解質を用いた固体電池が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
１つの側面では、高いリチウムイオン伝導性を有する固体電解質を実現することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
固体電池の構成例について説明する図である。
ＬＡＰＰの結晶構造を示す図である。
ＬＡＰＰのリチウムイオンの拡散経路を示す図である。
温度とイオン伝導度との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
はじめに、固体電池の構成例について述べる。
図１は固体電池の構成例について説明する図である。図１には、固体電池の一例の要部断面図を模式的に示している。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許