本發(fā)明涉及硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法和制造裝置。

背景技術(shù)：

1、鋰離子二次電池廣泛用于移動(dòng)電話、筆記本電腦等便攜式電子設(shè)備。

2、以往，在鋰離子二次電池中使用液體電解質(zhì)，但擔(dān)心漏液、著火等，為了安全設(shè)計(jì)需要使殼體大型化。另外，也希望在電池壽命短、動(dòng)作溫度范圍狹窄方面進(jìn)行改善。

3、與此相對(duì)，從可以期待安全性提高、高速充放電、殼體小型化等方面考慮，將固體電解質(zhì)用作鋰離子二次電池的電解質(zhì)的全固體型鋰離子二次電池備受關(guān)注。

4、固體電解質(zhì)大致分為硫化物系固體電解質(zhì)和氧化物系固體電解質(zhì)。構(gòu)成硫化物系固體電解質(zhì)的硫化物離子與構(gòu)成氧化物系固體電解質(zhì)的氧化物離子相比極化率大，顯示出較高的離子傳導(dǎo)性。作為硫化物系固體電解質(zhì)，例如可舉出含有鋰元素、硫元素和磷元素的硫化物系固體電解質(zhì)，作為其制造方法，已知有玻璃封管法、機(jī)械研磨法、熔融法等。

5、其中，熔融法是一種將原料加熱熔融來(lái)合成硫化物系固體電解質(zhì)的方法。熔融法在加熱熔融時(shí)硫成分容易揮發(fā)，存在組成控制比較困難的情況。

6、與此相對(duì)，專利文獻(xiàn)1中記載了如下內(nèi)容：將作為硫化物系鋰離子導(dǎo)電性固體電解質(zhì)的各構(gòu)成化合物的li2s、sis2等以規(guī)定的化學(xué)計(jì)量比混合后，在該混合物中加入硫的粉末或硫氣體，在硫過(guò)量存在下加熱熔融上述混合物。另外，記載了根據(jù)上述方法，能夠防止因產(chǎn)生二氧化硫、硫化氫而導(dǎo)致各構(gòu)成化合物中的硫的量不足。

7、現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

8、專利文獻(xiàn)

9、專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)平6－115911號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、然而，在含有硫元素的氣體氣氛下進(jìn)行加熱熔融時(shí)，如果在加熱爐內(nèi)存在原料投入部、配管連接部等溫度容易降低的部位，則會(huì)因氣體中含有的硫在溫度較低的部位液化或固化而容易附著于該部位。而且，如果附著硫，則會(huì)在裝置內(nèi)發(fā)生堵塞等，因此有可能難以繼續(xù)生產(chǎn)。這樣，在含有硫元素的氣體氣氛下進(jìn)行加熱熔融的情況下，在生產(chǎn)率的方面上存在改善的余地。

2、因此，本發(fā)明的目的在于提供抑制硫附著于裝置內(nèi)等、生產(chǎn)率優(yōu)異的硫化物系固體電解質(zhì)和制造裝置的制造方法。

3、本發(fā)明人反復(fù)進(jìn)行深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在含有硫元素的氣體氣氛下進(jìn)行加熱熔融的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法和制造裝置中，通過(guò)在加熱爐內(nèi)從容易產(chǎn)生硫附著的部位分離硫過(guò)量氣氛部而能夠解決上述課題，從而完成了本發(fā)明。

4、即，本發(fā)明涉及以下的1～11。

5、1.一種硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，將原料在加熱爐內(nèi)加熱熔融，

6、上述加熱爐具備：硫供給部、設(shè)置于上述加熱爐的內(nèi)部的分隔部、和可將上述加熱爐的內(nèi)部與外部連通的1個(gè)以上的其他結(jié)構(gòu)，

7、通過(guò)將上述原料加熱熔融而形成熔液，

8、通過(guò)上述分隔部將上述熔液與上述加熱爐的空隙分離為上述硫供給部所處的第1空間和上述其他結(jié)構(gòu)所處的第2空間，

9、通過(guò)從上述硫供給部向上述第1空間導(dǎo)入含有硫元素的成分而形成硫過(guò)量氣氛部。

10、2.根據(jù)上述1所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，上述其他結(jié)構(gòu)為原料投入部和硫化物系固體電解質(zhì)排出部中的至少一者。

11、3.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，上述第2空間的最低溫度為450℃以下。

12、4.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，進(jìn)一步包含如下步驟：在上述加熱爐內(nèi)具備上述硫過(guò)量氣氛部的狀態(tài)下，通過(guò)上述其他結(jié)構(gòu)的至少1個(gè)使上述加熱爐的內(nèi)部與外部連通，

13、上述第2空間包含使上述加熱爐的內(nèi)部與外部連通的其他結(jié)構(gòu)。

14、5.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，進(jìn)一步包含如下步驟：在上述加熱爐外將硫源在200℃～450℃加熱，得到含有硫元素的氣體，

15、將上述含有硫元素的氣體作為上述含有硫元素的成分從上述硫供給部導(dǎo)入。

16、6.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，將含有硫元素的固體作為上述含有硫元素的成分從上述硫供給部導(dǎo)入。

17、7.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，上述加熱熔融中的加熱的溫度為600℃～900℃。

18、8.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，在上述加熱爐內(nèi)，從上述第1空間分離出的氣體氣氛部的水分露點(diǎn)低于－30℃。

19、9.根據(jù)上述1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，在上述加熱爐內(nèi)，從上述第1空間分離出的氣體氣氛部的氧濃度小于100ppm。

20、10.一種硫化物系固體電解質(zhì)的制造裝置，具備用于對(duì)原料進(jìn)行加熱熔融的加熱爐，

21、上述加熱爐具備：硫供給部、設(shè)置于上述加熱爐的內(nèi)部的分隔部、和可將上述加熱爐的內(nèi)部與外部連通的1個(gè)以上的其他結(jié)構(gòu)，

22、上述分隔部將在上述加熱爐內(nèi)上述原料被加熱熔融所形成的熔液與上述加熱爐的空隙分離為上述硫供給部所處的第1空間和上述其他結(jié)構(gòu)所處的第2空間，

23、上述硫供給部通過(guò)向上述第1空間導(dǎo)入含有硫元素的成分而形成硫過(guò)量氣氛部。

24、11.根據(jù)上述10所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造裝置，其中，上述其他結(jié)構(gòu)為原料投入部和硫化物系固體電解質(zhì)排出部中的至少一者。

25、根據(jù)本發(fā)明，能夠提供抑制硫附著于裝置內(nèi)等、生產(chǎn)率優(yōu)異的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法和制造裝置。

技術(shù)特征：

1.一種硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，將原料在加熱爐內(nèi)加熱熔融，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，所述其他結(jié)構(gòu)為原料投入部和硫化物系固體電解質(zhì)排出部中的至少一者。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，所述第2空間的最低溫度為450℃以下。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，進(jìn)一步包含如下步驟：在所述加熱爐內(nèi)具備所述硫過(guò)量氣氛部的狀態(tài)下，通過(guò)所述其他結(jié)構(gòu)的至少1個(gè)使所述加熱爐的內(nèi)部與外部連通，

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，進(jìn)一步包含如下步驟：在所述加熱爐外將硫源在200℃～450℃加熱，得到含有硫元素的氣體，

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，將含有硫元素的固體作為所述含有硫元素的成分從所述硫供給部導(dǎo)入。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，所述加熱熔融中的加熱的溫度為600℃～900℃。

8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，在所述加熱爐內(nèi)，從所述第1空間分離出的氣體氣氛部的水分露點(diǎn)低于－30℃。

9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，其中，在所述加熱爐內(nèi)，從所述第1空間分離出的氣體氣氛部的氧濃度小于100ppm。

10.一種硫化物系固體電解質(zhì)的制造裝置，具備用于對(duì)原料進(jìn)行加熱熔融的加熱爐，

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的硫化物系固體電解質(zhì)的制造裝置，其中，所述其他結(jié)構(gòu)為原料投入部和硫化物系固體電解質(zhì)排出部中的至少一者。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種硫化物系固體電解質(zhì)的制造方法，將原料在加熱爐內(nèi)加熱熔融，加熱爐具備硫供給部、設(shè)置于加熱爐的內(nèi)部的分隔部、以及可將加熱爐的內(nèi)部與外部連通的1個(gè)以上的其他結(jié)構(gòu)，通過(guò)將原料加熱熔融而形成熔液，通過(guò)分隔部將熔液與加熱爐的空隙分離為硫供給部所處的第1空間和其他結(jié)構(gòu)所處的第2空間，通過(guò)從硫供給部向第1空間導(dǎo)入含有硫元素的成分而形成硫過(guò)量氣氛部。

技術(shù)研發(fā)人員：大森則史
受保護(hù)的技術(shù)使用者：AGC株式會(huì)社
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6