リチウムイオン伝導性酸化物の単結晶及びその製造方法、並びにそれを部材として使用した電気化学デバイス

開放特許情報番号
L2010004082
開放特許情報登録日
2010/7/16
最新更新日
2011/11/4

基本情報

出願番号 特願2010-063406
出願日 2010/3/19
出願人 独立行政法人産業技術総合研究所
公開番号 特開2011-195372
公開日 2011/10/6
発明の名称 リチウムイオン伝導性酸化物の単結晶及びその製造方法、並びにそれを部材として使用した電気化学デバイス
技術分野 無機材料、電気・電子
機能 材料・素材の製造、加熱・冷却
適用製品 ガーネット関連型リチウムイオン伝導性酸化物の単結晶、リチウムイオン伝導性酸化物の単結晶を使用した電気化学デバイス、リチウム二次電池、リチウム空気電池
目的 最近、立方晶ガーネット関連型の結晶構造を有するリチウムイオン伝導体が、化学的な安定性、電極反応における安定性が高く、またイオン伝導性も酸化物系では高いことから注目されている。このガーネット関連型化合物を応用する場合、単結晶的な形態が望まれるが、立方晶ガーネット関連型リチウムランタンジルコニウム酸化物イオン伝導体において、単結晶を合成する方法はなかった。そこで、ガーネット関連型リチウムイオン伝導性酸化物の単結晶及びその製造方法、並びにそれを部材として使用した電気化学デバイスを提供する。
効果 この技術によれば、高速なリチウムイオン伝導性を有し、平均構造として立方晶系に属したガーネット関連型リチウムイオン伝導性酸化物の単結晶が製造可能である。また、この単結晶を固体電解質材料として使用することによって、優れた特性を有するリチウム二次電池、リチウム空気電池などの電気化学デバイスが可能となる。
技術概要
この立方晶ガーネット関連型リチウムランタンジルコニウム酸化物の単結晶は、縦、横、奥行きのうちの少なくとも1辺の長さが10マイクロメートル以上、1ミリメートル以下である単結晶であって、好ましくは、その立方晶系の格子定数aが12.90Å以上13.20Å以下である。この単結晶は、ガーネット型リチウムランタンジルコニウム酸化物多結晶体を原料とし、1100℃〜1300℃の温度で部分溶融させ結晶化させる高温での部分溶融法、1301℃〜1500℃の温度で溶融させ冷却によって結晶化させる融液成長法、或いは、リチウム、ランタン、ジルコニウムの各原料化合物の混合物を出発原料とし、リチウム塩をフラックスとして、600℃〜1300℃の温度において結晶化させるフラックス法により得ることができる。この立方晶ガーネット関連型リチウムランタンジルコニウム酸化物を固体電解質材料として利用した電気化学デバイスが提供される。図は、ガーネット関連型化合物が有する平均構造を示す図、得られた立方晶ガーネット型リチウムランタンジルコニウム酸化物単結晶のX線回折図形およびSEM写真である。
イメージ図
実施実績 【無】   
許諾実績 【無】   
特許権譲渡 【否】
特許権実施許諾 【可】

登録者情報

その他の情報

関連特許
国内 【無】
国外 【無】   
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