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JP7698526B2 - Amorphous powder, powder packing containing the same, method for producing amorphous powder, and method for producing solid electrolyte - Google Patents
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Amorphous powder, powder packing containing the same, method for producing amorphous powder, and method for producing solid electrolyte Download PDF

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Description

この発明は、非晶質粉末およびそれを含む粉末梱包体、非晶質粉末の製造方法、並びに固体電解質の製造方法に関する。 This invention relates to an amorphous powder and a powder package containing the same, a method for producing the amorphous powder, and a method for producing a solid electrolyte.

全固体電池に用いられる固体電解質として、高いイオン伝導度を有するNASICON型結晶構造をとるイオン伝導体がある。NASICON型結晶構造をとる固体電解質の1つとして、例えばリチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含有し、一般式Li1+xAlGe2-x(PO(xの範囲は、0<x≦1、以下「LAGP」と記載する場合がある)で示される固体電解質が知られている。 As a solid electrolyte used in an all-solid-state battery, there is an ion conductor having a NASICON type crystal structure with high ionic conductivity. One known solid electrolyte having a NASICON type crystal structure is, for example, a solid electrolyte containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus, and oxygen and represented by the general formula Li1 + xAlxGe2 -x ( PO4 ) 3 (x ranges from 0<x≦1, hereinafter sometimes referred to as "LAGP").

NASICON型結晶構造を有する固体電解質は、全固体電池の電極層のイオン伝導度を高めるために、電極活物質の粒子表面に被膜として設けられることがある。例えば特許文献1や2では、この被膜を形成する方法として、例えばリチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含有する非晶質粉末を用いることが提案されている。ここでは、非晶質粉末を結晶化させて、その結晶構造を非晶質からNASICON型とするとともに、NASICON型の固体電解質を電極活物質の粒子表面に被膜として形成している。結晶構造がNASICON型となることで、固体電解質がイオン伝導性を発現し、この固体電解質が電極活物質の表面に被膜として存在することで、全固体電池の電極層において高いイオン伝導度を得ることができる。 A solid electrolyte having a NASICON crystal structure may be provided as a coating on the particle surface of an electrode active material in order to increase the ionic conductivity of the electrode layer of an all-solid-state battery. For example, Patent Documents 1 and 2 propose a method of forming this coating by using an amorphous powder containing, for example, lithium, aluminum, germanium, phosphorus, and oxygen. Here, the amorphous powder is crystallized to change the crystal structure from amorphous to NASICON type, and the NASICON type solid electrolyte is formed as a coating on the particle surface of the electrode active material. By changing the crystal structure to NASICON type, the solid electrolyte exhibits ionic conductivity, and by having this solid electrolyte exist as a coating on the surface of the electrode active material, high ionic conductivity can be obtained in the electrode layer of an all-solid-state battery.

特開2018-37341号公報JP 2018-37341 A 特開2019-50083号公報JP 2019-50083 A

ところで、電極活物質粉末と非晶質粉末との混合においては、電極活物質粉末の粒子表面に固体電解質の被膜を均一に形成する観点から、各粉末を均一に混合し、混合状態のばらつきを小さくすることが重要となる。この点、非晶質粉末をそのまま電極活物質粉末と混合する場合、均一に混合できず、混合状態のばらつきが大きくなることが確認された。そのため、電極層においてイオン伝導度の偏りが生じ、最終的に製造される全固体電池において、優れた電池特性を得られないだけでなく、電池特性のばらつきが大きくなることがあった。つまり、全固体電池において優れた電池特性を安定して得られないことがあった。 When mixing electrode active material powder and amorphous powder, it is important to mix the powders uniformly and reduce the variation in the mixed state from the viewpoint of uniformly forming a solid electrolyte coating on the particle surface of the electrode active material powder. In this regard, it has been confirmed that when the amorphous powder is mixed directly with the electrode active material powder, the powder cannot be mixed uniformly and the variation in the mixed state becomes large. As a result, a bias in ion conductivity occurs in the electrode layer, and not only is it not possible to obtain excellent battery characteristics in the ultimately manufactured all-solid-state battery, but the variation in the battery characteristics can also become large. In other words, it is sometimes impossible to stably obtain excellent battery characteristics in the all-solid-state battery.

そこで、本発明は、非晶質粉末について、電極活物質粉末と混合したときの混合状態のばらつきを低減する技術を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a technology that reduces the variation in the mixed state of amorphous powder when it is mixed with electrode active material powder.

本発明者は、上述の課題を解決するために検討したところ、非晶質粉末に含まれる水分量を調整することで、非晶質粉末の電極活物質粉末と混合したときの混合状態のばらつきを小さくできることを見出した。 The inventors conducted research to solve the above-mentioned problems and discovered that by adjusting the amount of moisture contained in the amorphous powder, it is possible to reduce the variation in the mixed state when the amorphous powder is mixed with the electrode active material powder.

本発明の第1の態様は、
リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含有する非晶質粉末であって、
前記非晶質粉末の水分量が0.08~4質量%である、非晶質粉末である。
The first aspect of the present invention is a method for producing a cellular membrane comprising the steps of:
An amorphous powder containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus and oxygen,
The amorphous powder has a moisture content of 0.08 to 4 mass %.

本発明の第2の態様は、第1の態様において、
前記非晶質粉末の水分量が3質量%以下である。
A second aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
The moisture content of the amorphous powder is 3% by mass or less.

本発明の第3の態様は、第1の態様において、
前記非晶質粉末の水分量が0.3~1質量%以下である。
A third aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
The moisture content of the amorphous powder is 0.3 to 1% by mass.

本発明の第4の態様は、第1~第3のいずれか態様において、
前記非晶質粉末が、
リチウムを、1質量%以上4質量%以下、
アルミニウムを、0.5質量%以上6質量%以下、
ゲルマニウムを、15質量%以上35質量%以下、
リンを、10質量%以上30質量%以下、含む。
A fourth aspect of the present invention is a method for producing a composition according to any one of the first to third aspects,
The amorphous powder is
Lithium is 1% by mass or more and 4% by mass or less,
Aluminum: 0.5% by mass or more and 6% by mass or less;
germanium, 15% by mass or more and 35% by mass or less;
The material contains phosphorus in an amount of 10 mass % or more and 30 mass % or less.

本発明の第5の態様は、
第1~第4の態様のいずれかに記載の非晶質粉末と、
前記非晶質粉末を密閉した状態で収容する容器と、を備え、
前記非晶質粉末は、その水分量が0.08~4質量%に維持されるように、前記容器に収容される、粉末梱包体である。
A fifth aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
An amorphous powder according to any one of the first to fourth aspects;
A container for storing the amorphous powder in a sealed state,
The amorphous powder is contained in the container so that the moisture content of the powder is maintained at 0.08 to 4 mass %.

本発明の第6の態様は、第5の態様において、
前記容器は、前記非晶質粉末とともに、含水させた部材を収容する。
A sixth aspect of the present invention is the fifth aspect,
The container contains a hydrated material together with the amorphous powder.

本発明の第7の態様は、
リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含有する非晶質粉末の製造方法であって、
前記非晶質粉末の水分量を0.08質量%~4質量%となるように調整する水分量調整工程を有する、
非晶質粉末の製造方法である。
A seventh aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
A method for producing an amorphous powder containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus and oxygen, comprising the steps of:
A moisture content adjusting step of adjusting the moisture content of the amorphous powder to 0.08% by mass to 4% by mass.
A method for producing an amorphous powder.

本発明の第8の態様は、第7の態様において、
前記水分量調整工程では、前記非晶質粉末の水分量を3質量%以下に調整する。
An eighth aspect of the present invention is the seventh aspect,
In the moisture content adjusting step, the moisture content of the amorphous powder is adjusted to 3 mass % or less.

本発明の第9の態様は、第7の態様において、
前記水分量調整工程では、前記非晶質粉末の水分量を0.3質量%~1質量%に調整する。
A ninth aspect of the present invention is the seventh aspect,
In the moisture content adjusting step, the moisture content of the amorphous powder is adjusted to 0.3% by mass to 1% by mass.

本発明の第10の態様は、第7~第9のいずれかの態様において、
前記水分量調整工程では、水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を、水分を含有する雰囲気中に曝すことにより、当該非晶質粉末に吸水させる。
A tenth aspect of the present invention is a method for producing a composition according to any one of the seventh to ninth aspects,
In the moisture content adjustment step, an amorphous powder having a moisture content of 0.05% by mass or less is exposed to an atmosphere containing moisture, thereby causing the amorphous powder to absorb water.

本発明の第11の態様は、第7~第10のいずれかの態様において、
前記水分量調整工程では、水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を、含水させた部材とともに、容器に密閉した状態で収容することにより、当該非晶質粉末に吸水させる。
An eleventh aspect of the present invention is a method for producing a composition according to any one of the seventh to tenth aspects,
In the moisture content adjustment step, an amorphous powder having a moisture content of 0.05% by mass or less is accommodated in a container in a sealed state together with a hydrated member, thereby allowing the amorphous powder to absorb water.

本発明の第12の態様は、第8~第11のいずれかの態様において、
前記水分量調整工程の前に、
リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンを含む混合スラリーを得る混合スラリー化工程と、
混合スラリーを乾燥して、乾燥粉末を得る乾燥工程と、
前記乾燥粉末を300℃以上500℃以下で熱処理し、水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を得る熱処理工程と、を有する。
A twelfth aspect of the present invention is a method for producing a composition according to any one of the eighth to eleventh aspects,
Before the moisture content adjustment step,
A mixing and slurrying step of obtaining a mixed slurry containing lithium, aluminum, germanium, and phosphorus;
a drying step of drying the mixed slurry to obtain a dry powder;
and a heat treatment step of heat treating the dry powder at 300° C. or higher and 500° C. or lower to obtain an amorphous powder having a moisture content of 0.05 mass % or less.

本発明の第13の態様は、
第1~第4のいずれかの態様の非晶質粉末を焼成し、結晶化させる焼成工程を有する、NASICON型結晶構造を有する固体電解質の製造方法である。
A thirteenth aspect of the present invention is a method for producing a composition comprising the steps of:
The method for producing a solid electrolyte having a NASICON crystal structure includes a calcination step of calcining the amorphous powder of any one of the first to fourth aspects to crystallize the powder.

本発明によれば、非晶質粉末について、電極活物質粉末と混合したときの混合状態のばらつきを低減することができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the variation in the mixed state of an amorphous powder when it is mixed with an electrode active material powder.

図1は、実施例における水分量調整工程を説明するための概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram for explaining the water content adjusting step in the examples. 図2は、実施例1に係る非晶質粉末のXRDスペクトルである。FIG. 2 is an XRD spectrum of the amorphous powder according to Example 1.

<本発明の一実施形態>
以下、本発明の一実施形態について説明する。なお、本明細書においては、個々の「粒子」が「粉末」を構成し、「粉末」は「粒子」の集合を指すものとする。以下の説明においては原則として、粉末を構成する個々のものに着目している場合は「粒子」という言葉を、粒子の集合という全体に着目している場合は「粉末」又は「粒子の粉末」という言葉を使用する。
<One embodiment of the present invention>
An embodiment of the present invention will be described below. In this specification, each "particle" constitutes a "powder", and "powder" refers to a collection of "particles". In the following description, as a general rule, the term "particle" is used when focusing on the individual components that constitute the powder, and the term "powder" or "powder of particles" is used when focusing on the whole collection of particles.

(非晶質粉末)
本実施形態にかかる非晶質粉末は、構成元素として、少なくともリチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含む。この非晶質粉末は、非晶質であって、結晶化させることで、NASICON型結晶構造を有する固体電解質を形成するような前駆体粉末である。NASICON型結晶構造を有する粉末は、高いイオン伝導度を発現するため全固体電池の固体電解質として用いることができる。ここで、固体電解質とは、外部から加えられた電場によってイオン(帯電した物質)を移動させることができる固体である。そして、本実施形態の非晶質粉末は、その水分量が所定範囲に調整されることで、電極活物質粉末と均一に混合することができる。以下、非晶質粉末の組成と水分量について詳述する。
(Amorphous powder)
The amorphous powder according to the present embodiment contains at least lithium, aluminum, germanium, phosphorus and oxygen as constituent elements. This amorphous powder is a precursor powder that is amorphous and forms a solid electrolyte having a NASICON crystal structure by crystallization. The powder having a NASICON crystal structure can be used as a solid electrolyte for an all-solid-state battery because it exhibits high ionic conductivity. Here, a solid electrolyte is a solid that can move ions (charged substances) by an externally applied electric field. The amorphous powder according to the present embodiment can be uniformly mixed with the electrode active material powder by adjusting the moisture content within a predetermined range. The composition and moisture content of the amorphous powder will be described in detail below.

非晶質粉末は、リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リン、酸素、必要に応じて、その他の元素を含む。これらの含有量は、結晶化させた際に、NASICON型結晶構造を有する固体電解質になるものであれば特に限定されない。より高いイオン伝導度を発現させるNASICON型結晶構造を有する固体電解質を得られるという観点からは、非晶質粉末中の各元素の含有量は以下の範囲となることが好ましい。 The amorphous powder contains lithium, aluminum, germanium, phosphorus, oxygen, and other elements as necessary. There are no particular limitations on the content of these elements as long as they become a solid electrolyte having a NASICON crystal structure when crystallized. From the viewpoint of obtaining a solid electrolyte having a NASICON crystal structure that exhibits higher ionic conductivity, it is preferable that the content of each element in the amorphous powder be within the following ranges.

リチウムは、非晶質粉末を結晶化させたときに、NASICON型結晶構造の形成に寄与する元素である。リチウムの含有量は、下限値については、好ましくは1.0質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上、さらに好ましくは1.8質量%以上である。また、上限値については、好ましくは4.0質量%以下、好ましくは3.5質量%以下、さらに好ましくは3.3質量%以下である。 Lithium is an element that contributes to the formation of a NASICON-type crystal structure when the amorphous powder is crystallized. The lower limit of the lithium content is preferably 1.0 mass% or more, more preferably 1.5 mass% or more, and even more preferably 1.8 mass% or more. The upper limit is preferably 4.0 mass% or less, preferably 3.5 mass% or less, and even more preferably 3.3 mass% or less.

アルミニウムは、非晶質粉末を結晶化させたときに、NASICON型結晶構造の形成に寄与する元素である。アルミニウムの含有量は、下限値については、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは1.0質量%以上、さらに好ましくは2.0質量%以上である。また、上限値については、好ましくは6.0質量%以下、より好ましくは5.5質量%以下、さらに好ましくは5.0質量%以下である。 Aluminum is an element that contributes to the formation of a NASICON-type crystal structure when the amorphous powder is crystallized. The lower limit of the aluminum content is preferably 0.5 mass% or more, more preferably 1.0 mass% or more, and even more preferably 2.0 mass% or more. The upper limit is preferably 6.0 mass% or less, more preferably 5.5 mass% or less, and even more preferably 5.0 mass% or less.

ゲルマニウムは、非晶質粉末において非晶質の形成に寄与するとともに、非晶質粉末を結晶化させたときに、NASICON型結晶構造の形成に寄与する元素である。ゲルマニウムの含有量は、下限値については、好ましくは15質量%以上、より好ましくは20質量%以上、さらに好ましくは22質量%以上、最も好ましくは23.5質量%以上である。また、上限値については、好ましくは35質量%以下、より好ましくは33質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下である。 Germanium is an element that contributes to the formation of amorphous in the amorphous powder, and also contributes to the formation of a NASICON crystal structure when the amorphous powder is crystallized. The lower limit of the germanium content is preferably 15% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, even more preferably 22% by mass or more, and most preferably 23.5% by mass or more. The upper limit is preferably 35% by mass or less, more preferably 33% by mass or less, and even more preferably 30% by mass or less.

リンは、非晶質粉末において非晶質の形成に寄与するとともに、非晶質粉末を結晶化させたときに、NASICON型結晶構造の形成に寄与する元素である。リンの含有量は、下限値については、好ましくは10質量%以上、より好ましくは15質量%以上、さらに好ましくは20質量%以上である。また、上限値については、好ましくは30質量%以下、より好ましくは28質量%以下、さらに好ましくは25質量%以下である。 Phosphorus is an element that contributes to the formation of amorphous in the amorphous powder, and also contributes to the formation of a NASICON crystal structure when the amorphous powder is crystallized. The lower limit of the phosphorus content is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more, and even more preferably 20% by mass or more. The upper limit is preferably 30% by mass or less, more preferably 28% by mass or less, and even more preferably 25% by mass or less.

非晶質粉末は、結晶化した際、NASICON型結晶構造を形成するのであれば、上述したリチウム、アルミニウム、ゲルマニウムおよびリン以外のその他の元素を含んでもよい。その他の元素としては、例えば、チタン、ジルコニウムおよびケイ素の少なくとも1つを含んでもよい。その他の元素の合計の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、3質量%以下であることがより好ましい。 The amorphous powder may contain elements other than the above-mentioned lithium, aluminum, germanium, and phosphorus, so long as they form a NASICON-type crystal structure when crystallized. The other elements may include, for example, at least one of titanium, zirconium, and silicon. The total content of the other elements is preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less.

酸素は、リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リン、その他の元素の残部となる。酸素の含有量は、非晶質粉末に含まれる各構成元素の合計の含有量を差し引いた(100質量%-各構成元素の質量%の合計値)ものであり、40質量%以上55質量%以下であることが好ましい。 Oxygen is the remainder of lithium, aluminum, germanium, phosphorus, and other elements. The oxygen content is the total content of each constituent element contained in the amorphous powder minus (100% by mass - total mass% of each constituent element), and is preferably 40% by mass or more and 55% by mass or less.

なお、非晶質粉末は、効果を損ねない範囲で、上述した元素以外の不純物元素を含んでもよい。 The amorphous powder may contain impurity elements other than those mentioned above, as long as the effect is not impaired.

本実施形態の非晶質粉末は、水分量が0.08質量%~4質量%となるように構成されている。非晶質粉末は乾燥や熱処理を経て作製されるため、熱処理後の状態では加熱により水分量が少なくなる傾向があり、多くとも0.05質量%程度となる。この点、本実施形態では、後述するように、水分量を0.08質量%以上となるように調整している。これにより、非晶質粉末の電極活物質粉末への分散性を高め、これらを均一に混合することができる。一方、水分量が過度に多くなると非晶質粉末が凝集したりすることで分散性が低くなるおそれがあるが、水分量を4質量%以下とすることにより、非晶質粉末の凝集を抑制し、電極活物質粉末との混合性を高く維持することができる。電極活物質との混合性をより向上させる観点からは、水分量は、0.08質量%~3質量%であることが好ましく、0.3質量%~1質量%であることがより好ましい。 The amorphous powder of this embodiment is configured to have a moisture content of 0.08% to 4% by mass. Since the amorphous powder is produced through drying and heat treatment, the moisture content tends to decrease after heat treatment due to heating, and is at most about 0.05% by mass. In this regard, in this embodiment, as described below, the moisture content is adjusted to 0.08% by mass or more. This improves the dispersibility of the amorphous powder in the electrode active material powder, and allows them to be mixed uniformly. On the other hand, if the moisture content is excessively high, the amorphous powder may aggregate, resulting in a decrease in dispersibility. However, by setting the moisture content to 4% by mass or less, the aggregation of the amorphous powder can be suppressed, and the mixability with the electrode active material powder can be maintained at a high level. From the viewpoint of further improving the mixability with the electrode active material, the moisture content is preferably 0.08% to 3% by mass, and more preferably 0.3% to 1% by mass.

なお、非晶質粉末の水分量は、後述するように、カールフィッシャー水分測定装置で測定される値である。この測定により得られる水分量は、主に非晶質粉末の表面に付着する水分の量を示す。 The moisture content of the amorphous powder is a value measured using a Karl Fischer moisture analyzer, as described below. The moisture content obtained by this measurement mainly indicates the amount of moisture adhering to the surface of the amorphous powder.

非晶質粉末が非晶質であることは、非晶質粉末を粉末X線回折(XRD)測定したときに、2θ:15°~40°の領域でハローが観察されることを示す。なお、ハローとは、X線の強度の緩やかな起伏であって、X線チャートにおいてブロードな盛り上がりとして観察されるものである。そして、ハローの半値幅は2θ:2°以上である。 The fact that an amorphous powder is amorphous means that, when the amorphous powder is subjected to powder X-ray diffraction (XRD) measurement, a halo is observed in the region of 2θ: 15° to 40°. Note that a halo is a gentle fluctuation in X-ray intensity, which is observed as a broad rise in an X-ray chart. The half-width of the halo is 2θ: 2° or more.

非晶質粉末の粒径は、特に制限はないが、非晶質粉末についてレーザー回折散乱式粒度分布測定装置を用いて体積基準の粒度分布を測定し、測定によって得られた体積基準の累積50%粒子径(D50)が、0.5μm以上30μm以下であることが好ましい。このような粒径とすることにより、全固体電池の固体電解質として好適に用いることが可能となる。 There are no particular limitations on the particle size of the amorphous powder, but it is preferable that the volume-based particle size distribution of the amorphous powder is measured using a laser diffraction scattering type particle size distribution measuring device, and the volume-based cumulative 50% particle size (D50) obtained by the measurement is 0.5 μm or more and 30 μm or less. By setting the particle size in this range, it becomes possible to suitably use the powder as a solid electrolyte in an all-solid-state battery.

非晶質粉末のBET比表面積は、10m/g以上100m/g以下であることが好ましい。このようなBET比表面積とすることにより、全固体電池の固体電解質として好適に用いることが可能となる。 The BET specific surface area of the amorphous powder is preferably 10 m 2 /g or more and 100 m 2 /g or less. By setting the BET specific surface area in this range, it becomes possible to suitably use the powder as a solid electrolyte of an all-solid-state battery.

(非晶質粉末の製造方法)
続いて、上述した非晶質粉末の製造方法について、(1)原料水溶液調製工程、(2)混合スラリー化工程、(3)乾燥工程、(4)熱処理工程、(5)水分量調整工程の順に説明する。なお、(1)~(4)については、下述の方法に限定されず、例えば特開2018-37341号や特開2019-50083号の製造方法を用いて得られた非晶質粉末を水分調整しても構わない。
(Method of producing amorphous powder)
Next, the above-mentioned method for producing the amorphous powder will be described in the order of (1) raw material aqueous solution preparation step, (2) mixing slurry step, (3) drying step, (4) heat treatment step, and (5) moisture content adjustment step. Note that (1) to (4) are not limited to the methods described below, and for example, the moisture content of the amorphous powder obtained using the manufacturing methods described in JP-A-2018-37341 and JP-A-2019-50083 may be adjusted.

(1)原料水溶液調製工程
まず、非晶質粉末を構成する元素であるリチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リン、および、必要に応じてその他の元素を含む原料をそれぞれ水に溶解させて、各構成元素を含む原料水溶液を調製する。各構成元素を含む原料は、従来公知のものを用いることができる。例えば、二酸化ゲルマニウムなどのゲルマニウム酸化物を溶解した水溶液と、例えば硝酸リチウムや硝酸アルミニウム9水和物、リン酸二水素アンモニウムなどを溶解した水溶液と、を調製するとよい。
(1) Raw material aqueous solution preparation step First, raw materials containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus, and other elements as necessary, which are elements constituting the amorphous powder, are dissolved in water to prepare raw material aqueous solutions containing the respective constituent elements. The raw materials containing the respective constituent elements may be conventionally known. For example, it is advisable to prepare an aqueous solution in which germanium oxide such as germanium dioxide is dissolved, and an aqueous solution in which lithium nitrate, aluminum nitrate nonahydrate, ammonium dihydrogen phosphate, or the like is dissolved.

(2)混合スラリー化工程
続いて、(1)にて調製した原料水溶液を、ねらいの非晶質粉末の組成に合わせて混合し、いわゆる共沈法により、固体電解質の構成元素を含むスラリーを得る。例えば、アンモニアで溶解させたアルカリ性のゲルマニウム水溶液に、硝酸リチウム、硝酸アルミニウム9水和物、リン酸二水素アンモニウムを溶解させた酸性の水溶液を添加すると、共沈法によって、リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リン等を含有したスラリーを得ることができる。
(2) Mixing and Slurrying Step Next, the raw material aqueous solution prepared in (1) is mixed according to the composition of the target amorphous powder, and a slurry containing the constituent elements of the solid electrolyte is obtained by the so-called coprecipitation method. For example, when an acidic aqueous solution in which lithium nitrate, aluminum nitrate nonahydrate, and ammonium dihydrogen phosphate are dissolved is added to an alkaline aqueous solution of germanium dissolved in ammonia, a slurry containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus, etc. can be obtained by the coprecipitation method.

共沈法によれば、原料水溶液を混合したスラリーにおける構成元素のイオン濃度積が溶解度積よりも高くなる過飽和状態となり、生成する沈殿物の核数が多くなる結果、析出する沈殿物の粒径を小さくすることができる。これにより、例えば非晶質粉末のBET比表面積を20m/g以上とすることができる。 According to the coprecipitation method, the ion concentration product of the constituent elements in the slurry mixed with the raw material aqueous solution becomes supersaturated, where the solubility product is higher than the ion concentration product, and the number of nuclei of the precipitates increases, so that the particle size of the precipitates can be reduced, which makes it possible to make the BET specific surface area of the amorphous powder 20 m2 /g or more.

(3)乾燥工程
続いて、(2)にて得られたスラリーを乾燥させ、スラリー中の水分を蒸発させることで、乾燥粉末を得る。乾燥方法は特に限られないが、スプレードライヤー等を用いた噴霧乾燥が好ましい。噴霧乾燥によれば、短時間でスラリー中においてイオンで存在している構成元素を急速に析出させて、構成元素間の溶解度の差から生じる、析出の不均一さを低減することができる。これにより、組成の均一な乾燥粉末を得ることができ、二酸化ゲルマニウムの生成が抑制された非晶質粉末をより確実に形成することができる。乾燥温度は、得られる乾燥粉末に水分が残らない温度に適宜設定すればよい。例えば、噴霧乾燥機であるスプレードライヤーの入口温度は150~250℃、熱風出口温度は60℃以上であることが好ましい。
(3) Drying Step Next, the slurry obtained in (2) is dried to evaporate the water in the slurry, thereby obtaining a dry powder. The drying method is not particularly limited, but spray drying using a spray dryer or the like is preferable. According to the spray drying, the constituent elements present as ions in the slurry can be rapidly precipitated in a short time, and the non-uniformity of the precipitation caused by the difference in solubility between the constituent elements can be reduced. This makes it possible to obtain a dry powder with a uniform composition, and to more reliably form an amorphous powder in which the generation of germanium dioxide is suppressed. The drying temperature may be appropriately set to a temperature at which no water remains in the obtained dry powder. For example, it is preferable that the inlet temperature of the spray dryer, which is a spray dryer, is 150 to 250°C, and the hot air outlet temperature is 60°C or higher.

(4)熱処理工程
続いて、(3)にて得られた乾燥粉末を熱処理してガラス化することにより、非晶質粉末を得る。例えば、アルミナ製等の容器に、乾燥粉末を入れ、大気雰囲気下で室温から、300℃~500℃まで、昇温速度0.1~20℃/minにて昇温するとよい。
(4) Heat Treatment Step Next, the dry powder obtained in (3) is heat treated to vitrify it to obtain an amorphous powder. For example, the dry powder is placed in an alumina container and heated from room temperature to 300° C. to 500° C. at a heating rate of 0.1 to 20° C./min in an air atmosphere.

熱処理により得られた非晶質粉末は、上述の(3)乾燥工程および(4)熱処理工程の際の加熱により水分量が少なくなっている。例えば、熱処理後の非晶質粉末における水分量は0.05質量%以下となる。 The amorphous powder obtained by heat treatment has a reduced moisture content due to the heating during the above-mentioned (3) drying step and (4) heat treatment step. For example, the moisture content of the amorphous powder after heat treatment is 0.05% by mass or less.

(5)水分量調整工程
続いて、本実施形態では、(4)にて得られた非晶質粉末の水分量を調整する。具体的には、熱処理後であって水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を、水分を含む雰囲気中に所定時間、曝して、非晶質粉末に吸水させ、非晶質粉末の水分量を0.08質量%~4質量%に調整する。これにより、本実施形態の非晶質粉末を得る。
(5) Moisture Content Adjustment Step Next, in this embodiment, the moisture content of the amorphous powder obtained in (4) is adjusted. Specifically, the amorphous powder after the heat treatment and having a moisture content of 0.05% by mass or less is exposed to a moisture-containing atmosphere for a predetermined time to allow the amorphous powder to absorb water and adjust the moisture content of the amorphous powder to 0.08% by mass to 4% by mass. In this way, the amorphous powder of this embodiment is obtained.

吸水方法は特に限定されないが、非晶質粉末に水を吹きかけて直接的に水分を吸水させる方法や、水分を含有する雰囲気中に非晶質粉末を曝して間接的に吸水させる方法がある。間接的に吸水させる方法では、例えば、容器内に非晶質粉末とともに、含水させた部材(例えば、水分を含ませた紙など)を同封して密閉するとよい。非晶質粉末の水分量を調整するには、直接的に吸水させる場合であれば、吹きかける水分量を調整するとよい。間接的に吸水させる場合であれば、含水させた部材における水分量を調整するとよい。非晶質粉末の電極活物質粉末との混合性をより高くする観点からは、間接的に吸水させる方法が好ましい。間接的に吸水させる方法の場合、直接的に吸水させる場合と比較して、水分量を調整しやすく、また吸水による非晶質粉末の凝集を抑制することができるためである。 The water absorption method is not particularly limited, but may be a method of directly spraying water on the amorphous powder to absorb water, or a method of indirectly absorbing water by exposing the amorphous powder to an atmosphere containing water. In the indirect water absorption method, for example, a hydrated member (e.g., paper soaked in water) may be enclosed in a container together with the amorphous powder and sealed. To adjust the moisture content of the amorphous powder, if the powder is directly absorbed, the amount of water sprayed may be adjusted. If the powder is indirectly absorbed, the amount of moisture in the hydrated member may be adjusted. From the viewpoint of increasing the mixability of the amorphous powder with the electrode active material powder, the indirect water absorption method is preferred. This is because the indirect water absorption method makes it easier to adjust the moisture content and suppresses the aggregation of the amorphous powder due to water absorption, compared to the direct water absorption method.

間接的に吸水させる場合に用いる容器としては、密閉でき透湿を抑制できるようなものであれば特に限定されず、公知のものを用いることができる。 The container used when indirectly absorbing water is not particularly limited as long as it can be sealed and can suppress moisture permeation, and any known container can be used.

なお、(4)熱処理工程と(5)水分量調整工程との間に、非晶質粉末の粒径を調整する粒径調整工程を設けてもよい。例えば固体電解質をシート状に成形する場合であれば、目的のシート厚に応じて、粒径を適宜調整するとよい。粒径調整の方法は、公知の方法が使用可能ではあるが、ビーズミル等を用いた湿式粉砕が好ましい。湿式粉砕を実施した場合は、湿式粉砕処理後に固液分離し、湿式粉砕後の非晶質粉末を乾燥する。乾燥して得られた粒径調整後の非晶質粉末の粒径は、特に限定されないが、レーザー回折散乱式粒度分布測定により求めた体積基準の累積50%粒子径(D50)で0.5μm~5μmであることがより好ましい。 In addition, a particle size adjustment step for adjusting the particle size of the amorphous powder may be provided between the heat treatment step (4) and the moisture content adjustment step (5). For example, when the solid electrolyte is formed into a sheet, the particle size may be appropriately adjusted according to the target sheet thickness. Although a known method can be used for particle size adjustment, wet pulverization using a bead mill or the like is preferable. When wet pulverization is performed, solid-liquid separation is performed after the wet pulverization process, and the amorphous powder after wet pulverization is dried. The particle size of the amorphous powder obtained by drying after particle size adjustment is not particularly limited, but it is more preferable that the cumulative 50% particle size (D 50 ) based on volume determined by laser diffraction scattering type particle size distribution measurement is 0.5 μm to 5 μm.

(粉末梱包体)
上述した非晶質粉末は、大気に曝されることで水分量が減少したり増加したりすることで変動することがある。水分量が過度に変動すると、非晶質粉末の凝集を引き起こし、電極活物質粉末との混合性を損ねるおそれがある。そこで、非晶質粉末の水分量を0.08質量%~4質量%に保持し、長期保存性を担保する観点からは、非晶質粉末を容器に収容し、粉末梱包体とすることが好ましい。以下、粉末梱包体について具体的に説明する。
(Powder packaging)
The above-mentioned amorphous powder may vary in moisture content by decreasing or increasing the moisture content due to exposure to the atmosphere. If the moisture content fluctuates excessively, the amorphous powder may aggregate, which may impair the mixability with the electrode active material powder. Therefore, from the viewpoint of maintaining the moisture content of the amorphous powder at 0.08% by mass to 4% by mass and ensuring long-term storage stability, it is preferable to store the amorphous powder in a container and make it into a powder package. The powder package will be specifically described below.

本実施形態の粉末梱包体は、非晶質粉末と、非晶質粉末を密閉した状態で収容する容器と、を備え、非晶質粉末の水分量が0.08~4質量%に維持されるように構成される。容器内に非晶質粉末が密閉されることにより、非晶質粉末から水分が揮発したとしても、容器内に水分を留めることができる。これにより、非晶質粉末に含まれる水分量の低減を抑制し、水分量を0.08質量%~4質量%に維持することができる。 The powder packaging of this embodiment includes an amorphous powder and a container that contains the amorphous powder in a sealed state, and is configured to maintain the moisture content of the amorphous powder at 0.08 to 4% by mass. By sealing the amorphous powder in the container, the moisture can be retained within the container even if moisture evaporates from the amorphous powder. This makes it possible to suppress a reduction in the moisture content of the amorphous powder and maintain the moisture content at 0.08 to 4% by mass.

粉末梱包体は、容器内に、非晶質粉末とともに、含水させた部材を収容することが好ましい。含水させた部材によれば、容器内で非晶質粉末に吸水させることができ、水分量の変動をより確実に抑制することができる。これにより、非晶質粉末を長期にわたってより確実に保存することができる。 It is preferable that the powder package contains a hydrated member in a container together with the amorphous powder. The hydrated member allows the amorphous powder to absorb water in the container, and fluctuations in the moisture content can be more reliably suppressed. This allows the amorphous powder to be more reliably stored for long periods of time.

なお、非晶質粉末に間接的に吸水させる観点からは、含水させた部材を非晶質粉末に直接接触しないようにすることが好ましい。例えば、非晶質粉末の上にバットやトレーなどを配置し、その上に、含水させた部材を載置するとよい。また、含水させた部材における水分量は、非晶質粉末において目的とする水分量に応じて適宜変更するとよい。 From the viewpoint of indirectly absorbing water into the amorphous powder, it is preferable to prevent the hydrated member from coming into direct contact with the amorphous powder. For example, a tray or a tub may be placed on the amorphous powder, and the hydrated member may be placed on top of the tray. The amount of water in the hydrated member may be changed as appropriate depending on the desired amount of water in the amorphous powder.

また、粉末梱包体に含水させた部材を収容する場合、例えば熱処理工程後であって水分量が0.05質量%以下の非晶質粉末と、所定量の水分を含水させた部材と、を容器に収容し、容器内で非晶質粉末に吸水させ、所定の水分量を維持するように保存するとよい。また例えば、予め所定の水分量に調整した非晶質粉末を含水させた部材とともに容器に収容し、所定の水分量を維持するように保存してもよい。 When storing hydrated members in a powder package, for example, amorphous powder with a moisture content of 0.05% by mass or less after the heat treatment process and a member containing a predetermined amount of moisture may be stored in a container, and the amorphous powder may be allowed to absorb water in the container and stored so as to maintain the predetermined moisture content. Alternatively, for example, amorphous powder that has been adjusted to a predetermined moisture content in advance may be stored in a container together with the hydrated member, and stored so as to maintain the predetermined moisture content.

粉末梱包体に用いる容器としては、密閉でき透湿を抑制できるようなものであれば特に限定されない。例えば、樹脂ラミネートアルミ袋など公知の容器を用いることができる。 There are no particular limitations on the container used for the powder packaging, so long as it can be sealed and can suppress moisture permeation. For example, known containers such as resin-laminated aluminum bags can be used.

また、含水させる部材としては、水分を含侵させて保持できるようなものであれば特に限定されず、例えば紙など公知のものを用いるとよい。 The material to be hydrated is not particularly limited as long as it is capable of absorbing and retaining moisture, and it is advisable to use well-known materials such as paper.

(電極層用混合粉末および電極層)
続いて、上述した非晶質粉末と電極活物質粉末とを混合した電極層用混合粉末について説明する。
(Mixed powder for electrode layer and electrode layer)
Next, a mixed powder for an electrode layer obtained by mixing the above-mentioned amorphous powder and electrode active material powder will be described.

電極層用混合粉末は、上述した非晶質粉末と電極活物質粉末とを混合することにより得られる。上述したように、本実施形態の非晶質粉末は、電極活物質粉末との混合性(混合の均一性)に優れるので、電極層用混合粉末において、非晶質粉末や電極活物質粉末の分散の偏りを抑制することができる。具体的には、電極層用混合粉末から所定量のサンプルを複数採取し、各サンプルに含まれる非晶質粉末に由来する成分の濃度、もしくは電極活物質粉末に由来する元素の濃度を測定したときに、これらの濃度の標準偏差σを好ましくは1.0以下、より好ましくは0.5以下、さらに好ましくは0.3以下とすることができる。つまり、各サンプルでの所定元素の濃度のばらつきを抑制し、濃度を均一にすることができる。 The mixed powder for the electrode layer is obtained by mixing the amorphous powder and the electrode active material powder described above. As described above, the amorphous powder of this embodiment has excellent mixability (uniformity of mixing) with the electrode active material powder, so that the uneven distribution of the amorphous powder and the electrode active material powder can be suppressed in the mixed powder for the electrode layer. Specifically, when a predetermined amount of samples are taken from the mixed powder for the electrode layer and the concentration of the component derived from the amorphous powder contained in each sample or the concentration of the element derived from the electrode active material powder is measured, the standard deviation σ of these concentrations can be preferably 1.0 or less, more preferably 0.5 or less, and even more preferably 0.3 or less. In other words, the variation in the concentration of the predetermined element in each sample can be suppressed and the concentration can be made uniform.

電極活物質粉末としては、正極活物質や負極活物質として用いられるものであれば特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。電極活物質粉末の粒径は、特に限定されず、例えば0.5μm~20μmとするとよい。 There are no particular limitations on the electrode active material powder, so long as it is used as a positive electrode active material or a negative electrode active material, and any conventionally known material can be used. There are no particular limitations on the particle size of the electrode active material powder, and it is preferable that it be, for example, 0.5 μm to 20 μm.

電極層は、例えば電極層用混合粉末をシート状に成形して500℃を超える温度で焼成し、非晶質粉末を結晶化させることにより作製することができる。得られる電極層は、電極活物質粉末の表面に、NASICON型結晶構造を有する固体電解質が均一に被覆するように構成される。そのため、電極層においては、高いイオン伝導度を得ながらも、その偏りを小さくすることができる。しかも、複数の電極層を作製したときに、それぞれのイオン伝導度のばらつきを小さくすることができる。このような電極層を全固体電池に採用することで、全固体電池において優れた電池特性を安定して得ることが可能となる。 The electrode layer can be produced, for example, by forming the mixed powder for the electrode layer into a sheet and firing it at a temperature exceeding 500°C to crystallize the amorphous powder. The resulting electrode layer is configured so that the surface of the electrode active material powder is uniformly coated with a solid electrolyte having a NASICON type crystal structure. Therefore, in the electrode layer, high ionic conductivity can be obtained while minimizing the bias. Moreover, when multiple electrode layers are produced, the variation in the ionic conductivity of each layer can be reduced. By employing such an electrode layer in an all-solid-state battery, it is possible to stably obtain excellent battery characteristics in the all-solid-state battery.

なお、本実施形態の電極層において高いイオン伝導度を得られる理由は、固体電解質がNASICON型結晶構造を形成して高いイオン伝導度を発現するとともに、電極層用混合粉末の混合状態のばらつきが小さい、つまり各粉末が偏在せずに各濃度の偏りが少ないことで、電極層用混合粉末から形成される電極層において固体電解質と活物質との界面が、混合状態のばらつきが大きい場合よりも増え、イオン伝導がより生じやすいため、と推測される。 The reason why high ionic conductivity can be obtained in the electrode layer of this embodiment is presumably because the solid electrolyte forms a NASICON-type crystal structure to exhibit high ionic conductivity, and the mixed powder for the electrode layer has little variation in its mixed state, i.e., the powders are not unevenly distributed and there is little bias in their concentrations. This means that the number of interfaces between the solid electrolyte and the active material in the electrode layer formed from the mixed powder for the electrode layer is greater than when the mixed state varies greatly, making it easier for ionic conduction to occur.

なお、NASICON型結晶構造の固体電解質は、上述した結晶化前の非晶質粉末の構成元素であるリチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンを含有している。NASICON型結晶構造の固体電解質であるかは、XRD装置を用いて測定しXRDプロファイルから判定出来る。具体的には、得られたXRDプロファイルを、XRD装置付属の電子計算機を用いて、ICDD(国際回折データセンター)のPDF(Powder Diffraction File) No.01-080-1922と照合することで同定することが出来る。 The solid electrolyte of the NASICON crystal structure contains lithium, aluminum, germanium, and phosphorus, which are the constituent elements of the amorphous powder before crystallization described above. Whether or not a solid electrolyte has the NASICON crystal structure can be determined from the XRD profile measured using an XRD device. Specifically, the obtained XRD profile can be identified by comparing it with PDF (Powder Diffraction File) No. 01-080-1922 of the ICDD (International Centre for Diffraction Data) using a computer attached to the XRD device.

以下、本発明を実施例及び比較例によってより詳細に説明するが、本発明はこれらにより何ら限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these in any way.

<非晶質粉末の製造>
本実施例では、以下に示すように(1)原料水溶液調製工程、(2)混合スラリー化工程、(3)乾燥工程、(4)熱処理工程、(5)粒径調整工程、および(6)水分量調整工程の順に行い、実施例1~6、比較例1、2の非晶質粉末を製造した。
<Production of amorphous powder>
In the present examples, the amorphous powders of Examples 1 to 6 and Comparative Examples 1 and 2 were produced by carrying out the following steps in this order: (1) raw material aqueous solution preparation step, (2) mixing and slurrying step, (3) drying step, (4) heat treatment step, (5) particle size adjustment step, and (6) moisture content adjustment step, as shown below.

<実施例1>
(1)原料水溶液調製工程
まず、原料水溶液として(I)ゲルマニウム水溶液と、(II)リチウム、アルミニウム、リン含有水溶液とを調製した。以下、それぞれについて説明する。
Example 1
(1) Raw Material Aqueous Solution Preparation Step First, (I) a germanium aqueous solution and (II) an aqueous solution containing lithium, aluminum, and phosphorus were prepared as raw material aqueous solutions. Each of these will be described below.

(I)ゲルマニウム化合物の水溶液
純水8000gへ二酸化ゲルマニウム(富士フイルム和光純薬株式会社製99.999%)385gを添加して撹拌しながら40℃に加温し、さらにアルカリとして濃度28質量%のアンモニア水(ナカライテスク社製28%)195gを添加して、二酸化ゲルマニウムを溶解させゲルマニウム化合物の水溶液を調製した。調製した水溶液におけるpH値は10.7でありアルカリ性であった。
(I) Aqueous solution of germanium compound 385 g of germanium dioxide (99.999% manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to 8000 g of pure water, and the mixture was heated to 40° C. with stirring. 195 g of ammonia water (28% manufactured by Nacalai Tesque, Inc.) with a concentration of 28% by mass was further added as an alkali to dissolve germanium dioxide, thereby preparing an aqueous solution of a germanium compound. The pH value of the prepared aqueous solution was 10.7, which was alkaline.

(II)リチウム、アルミニウム、リン含有水溶液
純水1500gへ、硝酸リチウム(富士フイルム和光純薬株式会社製、98.0+%)217gと硝酸アルミニウム9水和物(富士フイルム和光純薬株式会社製98.0+%)394gとリン酸二水素アンモニウム(富士フイルム和光純薬株式会社製98.0+%)725gとを加え、リチウム、アルミ二ウム、リン含有水溶液を調製した。調製したリチウム、アルミニウム、リン含有水溶液におけるpH値は1.4であり、酸性であった。
(II) Lithium, aluminum, and phosphorus-containing aqueous solution 217 g of lithium nitrate (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 98.0+%), 394 g of aluminum nitrate nonahydrate (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 98.0+%), and 725 g of ammonium dihydrogen phosphate (manufactured by FUJIFILM Wako Pure Chemical Industries, Ltd., 98.0+%) were added to 1500 g of pure water to prepare a lithium, aluminum, and phosphorus-containing aqueous solution. The pH value of the prepared lithium, aluminum, and phosphorus-containing aqueous solution was 1.4, which was acidic.

(2)混合スラリー化工程
アルカリ性であるゲルマニウム水溶液7200gを分取し攪拌しながら40℃に加温し、そこへ調製したリチウム、アルミニウム、リン含有水溶液の全量(2837g)を添加したところ、水溶液は添加直後に白濁し、リチウムと、アルミ二ウムと、ゲルマニウムと、リンと、アンモニアと、水とを混合した白色の混合スラリーを得た。得られた白色スラリーのpH値は4.3であった。
(2) Mixing and Slurrying Step 7200 g of the alkaline germanium aqueous solution was taken and heated to 40° C. while stirring, and the entire amount (2837 g) of the prepared lithium, aluminum, and phosphorus-containing aqueous solution was added thereto. The aqueous solution became cloudy immediately after the addition, and a white mixed slurry of lithium, aluminum, germanium, phosphorus, ammonia, and water was obtained. The pH value of the obtained white slurry was 4.3.

(3)乾燥工程
混合スラリーを、噴霧乾燥機(東京理化器械株式会社製 SD-1000)を用いて噴霧乾燥して、混合スラリー中の水分を蒸発させて一気に固相析出させ、白色の粉末を得た。なお、噴霧乾燥の条件としては、入口温度180℃、出口温度90℃、混合スラリーの添加速度10g/minとした。
(3) Drying step The mixed slurry was spray-dried using a spray dryer (SD-1000 manufactured by Tokyo Rikakikai Co., Ltd.) to evaporate the water in the mixed slurry and precipitate it in a solid phase at once, thereby obtaining a white powder. The spray drying conditions were an inlet temperature of 180°C, an outlet temperature of 90°C, and a mixed slurry addition rate of 10 g/min.

(4)熱処理工程
アルミナ製の容器に、噴霧乾燥で得られた乾燥粉末を50g入れ、昇温速度5℃/minにて室温から400℃まで昇温し、400℃に達してから大気雰囲気下で120分間熱処理し、熱処理粉末を得た。
(4) Heat Treatment Step 50 g of the dried powder obtained by spray drying was placed in an alumina container, and the temperature was increased from room temperature to 400° C. at a heating rate of 5° C./min. After the temperature reached 400° C., the mixture was heat-treated for 120 minutes in an air atmosphere to obtain a heat-treated powder.

(5)粒径調整工程
熱処理粉末400gを、φ1mmZrビーズ1600gとイソプロピルアルコール(IPA)943.2gと共にビーズミルに装填し、120分間湿式粉砕した。続いて、湿式粉砕した熱処理粉末を乾燥機に入れ、100℃で3時間乾燥し、IPAを除去して粒径調整した乾燥粉末を得た。なお、本工程で得られる粒径調整した乾燥粉末の水分量を後述の水分量分析と同様に測定したところ、0.04質量%であった。
(5) Particle size adjustment step 400 g of the heat-treated powder was loaded into a bead mill together with 1600 g of φ1 mm Zr beads and 943.2 g of isopropyl alcohol (IPA) and wet-milled for 120 minutes. The wet-milled heat-treated powder was then placed in a dryer and dried at 100 ° C for 3 hours to remove the IPA and obtain a dry powder with adjusted particle size. The moisture content of the particle size-adjusted dry powder obtained in this step was measured in the same manner as the moisture content analysis described below, and was 0.04% by mass.

(6)水分量調整工程
水分量調整工程は、図1に示すように行った。具体的には、まず、ナイロン製の内袋と外袋(幅450mm、長さ700mm)を準備し、内袋を外袋内に入れ二重にすることで容器11を形成した。続いて、上記粒径調整後の粒径調整した乾燥粉末10を200g分取し、容器11におけるナイロン製の内袋に入れた。また、紙製ウエス(商品名 JKワイパー 日本製紙クレシア社製)に純水を0.12g含ませて、含水させた部材を準備した後、含水させた部材を入れたステンレス製の深型バット13を準備し、内袋の中にある粒径調整した乾燥粉末10上に配置し、内袋と外袋の入口を密閉し12時間静置した。静置後、内袋から含水させた部材12を入れたステンレス製の深型バット13を取り出し、再度、容器11の入口を密閉し、容器11を揺すり、1時間静置し、実施例1の非晶質粉末を得た。
(6) Moisture content adjustment process The moisture content adjustment process was carried out as shown in FIG. 1. Specifically, first, a nylon inner bag and an outer bag (width 450 mm, length 700 mm) were prepared, and the inner bag was placed in the outer bag to form a double layer to form a container 11. Next, 200 g of the particle size-adjusted dry powder 10 after the particle size adjustment was taken and placed in the nylon inner bag in the container 11. In addition, a paper rag (product name JK Wiper, manufactured by Nippon Paper Crecia Co., Ltd.) was impregnated with 0.12 g of pure water to prepare a hydrated member, and then a stainless steel deep bat 13 containing the hydrated member was prepared and placed on the particle size-adjusted dry powder 10 in the inner bag, and the inlets of the inner bag and outer bag were sealed and left to stand for 12 hours. After standing, the stainless steel deep bat 13 containing the hydrated member 12 was removed from the inner bag, the inlet of the container 11 was sealed again, the container 11 was shaken, and left to stand for 1 hour to obtain the amorphous powder of Example 1.

〈実施例2〉
実施例2では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから0.52gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Example 2
In Example 2, an amorphous powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed from 0.12 g to 0.52 g in the amount of pure water impregnated into the paper cloth.

〈実施例3〉
実施例3では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから0.92gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Example 3
In Example 3, an amorphous powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed from 0.12 g to 0.92 g in the amount of pure water impregnated into the paper cloth.

〈実施例4〉
実施例4では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから1.52gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Example 4
In Example 4, the same procedure as in Example 1 was followed, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed to 1.52 g of pure water impregnated into the paper cloth from 0.12 g, and an amorphous powder was obtained.

〈実施例5〉
実施例5では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから1.92gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Example 5
In Example 5, an amorphous powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed to the amount of pure water impregnated into the paper cloth from 0.12 g to 1.92 g.

〈実施例6〉
実施例6では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから5.92gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Example 6
In Example 6, an amorphous powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed to the amount of pure water impregnated into the paper cloth from 0.12 g to 5.92 g.

〈比較例1〉
比較例1では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから9.92gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Comparative Example 1
In Comparative Example 1, an amorphous powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed from 0.12 g to 9.92 g of pure water to be impregnated into the paper cloth.

〈比較例2〉
比較例2では、実施例1の(6)水分量調整において、水分量調整条件として、紙製ウエスに含浸させる純水量を0.12gから0.02gに変更した以外は実施例1と同様にし、非晶質粉末を得た。
Comparative Example 2
In Comparative Example 2, an amorphous powder was obtained in the same manner as in Example 1, except that in (6) Adjustment of Moisture Content in Example 1, the moisture content adjustment condition was changed from 0.12 g to 0.02 g in the amount of pure water impregnated into the paper cloth.

<評価方法>
続いて、得られた実施例、比較例の非晶質粉末に対して、水分量分析、非晶質粉末のXRD測定、元素分析、粒子径D50測定、BET比表面積測定を行った。また得られた実施例、比較例の非晶質粉末と電極活物質との混合を行い混合性の評価を行った。さらに、得られた実施例、比較例の非晶質粉末を結晶化させた圧粉焼成体を作製し、圧粉焼成体のXRD測定を実施しNASICON型結晶構造の固体電解質であるかの評価を行った。以下、それぞれの方法および結果について説明する。
<Evaluation method>
Next, the obtained amorphous powders of the Examples and Comparative Examples were subjected to moisture content analysis, XRD measurement of the amorphous powder, elemental analysis, particle diameter D50 measurement, and BET specific surface area measurement. The obtained amorphous powders of the Examples and Comparative Examples were mixed with an electrode active material to evaluate the mixability. Furthermore, the obtained amorphous powders of the Examples and Comparative Examples were crystallized to prepare pressed powder sintered bodies, and XRD measurement of the pressed powder sintered bodies was performed to evaluate whether they were solid electrolytes with a NASICON type crystal structure. Each method and result will be described below.

(水分量分析)
下記測定条件にて非晶質粉末の水分量を測定し、測定した結果を表1に記載する。
測定装置 :カールフィッシャー水分測定装置(平沼産業株式会社製 平沼微量水分測定装置AQ-2100と水分気化装置EV-2000)
測定サンプル量:0.3g
キャリアガス :窒素ガス
キャリアガス流量:0.3L/min
interval time:15sec
気化室温度:100℃
(moisture content analysis)
The moisture content of the amorphous powder was measured under the following measurement conditions, and the measurement results are shown in Table 1.
Measurement equipment: Karl Fischer moisture analyzer (Hiranuma trace moisture analyzer AQ-2100 and moisture vaporizer EV-2000, manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.)
Measurement sample amount: 0.3 g
Carrier gas: Nitrogen gas
Carrier gas flow rate: 0.3 L/min
Interval time: 15sec
Vaporization chamber temperature: 100°C

(非晶質粉末のXRD測定)
下記測定条件にて非晶質粉末のXRD測定を実施した。
測定装置 :XRD-6100(島津製作所製)
管球 :Cu
管電圧 :40kv
管電流 :30mA
発散スリット:1.0°
散乱スリット:1.0°
受光スリット:0.3mm
ステップ幅 :0.02°/step
計測時間 :0.25sec
(XRD Measurement of Amorphous Powder)
XRD measurement of the amorphous powder was carried out under the following measurement conditions.
Measuring device: XRD-6100 (manufactured by Shimadzu Corporation)
Tube: Cu
Tube voltage: 40 kV
Tube current: 30mA
Divergence slit: 1.0°
Scattering slit: 1.0°
Receiving slit: 0.3 mm
Step width: 0.02°/step
Measurement time: 0.25 sec

(元素分析)
白金るつぼに、得られた実施例、比較例に係る非晶質粉末0.1gと炭酸NaK1gをはかりとり、約900℃で溶融し、溶融後、温水浸出し、硝酸10mLを加え溶解した溶解液を500倍希釈した溶解液試料を1つ作成した。1つの溶解液試料をICP-OESを用いて、元素分析を行い、各構成元素分析値を表1に記載する。なお、元素分析による非晶質粉末に含まれる各構成元素分析値の合計の含有量を差し引いた(100質量%-各構成元素の質量%の合計値)が、酸素の存在量であると考えられる。これは後述する、実施例2~6、比較例1~2も同様である。
(Elemental analysis)
0.1 g of the amorphous powder according to the obtained Examples and Comparative Examples and 1 g of NaK carbonate were weighed into a platinum crucible and melted at about 900°C. After melting, the solution was infused with hot water, and 10 mL of nitric acid was added to dissolve the solution, which was then diluted 500 times to prepare one solution sample. One solution sample was subjected to elemental analysis using ICP-OES, and the analytical values of each constituent element are shown in Table 1. The amount of oxygen present is considered to be the amount obtained by subtracting the total content of each constituent element analytical value contained in the amorphous powder by elemental analysis (100% by mass - the total value of the mass% of each constituent element). This also applies to Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 and 2, which will be described later.

(粒子径D50測定)
得られた実施例、比較例の非晶質粉末をレーザー回折散乱式粒度分布測定装置(SYMPATEC社製のへロス粒度分布測定装置(HELOS&RODOS(気流式の分散モジュール)))を使用して、分散圧5barで体積基準の粒度分布を測定し、体積基準の累積50%粒子径(D50)を求めた。測定した結果を表1に記載する。
(Particle diameter D50 measurement)
The volumetric particle size distribution of the obtained amorphous powders of the Examples and Comparative Examples was measured at a dispersion pressure of 5 bar using a laser diffraction scattering type particle size distribution measurement device (SYMPATEC's HELOS & RODOS (airflow type dispersion module)) to determine the volumetric cumulative 50% particle size ( D50 ). The measurement results are shown in Table 1.

(BET比表面積測定)
得られた実施例、比較例の非晶質粉末のBET比表面積を、BET比表面積測定器(株式会社マウンテック製 Macsorb)を用いて測定した。当該測定器内に105℃で20分間窒素ガスを流して脱気した後、窒素とヘリウムとの混合ガス(N:30体積%、He:70体積%)を流しながら、BET1点法により測定した。測定したBET比表面積の値を表1に記載する。
(BET specific surface area measurement)
The BET specific surface area of the amorphous powders obtained in the Examples and Comparative Examples was measured using a BET specific surface area measuring device (Macsorb, manufactured by Mountec Co., Ltd.). After degassing by flowing nitrogen gas into the measuring device for 20 minutes at 105°C, the measurement was performed by the BET single point method while flowing a mixed gas of nitrogen and helium ( N2 : 30 volume %, He: 70 volume %). The measured BET specific surface area values are shown in Table 1.

(混合性)
得られた実施例、比較例の非晶質粉末について、電極活物質と混合して、電極活物質との混合の均一性について分析した。混合の均一性は、得られた実施例1の非晶質粉末が含有しない元素であるCo元素を含有する電極活物質粉末を混合した混合粉末のサンプルを5つ準備し、5つの混合粉末のサンプルを溶解し、溶解液に含まれるCo元素含有量の標準偏差σを求めた。標準偏差σの値が小さいほど非晶質粉末と電極活物質が均一に混合されており混合均一性が高いことを示す。なお、Co元素含有量を測定した理由は、Coが非晶質粉末と電極活物質粉末とで共通しない元素であり、Coの含有量のばらつきで非晶質粉末と電極活物質粉末との混合状態のばらつきを把握できるためである。
(mixability)
The amorphous powders of the examples and comparative examples obtained were mixed with an electrode active material, and the uniformity of the mixture with the electrode active material was analyzed. The uniformity of the mixture was measured by preparing five samples of mixed powders mixed with an electrode active material powder containing a Co element, which is an element not contained in the amorphous powder of Example 1 obtained, dissolving the five mixed powder samples, and determining the standard deviation σ of the Co element content contained in the solution. The smaller the value of the standard deviation σ, the more uniformly the amorphous powder and the electrode active material are mixed, and the higher the mixing uniformity. The reason for measuring the Co element content is that Co is an element that is not common to the amorphous powder and the electrode active material powder, and the variation in the Co content can be used to grasp the variation in the mixed state of the amorphous powder and the electrode active material powder.

具体的には、まず、実施例や比較例の非晶質粉末16gと、電極活物質としてD50が6.9μmのLiNiCoMnO粉末(MTI社製)4gとを、ミクロ形透視式V型混合機(筒井理化学器械株式会社製 型式VM-2 混合容器V-C)を用いて、回転速度70rpm、回転時間5分の条件で混合した。続いて、得られた混合粉から0.5g分取した試料を5つ準備した。続いて、5つの試料に対し、白金るつぼに試料0.1gと炭酸NaK1gをはかりとり、約900℃で溶融し、溶融後、温水浸出し、硝酸10mLを加え溶解した溶解液を500倍希釈した溶解液試料を5つ作成した。5つの溶解液試料をICP-OESを用いて、溶解液中のCo量の測定を行った。得られた5つの溶解液中のCo量の標準偏差σを求め、求めた標準偏差σを表2に記載する。なお、溶解液を希釈して溶解液試料を調製する際には、得られた溶解液を250ml全量フラスコに移液して純水で定容した後、その定容溶液を5ml分取し、硝酸5mlを添加して、100ml全量フラスコにて純水で定容した。 Specifically, first, 16 g of the amorphous powder of the examples and comparative examples and 4 g of LiNiCoMnO 2 powder (manufactured by MTI) with a D 50 of 6.9 μm as an electrode active material were mixed using a micro-type see-through V-type mixer (manufactured by Tsutsui Rikagaku Kikai Co., Ltd., model VM-2 mixing container V-C) under conditions of a rotation speed of 70 rpm and a rotation time of 5 minutes. Then, five samples were prepared by taking 0.5 g of each of the obtained mixed powder. Then, for the five samples, 0.1 g of the sample and 1 g of NaK carbonate were weighed out in a platinum crucible and melted at about 900 ° C., and after melting, the solution was leached in hot water, and 10 mL of nitric acid was added to dissolve the solution, which was then diluted 500 times to prepare five solution samples. The amount of Co in the solution was measured for the five solution samples using ICP-OES. The standard deviation σ of the Co amount in the five obtained solutions was determined, and the determined standard deviation σ is shown in Table 2. When preparing a solution sample by diluting the solution, the obtained solution was transferred to a 250-ml volumetric flask and made to volume with pure water, and then 5 ml of the constant volume solution was taken, 5 ml of nitric acid was added, and the volume was made to volume with pure water in a 100-ml volumetric flask.

(圧粉焼成体のXRD測定)
まず、得られた実施例、比較例の非晶質粉末のそれぞれについて、0.5gを採取して、直径10mmの円筒容器中に投入し、プレス機によって360MPaでプレスして圧粉体を得た。得られた非晶質粉末の圧粉体を炉内温度が800℃に達してから120分間焼成し、結晶化させた圧粉焼成体を製造した。
(XRD measurement of compacted powder sintered body)
First, 0.5 g of each of the amorphous powders obtained in the Examples and Comparative Examples was sampled and placed in a cylindrical container with a diameter of 10 mm, and pressed at 360 MPa using a press to obtain a green compact. The green compact of the obtained amorphous powder was fired for 120 minutes after the furnace temperature reached 800° C., producing a crystallized green compact.

得られた圧粉焼成体に対し、上述する「非晶質粉末のXRD測定」と同様の測定条件で圧粉焼成体のXRD測定を行い、NASICON型結晶構造の固体電解質であるLAGPのJCPDSカードNo.01-080-1922と照合することにより、圧粉焼成体の結晶構造がNASICON型であるかどうかを確認した。 The obtained pressed and sintered body was subjected to XRD measurement under the same measurement conditions as the "XRD measurement of amorphous powder" described above, and by comparing it with the JCPDS card No. 01-080-1922 of LAGP, a solid electrolyte with a NASICON type crystal structure, it was confirmed whether the crystal structure of the pressed and sintered body was NASICON type.

<評価結果>
上述の評価方法により得られた結果を以下の表1および表2にまとめる。
<Evaluation Results>
The results obtained by the above-mentioned evaluation methods are summarized in Tables 1 and 2 below.

Figure 0007698526000001
Figure 0007698526000001

Figure 0007698526000002
Figure 0007698526000002

表1に示すように、実施例1~実施例6、比較例1および比較例2における非晶質粉末はいずれも、構成元素として、Liを2.43質量%、Alを3.02質量%、Geを25.1質量%、Pを21.7質量%、含むことが確認された。また、粒子径D50が1.8μmであり、BET比表面積が27m/gであることが確認された。また、水分量調整において、紙製ウエスに含浸させる水分量を変更することにより、非晶質粉末の水分量が、実施例1では0.1質量%、実施例2では0.3質量%、実施例3では0.5質量%、実施例4では0.08質量%、実施例5では1質量%、実施例6では3質量%、比較例1では5質量%、比較例2では0.05質量%であることが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the amorphous powders in Examples 1 to 6, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 all contained 2.43 mass% Li, 3.02 mass% Al, 25.1 mass% Ge, and 21.7 mass% P as constituent elements. It was also confirmed that the particle diameter D 50 was 1.8 μm and the BET specific surface area was 27 m 2 /g. It was also confirmed that the moisture content of the amorphous powder was 0.1 mass% in Example 1, 0.3 mass% in Example 2, 0.5 mass% in Example 3, 0.08 mass% in Example 4, 1 mass% in Example 5, 3 mass% in Example 6, 5 mass% in Comparative Example 1, and 0.05 mass% in Comparative Example 2 by changing the amount of moisture impregnated into the paper cloth in the moisture content adjustment.

また、実施例1の非晶質粉末についてXRD測定を行い、図2に示すXRDスペクトルを取得した。図2のXRDスペクトルでは、2θ:15°~40°の領域で、半値幅が2θ:2°以上のハローが観察された。このことから、実施例1の非晶質粉末は、非晶質であることが確認された。また、その他の実施例および比較例の非晶質粉末についても、非晶質であることが確認された。 XRD measurements were also performed on the amorphous powder of Example 1, and the XRD spectrum shown in Figure 2 was obtained. In the XRD spectrum of Figure 2, a halo with a half-width of 2θ:2° or more was observed in the region of 2θ:15° to 40°. This confirmed that the amorphous powder of Example 1 was amorphous. The amorphous powders of the other Examples and Comparative Examples were also confirmed to be amorphous.

また、実施例および比較例の非晶質粉末を用いて形成される圧粉焼成体についてXRD測定を行ったところ、いずれの圧粉焼成体でも、NASICON型結晶構造の固体電解質であるLAGPの結晶ピークが観察された。このことから、実施例および比較例の非晶質粉末は、結晶化させることで、NASICON型結晶構造を有する固体電解質を形成するような前駆体粉末であることが確認された。 In addition, when XRD measurements were performed on the pressed and sintered bodies formed using the amorphous powders of the examples and comparative examples, the crystal peak of LAGP, a solid electrolyte with a NASICON crystal structure, was observed in all pressed and sintered bodies. This confirmed that the amorphous powders of the examples and comparative examples are precursor powders that, when crystallized, form a solid electrolyte with a NASICON crystal structure.

また、実施例および比較例の非晶質粉末について混合性を評価したところ、表2に示すように、非晶質粉末の水分量を0.08質量%~4質量%の範囲内とした実施例1~6では、それぞれ5つのサンプルを採取したときに、各サンプルにおけるCo含有量の標準偏差σが0.5以下であることが確認された。つまり、各サンプルにおけるCo含有量のばらつきが小さく、非晶質粉末と電極活物質との混合状態のばらつきが小さく、これらが均一に混合されていることが確認された。
これに対して、非晶質粉末の水分量を5質量%とした比較例1や0.05質量%とした比較例2では、その標準偏差σが1.43や1.49であり、非晶質粉末と電極活物質とが均一に混合していないことが確認された。これは、非晶質粉末の水分量が過度に少なかったり多かったりすることで、非晶質粉末が凝集して電極活物質粉末との混合性が低いためと推測される。
In addition, when the mixability of the amorphous powders of the examples and comparative examples was evaluated, it was confirmed that, when five samples were taken for each of Examples 1 to 6 in which the moisture content of the amorphous powder was within the range of 0.08% by mass to 4% by mass, the standard deviation σ of the Co content in each sample was 0.5 or less, as shown in Table 2. In other words, it was confirmed that the variation in the Co content in each sample was small, and the variation in the mixed state of the amorphous powder and the electrode active material was small, and they were mixed uniformly.
In contrast, in Comparative Example 1 in which the moisture content of the amorphous powder was 5% by mass and Comparative Example 2 in which the moisture content was 0.05% by mass, the standard deviations σ were 1.43 and 1.49, respectively, and it was confirmed that the amorphous powder and the electrode active material were not mixed uniformly. This is presumably because the moisture content of the amorphous powder was excessively low or high, causing the amorphous powder to aggregate and resulting in low mixability with the electrode active material powder.

また、実施例2~5では、標準偏差σをより小さくできていることから、非晶質粉末の水分量を0.3質量%~1質量%とすることにより、非晶質粉末と電極活物質とをより均一に混合できることが確認された。 In addition, in Examples 2 to 5, the standard deviation σ was made smaller, and it was confirmed that the amorphous powder and the electrode active material could be mixed more uniformly by setting the moisture content of the amorphous powder to 0.3% by mass to 1% by mass.

以上のように、水分量が0.08質量%~4質量%となる非晶質粉末によれば、電極活物質と均一に混合することができ、電極層を形成したときに、電極活物質の表面に、固体電解質から形成される被膜を均一に形成することが可能となる。これにより、電極層においてイオン伝導度の偏りを抑制して、優れた電池特性を実現することができる。
As described above, the amorphous powder with a moisture content of 0.08% to 4% by mass can be mixed uniformly with the electrode active material, and when an electrode layer is formed, a coating film made of a solid electrolyte can be formed uniformly on the surface of the electrode active material, thereby suppressing bias in ion conductivity in the electrode layer and realizing excellent battery characteristics.

Claims (15)

リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含有する非晶質粉末であって、
前記非晶質粉末の水分量が0.08~4質量%であり、
前記非晶質粉末は、NASICON型結晶構造を有する固体電解質を形成する前駆体粉末である、非晶質粉末。
An amorphous powder containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus and oxygen,
The moisture content of the amorphous powder is 0.08 to 4% by mass,
The amorphous powder is a precursor powder for forming a solid electrolyte having a NASICON type crystal structure .
電極活物質粉末との混合および該混合により得られる電極層用混合粉末の焼成に用いられる、請求項1に記載の非晶質粉末。2. The amorphous powder according to claim 1, which is used for mixing with an electrode active material powder and for firing the mixed powder for an electrode layer obtained by said mixing. 前記非晶質粉末の水分量が3質量%以下である、
請求項1または2に記載の非晶質粉末。
The moisture content of the amorphous powder is 3% by mass or less.
3. The amorphous powder according to claim 1 or 2 .
前記非晶質粉末の水分量が0.3~1質量%以下である、
請求項1から3のいずれか1項に記載の非晶質粉末。
The moisture content of the amorphous powder is 0.3 to 1% by mass or less.
4. The amorphous powder according to claim 1 .
前記非晶質粉末が、
リチウムを、1質量%以上4質量%以下、
アルミニウムを、0.5質量%以上6質量%以下、
ゲルマニウムを、15質量%以上35質量%以下、
リンを、10質量%以上30質量%以下、含む、
請求項1からのいずれか1項に記載の非晶質粉末。
The amorphous powder is
Lithium is 1% by mass or more and 4% by mass or less,
Aluminum: 0.5% by mass or more and 6% by mass or less;
germanium, 15% by mass or more and 35% by mass or less;
Contains phosphorus in an amount of 10% by mass or more and 30% by mass or less;
5. The amorphous powder according to claim 1 .
請求項1からのいずれか1項に記載の非晶質粉末と、
前記非晶質粉末を密閉した状態で収容する容器と、を備え、
前記非晶質粉末は、その水分量が0.08~4質量%に維持されるように、前記容器に収容される、
粉末梱包体。
The amorphous powder according to any one of claims 1 to 5 ,
A container for storing the amorphous powder in a sealed state,
The amorphous powder is contained in the container so that the moisture content thereof is maintained at 0.08 to 4% by mass.
Powder packaging.
前記容器は、前記非晶質粉末とともに、含水させた部材を収容する、
請求項に記載の粉末梱包体。
The container contains a hydrated material together with the amorphous powder.
The powder package according to claim 6 .
リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンおよび酸素を含有する非晶質粉末の製造方法であって、
前記非晶質粉末の水分量を0.08質量%~4質量%となるように調整する水分量調整工程を有し、
前記非晶質粉末は、NASICON型結晶構造を有する固体電解質を形成する前駆体粉末である、
非晶質粉末の製造方法。
A method for producing an amorphous powder containing lithium, aluminum, germanium, phosphorus and oxygen, comprising the steps of:
A moisture content adjusting step of adjusting the moisture content of the amorphous powder to 0.08% by mass to 4% by mass ,
The amorphous powder is a precursor powder for forming a solid electrolyte having a NASICON type crystal structure.
Method for producing amorphous powder.
電極活物質粉末との混合および該混合により得られる電極層用混合粉末の焼成に用いられる、請求項8に記載の非晶質粉末の製造方法。The method for producing an amorphous powder according to claim 8, which is used for mixing with an electrode active material powder and for firing the mixed powder for an electrode layer obtained by said mixing. 前記水分量調整工程では、前記非晶質粉末の水分量を3質量%以下に調整する、
請求項8または9に記載の非晶質粉末の製造方法。
In the moisture content adjustment step, the moisture content of the amorphous powder is adjusted to 3% by mass or less.
The method for producing an amorphous powder according to claim 8 or 9 .
前記水分量調整工程では、前記非晶質粉末の水分量を0.3質量%~1質量%に調整する、
請求項8~10のいずれか1項に記載の非晶質粉末の製造方法。
In the moisture content adjustment step, the moisture content of the amorphous powder is adjusted to 0.3% by mass to 1% by mass.
The method for producing an amorphous powder according to any one of claims 8 to 10 .
前記水分量調整工程では、水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を、水分を含有する雰囲気中に曝すことにより、当該非晶質粉末に吸水させる、
請求項11のいずれか1項に記載の非晶質粉末の製造方法。
In the moisture content adjustment step, an amorphous powder having a moisture content of 0.05% by mass or less is exposed to an atmosphere containing moisture, thereby causing the amorphous powder to absorb water.
The method for producing an amorphous powder according to any one of claims 8 to 11 .
前記水分量調整工程では、水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を、含水させた部材とともに、容器に密閉した状態で収容することにより、当該非晶質粉末に吸水させる、
請求項12のいずれか1項に記載の非晶質粉末の製造方法。
In the moisture content adjustment step, an amorphous powder having a moisture content of 0.05% by mass or less is accommodated in a container in a sealed state together with a hydrated member, thereby allowing the amorphous powder to absorb moisture.
The method for producing an amorphous powder according to any one of claims 8 to 12 .
前記水分量調整工程の前に、
リチウム、アルミニウム、ゲルマニウム、リンを含む混合スラリーを得る混合スラリー化工程と、
混合スラリーを乾燥して、乾燥粉末を得る乾燥工程と、
前記乾燥粉末を300℃以上500℃以下で熱処理し、水分量が0.05質量%以下である非晶質粉末を得る熱処理工程と、を有する、
請求項13のいずれか1項に記載の非晶質粉末の製造方法。
Before the moisture content adjustment step,
A mixing and slurrying step of obtaining a mixed slurry containing lithium, aluminum, germanium, and phosphorus;
a drying step of drying the mixed slurry to obtain a dry powder;
A heat treatment step of heat treating the dry powder at 300° C. or more and 500° C. or less to obtain an amorphous powder having a moisture content of 0.05% by mass or less.
The method for producing an amorphous powder according to any one of claims 8 to 13 .
請求項1~のいずれか1項に記載の非晶質粉末と電極活物質粉末とを混合して得られる電極層用混合粉末を焼成する焼成工程を有し、
前記焼成工程においては、NASICON型結晶構造を有する固体電解質を形成する前駆体粉末である非晶質粉末を焼成し、結晶化させる、NASICON型結晶構造を有する固体電解質の製造方法。
The method includes a firing step of firing a mixed powder for an electrode layer obtained by mixing the amorphous powder according to any one of claims 1 to 5 with an electrode active material powder,
In the calcination step, an amorphous powder, which is a precursor powder for forming the solid electrolyte having a NASICON crystal structure, is calcined and crystallized .
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