JP2021190206A - Lithium ion conductor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リチウムイオン伝導体に関し、さらに詳しくは、一般式:ALi6+s(X1-tZt)O6+δ(但し、Aは1価の金属元素、Xは5価の金属元素、Zは4価の金属元素)で表される組成を有する酸化物からなる新規なリチウムイオン伝導体に関する。 The present invention relates to a lithium ion conductor, and more specifically, the general formula: Ali 6 + s (X 1-t Z t ) O 6 + δ (where A is a monovalent metal element and X is a pentavalent metal). It relates to a novel lithium ion conductor composed of an oxide having a composition represented by an element (Z is a tetravalent metal element).
リチウムイオン伝導体は、全固体リチウムイオン電池を構成する固体電解質材料である。電池を高出力化するためには、固体電解質には高い伝導度が要求される。現在、室温において高い伝導度を示すリチウムイオン伝導体として、Li10GeP2S12(LGPS)等の硫化物が知られている。しかしながら、硫化物は、材料の分解による特性劣化や硫化水素の発生などの実用上の課題がある。
一方、硫化物より安定な酸化物からなるリチウムイオン伝導体も多数検討されている。しかしながら、既報告の酸化物は、最大でも1mS/cm@室温程度の伝導度であり、より高い伝導度を有する材料が望まれている。
The lithium ion conductor is a solid electrolyte material that constitutes an all-solid-state lithium-ion battery. In order to increase the output of the battery, the solid electrolyte is required to have high conductivity. Currently, as a lithium ion conductor exhibiting high conductivity at room temperature, a sulfide such as Li 10 GeP 2 S 12 (LGPS ) is known. However, sulfide has practical problems such as deterioration of characteristics due to decomposition of the material and generation of hydrogen sulfide.
On the other hand, many lithium ion conductors made of oxides that are more stable than sulfides have also been studied. However, the previously reported oxide has a conductivity of about 1 mS / cm @ room temperature at the maximum, and a material having a higher conductivity is desired.
近年、材料の探索を加速する手段として、マテリアルズ・インフォマティクスの技術開発が世界的に進められている。マテリアルズ・インフォマティクスの手法を用いたリチウムイオン伝導体の探索も試みられており、その結果、最近、KLi6BiO6が有力な材料として提案された(非特許文献1、2)。実験検証はまだなされてないが、第一原理分子動力学計算によって、6mS/cm@室温の伝導度が予測されている。しかしながら、予測されたKLi6BiO6の伝導度は、LGPSの伝導度(10mS/cm@室温)に比べて低く、より高い伝導度を有する酸化物材料が望まれている。
In recent years, the technological development of materials informatics has been promoted worldwide as a means of accelerating the search for materials. Attempts have also been made to search for lithium-ion conductors using materials informatics techniques, and as a result, KLi 6 BiO 6 has recently been proposed as a promising material (
本発明が解決しようとする課題は、室温において高い伝導度を示す新規なリチウムイオン伝導体を提供することにある。 An object to be solved by the present invention is to provide a novel lithium ion conductor showing high conductivity at room temperature.
上記課題を解決するために本発明に係るリチウムイオン伝導体は、以下の構成を備えている。
(1)前記リチウムイオン伝導体は、次の式(1)で表される組成を有する(但し、KLi6BiO6を除く)。
ALi6+s(X1-tZt)O6+δ …(1)
但し、
A(+1価)は、K及び/又はRb、
X(+5価)は、V、Nb、Ta、As、Sb、及びBiからなる群から選ばれるいずれか1以上の元素、
Z(+4価)は、Si、Ni、Se、Mn、Co、Ge、Cr、V、Fe、Rh、Ti、Pd、Ru、Ir、Pt、Re、Os、Mo、W、Nb、Ta、Sn、Hf、Zr、Tb、Pb、Pr、及びCeからなる群から選ばれるいずれか1以上の元素、
0≦s<0.5、0≦t<0.5、
δは、電気的中性が保たれる値。
(2)前記リチウムイオン伝導体は、次の式(2)及び式(3)を満たす。
|rX1−rXp|×100/rX1≦15 …(2)
|rX1−rzq|×100/rX1≦15 …(3)
但し、
rX1は、Xサイトを占有する元素Xの内、最も含有量が多い元素X1の6配位でのイオン半径、
rXpは、前記Xサイトを占有する元素Xの内、前記元素X1以外のp番目(p≧2)の元素Xpの6配位でのイオン半径、
rZqは、前記Xサイトを占有する元素Zの内、q番目(q≧1)の元素Zqの6配位でのイオン半径。
「Xサイト」とは、結晶構造内において、前記元素X及び前記元素Zが占有することが可能なサイトをいう。
In order to solve the above problems, the lithium ion conductor according to the present invention has the following configurations.
(1) The lithium ion conductor has a composition represented by the following formula (1) ( excluding KLi 6 BiO 6 ).
Ali 6 + s (X 1-t Z t ) O 6 + δ … (1)
However,
A (+1 valence) is K and / or Rb,
X (+5 valence) is any one or more elements selected from the group consisting of V, Nb, Ta, As, Sb, and Bi.
Z (+4 valence) is Si, Ni, Se, Mn, Co, Ge, Cr, V, Fe, Rh, Ti, Pd, Ru, Ir, Pt, Re, Os, Mo, W, Nb, Ta, Sn. , Hf, Zr, Tb, Pb, Pr, and any one or more elements selected from the group consisting of Ce.
0≤s <0.5, 0≤t <0.5,
δ is a value that maintains electrical neutrality.
(2) The lithium ion conductor satisfies the following formulas (2) and (3).
| r X1 −r Xp | × 100 / r X1 ≦ 15… (2)
| r X1 −r zq | × 100 / r X1 ≦ 15… (3)
However,
r X1, among the element X to occupy the X site, the ionic radius of at most 6 coordination high content elements X 1,
r Xp is the ionic radius at the 6-coordination of the p-th (p ≧ 2) element X p other than the element X 1 among the elements X occupying the X site.
r Zq is the ionic radius at the 6th coordination of the qth (q ≧ 1) element Z q among the elements Z occupying the X site.
The "X site" means a site that can be occupied by the element X and the element Z in the crystal structure.
式(1)で表される組成を持つ酸化物は、室温において高い伝導度を示す。これは、式(1)で表される組成を持つ酸化物は、いずれも、
(a)過剰リチウムの存在下でリチウムイオンが結晶内に存在するサイトを連結するように拡散するため、及び、
(b)リチウムイオンの拡散障壁(Emig)がKLi6BiO6より低いため、
と考えられる。
The oxide having the composition represented by the formula (1) exhibits high conductivity at room temperature. This is because all the oxides having the composition represented by the formula (1) are
(A) In the presence of excess lithium, lithium ions diffuse to connect the sites present in the crystal, and
(B) Since the diffusion barrier (E mig ) of lithium ions is lower than that of KLi 6 BiO 6,
it is conceivable that.
以下に、本発明の一実施の形態について詳細に説明する。
[1. リチウムイオン伝導体]
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、以下の構成を備えた酸化物からなる。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail.
[1. Lithium-ion conductor]
The lithium ion conductor according to the present invention is made of an oxide having the following constitution.
[1.1. 結晶構造]
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、空間群R3_m(No.166)に属する結晶構造、又はこれに類似する結晶構造を持つ。
「空間群R3_mに類似する結晶構造」とは、厳密には空間群R3_mに属する結晶構造ではないが、これと同視できる結晶構造をいう。空間群R3_mに属する結晶構造において、通常、Liは18fサイトに位置し、9dサイトは空である(図4参照)。この空の9dサイトの全部又は一部に過剰のリチウムイオンが入ることで、イオン伝導が生じる。9dサイトに過剰のリチウムイオンが入った結晶構造は、厳密には「空間群R3_mに属する結晶構造」ではないが、本願においては、これを「空間群R3_mに類似する結晶構造」として扱う。
[1.1. Crystal structure]
The lithium ion conductor according to the present invention has a crystal structure belonging to the space group R3_m (No. 166) or a crystal structure similar thereto.
The "crystal structure similar to the space group R3_m" is not strictly a crystal structure belonging to the space group R3_m, but refers to a crystal structure that can be equated with this. In the crystal structure belonging to the space group R3_m, Li is usually located at the 18f site and the 9d site is empty (see FIG. 4). Ion conduction occurs when excess lithium ions enter all or part of this empty 9d site. Strictly speaking, the crystal structure in which excess lithium ions are contained in the 9d site is not a "crystal structure belonging to the space group R3_m", but in the present application, this is treated as a "crystal structure similar to the space group R3_m".
[1.2. 組成]
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、次の式(1)で表される組成を有する(但し、KLi6BiO6を除く)。
ALi6+s(X1-tZt)O6+δ …(1)
但し、
A(+1価)は、K及び/又はRb、
X(+5価)は、V、Nb、Ta、As、Sb、及びBiからなる群から選ばれるいずれか1以上の元素、
Z(+4価)は、Si、Ni、Se、Mn、Co、Ge、Cr、V、Fe、Rh、Ti、Pd、Ru、Ir、Pt、Re、Os、Mo、W、Nb、Ta、Sn、Hf、Zr、Tb、Pb、Pr、及びCeからなる群から選ばれるいずれか1以上の元素、
0≦s<0.5、0≦t<0.5、
δは、電気的中性が保たれる値。
[1.2. composition]
The lithium ion conductor according to the present invention has a composition represented by the following formula (1) ( excluding KLi 6 BiO 6 ).
Ali 6 + s (X 1-t Z t ) O 6 + δ … (1)
However,
A (+1 valence) is K and / or Rb,
X (+5 valence) is any one or more elements selected from the group consisting of V, Nb, Ta, As, Sb, and Bi.
Z (+4 valence) is Si, Ni, Se, Mn, Co, Ge, Cr, V, Fe, Rh, Ti, Pd, Ru, Ir, Pt, Re, Os, Mo, W, Nb, Ta, Sn. , Hf, Zr, Tb, Pb, Pr, and any one or more elements selected from the group consisting of Ce.
0≤s <0.5, 0≤t <0.5,
δ is a value that maintains electrical neutrality.
[1.2.1. 元素A]
元素Aは、空間群R3_mに属する結晶構造の3bサイトに位置する元素である。本発明において、元素Aは、1価の金属元素であって、K又はRbからなる。これらの元素は、いずれも3bサイトを占有することができ、かつ、これらの元素を含む酸化物はいずれも相対的に高いイオン伝導度を示すので、元素Aとして好適である。リチウムイオン伝導体は、K又はRbのいずれか一方を含むものでも良く、あるいは、双方を含むものでも良い。
[1.2.1. Element A]
Element A is an element located at the 3b site of the crystal structure belonging to the space group R3_m. In the present invention, the element A is a monovalent metal element and is composed of K or Rb. All of these elements can occupy 3b sites, and all of the oxides containing these elements show relatively high ionic conductivity, so that they are suitable as element A. The lithium ion conductor may contain either K or Rb, or may contain both.
[1.2.2. Li]
上述したように、空間群R3_mに属する結晶構造において、通常、Liは18fサイトに位置し、9dサイトは空である。この空の9dサイトの全部又は一部に過剰のリチウムイオンが入ることで、イオン伝導が生じると考えられる。
[1.2.2. Li]
As described above, in the crystal structure belonging to the space group R3_m, Li is usually located at the 18f site and the 9d site is empty. It is considered that ion conduction occurs when excess lithium ions enter all or part of this empty 9d site.
[1.2.3. 元素X]
元素Xは、空間群R3_mに属する結晶構造の3aサイト(6配位席)(以下、単に「Xサイト」ともいう)に位置する元素である。本発明において、元素Xは、5価の金属元素であって、V、Nb、Ta、As、Sb、又はBiからなる。これらの元素はいずれも3aサイトを占有することができ、かつ、これらの元素を含む酸化物はいずれも相対的に高いイオン伝導度を示すので、元素Xとして好適である。
リチウムイオン伝導体は、これらのいずれか1種の元素Xを含むものでも良く、あるいは、2種以上を含むものでも良い。リチウムイオン伝導体が2種以上の元素Xを含む場合、それらのイオン半径は後述する条件を満たしている必要がある。
[12.3. Element X]
The element X is an element located at the 3a site (six-coordinated seats) (hereinafter, also simply referred to as “X site”) of the crystal structure belonging to the space group R3_m. In the present invention, the element X is a pentavalent metal element and is composed of V, Nb, Ta, As, Sb, or Bi. All of these elements can occupy 3a sites, and all of the oxides containing these elements show relatively high ionic conductivity, so that they are suitable as the element X.
The lithium ion conductor may contain any one of these elements X, or may contain two or more of them. When the lithium ion conductor contains two or more kinds of elements X, their ionic radii must satisfy the conditions described later.
[1.2.4. 元素Z]
元素Zは、元素Xを置換するドーパントである。本発明において、元素Zは、4価の金属元素であって、Si、Ni、Se、Mn、Co、Ge、Cr、V、Fe、Rh、Ti、Pd、Ru、Ir、Pt、Re、Os、Mo、W、Nb、Ta、Sn、Hf、Zr、Tb、Pb、Pr、又はCeからなる。4価の元素Zにより5価の元素Xを置換すると、電気的中性を保つために、9dサイトに過剰のリチウムイオンが導入されやすくなる。その結果、元素Zを含む酸化物は、元素Zを含まない酸化物に比べて高い伝導度を示す場合がある。
リチウムイオン伝導体は、これらのいずれか1種の元素Zを含むものでも良く、あるいは、2種以上を含むものでも良い。リチウムイオン伝導体が元素Zを含む場合、元素Zのイオン半径は後述する条件を満たしている必要がある。
なお、本発明において「金属元素」という時は、SiやGeなどの半金属も含まれる。
[12.4. Element Z]
The element Z is a dopant that replaces the element X. In the present invention, the element Z is a tetravalent metal element, Si, Ni, Se, Mn, Co, Ge, Cr, V, Fe, Rh, Ti, Pd, Ru, Ir, Pt, Re, Os. , Mo, W, Nb, Ta, Sn, Hf, Zr, Tb, Pb, Pr, or Ce. Substituting the pentavalent element X with the tetravalent element Z facilitates the introduction of excess lithium ions into the 9d site in order to maintain electrical neutrality. As a result, the oxide containing the element Z may exhibit higher conductivity than the oxide containing no element Z.
The lithium ion conductor may contain any one of these elements Z, or may contain two or more of them. When the lithium ion conductor contains the element Z, the ionic radius of the element Z needs to satisfy the conditions described later.
In the present invention, the term "metal element" also includes metalloids such as Si and Ge.
[1.2.5. s]
sは、9dサイトを占めるリチウムイオンの数と相関がある。本発明に係るリチウムイオン伝導体は、形式的には、sがゼロでも相対的に高い伝導度を示す。一般に、sが大きくなるほど、9dサイトを占めるリチウムイオンの数が多くなり、伝導度が高くなる場合がある。sは、実施例が示すように、好ましくは、0.125以上、さらに好ましくは、0.33以上である。
一方、sが大きくなりすぎると、電荷中性条件が保てなくなり、相分離やLi析出が生じるおそれがある。従って、sは、0.5未満である必要がある。
[1.2.5. s]
s correlates with the number of lithium ions occupying 9d sites. Formally, the lithium ion conductor according to the present invention exhibits relatively high conductivity even when s is zero. In general, as s increases, the number of lithium ions occupying 9d sites increases, and the conductivity may increase. As shown in the examples, s is preferably 0.125 or more, more preferably 0.33 or more.
On the other hand, if s becomes too large, the charge neutral condition cannot be maintained, and phase separation or Li precipitation may occur. Therefore, s needs to be less than 0.5.
[1.2.6. t]
tは、元素Xを置換する元素Zの量を表す。本発明に係るリチウムイオン伝導体は、元素Zを含まない場合であっても、相対的に高い伝導度を示す。すなわち、tは、ゼロであっても良い。しかしながら、tがゼロの場合、過剰リチウムを導入すること(すなわち、s>0とすること)が困難な場合がある。一方、tがゼロより大きい場合、過剰リチウムの導入は比較的容易であり、tが大きくなるほど、伝導度が高くなる。tは、実施例が示すように、好ましくは、0.125以上、さらに好ましくは、0.33以上である。
一方、tが大きくなりすぎると、元素Zのすべてが元素Xを置換せず、異相として析出する場合がある。従って、tは、0.5未満である必要がある。
[1.2.6. t]
t represents the amount of element Z that replaces element X. The lithium ion conductor according to the present invention exhibits relatively high conductivity even when it does not contain the element Z. That is, t may be zero. However, when t is zero, it may be difficult to introduce excess lithium (ie, s> 0). On the other hand, when t is larger than zero, the introduction of excess lithium is relatively easy, and the larger t, the higher the conductivity. As shown in the examples, t is preferably 0.125 or more, more preferably 0.33 or more.
On the other hand, if t becomes too large, all of the elements Z may not replace the element X and may precipitate as a different phase. Therefore, t needs to be less than 0.5.
[1.2.7. δ]
ドーパント(元素Z)を含まない場合、δは理想的にはゼロとなる。しかし、実際には、ドーパントを含まない場合であっても、過剰のリチウムイオンが9dサイトに入ることがある。また、元素Xより価数が小さいドーパント(元素Z)を添加した場合、通常、電気的中性が保たれるように、過剰のリチウムイオンが9dサイトに入る。式(1)で表される酸化物の場合、形式的には、2δ=s−tと表せる。δは、s、tの上限から、−0.25≦δ≦+0.25である。
[1.2.7. δ]
When the dopant (element Z) is not included, δ is ideally zero. However, in practice, excess lithium ions may enter the 9d site even when the dopant is not included. Further, when a dopant (element Z) having a valence lower than that of element X is added, excess lithium ions usually enter the 9d site so that electrical neutrality is maintained. In the case of the oxide represented by the formula (1), it can be formally expressed as 2δ = s-t. δ is −0.25 ≦ δ ≦ + 0.25 from the upper limit of s and t.
[1.2.8. イオン半径]
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、次の式(2)及び式(3)を満たす。
|rX1−rXp|×100/rX1≦15 …(2)
|rX1−rzq|×100/rX1≦15 …(3)
但し、
rX1は、Xサイトを占有する元素Xの内、最も含有量が多い元素X1の6配位でのイオン半径、
rXpは、前記Xサイトを占有する元素Xの内、前記元素X1以外のp番目(p≧2)の元素Xpの6配位でのイオン半径、
rZqは、前記Xサイトを占有する元素Zの内、q番目(q≧1)の元素Zqの6配位でのイオン半径。
「Xサイト」とは、結晶構造内において、前記元素X及び前記元素Zが占有することが可能なサイトをいう。
[1.2.8. Ionic radius]
The lithium ion conductor according to the present invention satisfies the following formulas (2) and (3).
| r X1 −r Xp | × 100 / r X1 ≦ 15… (2)
| r X1 −r zq | × 100 / r X1 ≦ 15… (3)
However,
r X1, among the element X to occupy the X site, the ionic radius of at most 6 coordination high content elements X 1,
r Xp is the ionic radius at the 6-coordination of the p-th (p ≧ 2) element X p other than the element X 1 among the elements X occupying the X site.
r Zq is the ionic radius at the 6th coordination of the qth (q ≧ 1) element Z q among the elements Z occupying the X site.
The "X site" means a site that can be occupied by the element X and the element Z in the crystal structure.
元素X1は、Xサイトを占有する元素Xの内、最も含有量が多い元素を表す。最も含有量が多い元素Xが複数あるときは、元素X1は、それらの内、イオン半径が最大であるものを表す。
式(2)及び式(3)を満たす元素Xp及び元素Zqは、いずれもイオン半径が元素X1に近いため、元素X1を置換することができる。また、元素Zqは、元素Xより価数が小さいために、元素Zqをドープすると、9dサイトに過剰のリチウムイオンが導入される。そのため、元素Zqを含む材料は、元素Zqを含まない材料に比べて高い伝導度を示す場合がある。
The element X 1 represents the element having the highest content among the elements X occupying the X site. When there are a plurality of elements X having the highest content, the element X 1 represents the
Element X p and the element Z q satisfying Equation (2) and (3) both ionic radius close to the element X 1, it is possible to replace the element X 1. Further, since the element Z q has a smaller valence than the element X, when the element Z q is doped, excess lithium ions are introduced into the 9d site. Therefore, the material containing the element Z q, which may exhibit high conductivity as compared with the material containing no elements Z q.
なお、各元素のイオン半径については、例えば、以下の参考文献1、2に記載されている。
[参考文献1]http://pmsl.planet.sci.kobe-u.ac.jp/~seto/?page_id=51
[参考文献2]Shannon et al., Acta A 32(1976)751
The ionic radius of each element is described in, for example, References 1 and 2 below.
[Reference 1] http://pmsl.planet.sci.kobe-u.ac.jp/~seto/?page_id=51
[Reference 2] Shannon et al., Acta A 32 (1976) 751
元素Xp及び/又は元素Zqで元素X1を置換するためには、元素Xp及び元素Zqは、いずれも、6配位での元素X1とのイオン半径差が15%以下であるものが好ましい(ヒューム・ロザリーの法則、参考文献3〜6参照)。イオン半径差は、好ましくは、12%以下、さらに好ましくは、10%以下である。
[参考文献3]W. Hume-Rothery and H. M. Powell, Z. Krist., 91(1935)23
[参考文献4]W. Hume-Rothery, Atomic Theory for Students of Metallurgy, The Institute of Metals, London, 1969(fifth reprint)
[参考文献5]W. Hume-Rothery, R. W. Smallman and C. W. Hawoth, The Structure of Metals and Alloys, The Institute of Metals, London, 1969
[参考文献6]http://ja.wikipedia.org/wiki/ヒューム・ロザリーの法則
In order to replace element X 1 with element X p and / or element Z q , both element X p and element Z q have an ionic radius difference of 15% or less from element X 1 at the 6-coordination. Some are preferred (see Hume Rosalie's Law, References 3-6). The ionic radius difference is preferably 12% or less, more preferably 10% or less.
[Reference 3] W. Hume-Rothery and HM Powell, Z. Krist., 91 (1935) 23
[Reference 4] W. Hume-Rothery, Atomic Theory for Students of Metallurgy, The Institute of Metals, London, 1969 (fifth reprint)
[Reference 5] W. Hume-Rothery, RW Smallman and CW Hawoth, The Structure of Metals and Alloys, The Institute of Metals, London, 1969
[Reference 6] http://ja.wikipedia.org/wiki/ Hume Rosalie's Law
例えば、元素X1がV5+(rX1=0.53)である場合、
(a)元素Xp(p≧2)としては、例えば、As5+(rX2=0.46)、Sb5+(rX3=0.6)などがあり、
(b)元素Zq(q≧1)としては、例えば、Ni4+(rZ1=0.48)、Se4+(rZ2=0.50)、Mn4+(rZ3=0.53)、Co4+(rZ4=0.53)、Ge4+(rZ5=0.53)、Cr4+(rZ6=0.55)、V4+(rZ7=0.58)、Fe4+(rZ8=0.585)、Rh4+(rZ9=0.60)、Ti4+(rZ10=0.605)、Pd4+(rZ11=0.615)、Ru4+(rZ12=0.62)などがある。
次の表1に、元素の組み合わせの一例を示す。
For example, if the element X 1 is V 5+ (r X1 = 0.53),
(A) Elements X p (p ≧ 2) include, for example, As 5+ (r X2 = 0.46), Sb 5+ (r X3 = 0.6), and the like.
(B) Elements Z q (q ≧ 1) include, for example, Ni 4+ (r Z1 = 0.48), Se 4+ (r Z2 = 0.50), Mn 4+ (r Z3 = 0.53). ), Co 4+ (r Z4 = 0.53), Ge 4+ (r Z5 = 0.53), Cr 4+ (r Z6 = 0.55), V 4+ (r Z7 = 0.58), Fe 4+ (r Z8 = 0.585), Rh 4+ (r Z9 = 0.60), Ti 4+ (r Z10 = 0.605), Pd 4+ (r Z11 = 0.615), Ru 4 + (R Z12 = 0.62) and so on.
Table 1 below shows an example of a combination of elements.
[1.3. 具体例]
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、特に、以下の組成を有するものが好ましい。
[1.3.1. 具体例1:K系酸化物]
第1の具体例は、KLi6VO6、KLi6NbO6、KLi6TaO6、KLi6AsO6、又は、KLi6SbO6からなる。以下、これらを総称して「K系酸化物」ともいう。
K系化合物は、式(1)で表される組成物の中でも、イオン伝導度が高い、熱力学的に安定である、などの利点がある。中でも、KLi6NbO6、KLi6TaO6、及びKLi6SbO6は、毒性が少ない、バンドギャップが大きいために電子伝導が生じにくい、などの利点がある。
[1.3. Concrete example]
The lithium ion conductor according to the present invention is particularly preferably one having the following composition.
[1.3.1. Specific Example 1: K-based oxide]
The first specific example comprises KLi 6 VO 6 , KLi 6 NbO 6 , KLi 6 TaO 6 , KLi 6 AsO 6 , or KLi 6 SbO 6 . Hereinafter, these are also collectively referred to as "K-based oxide".
Among the compositions represented by the formula (1), the K-based compound has advantages such as high ionic conductivity and thermodynamic stability. Among them, KLi 6 NbO 6 , KLi 6 TaO 6 , and KLi 6 SbO 6 have advantages such as low toxicity and small bandgap, so that electron conduction is unlikely to occur.
[1.3.2. 具体例2:Rb系酸化物]
第2の具体例は、RbLi6VO6、RbLi6NbO6、RbLi6TaO6、RbLi6AsO6、RbLi6SbO6、又は、RbLi6BiO6からなる。以下、これらを総称して「Rb系酸化物」ともいう。
Rb系化合物は、式(1)で表される組成物の中でも、イオン伝導度が高い、熱力学的に安定である、などの利点がある。中でも、RbLi6NbO6、RbLi6TaO6、及びRbLi6SbO6は、毒性が少ない、バンドギャップが大きいために電子伝導が生じにくい、などの利点がある。
[1.3.2. Specific Example 2: Rb-based oxide]
The second specific example comprises RbLi 6 VO 6 , RbLi 6 NbO 6 , RbLi 6 TaO 6 , RbLi 6 AsO 6 , RbLi 6 SbO 6 , or RbLi 6 BiO 6 . Hereinafter, these are also collectively referred to as “Rb-based oxide”.
Among the compositions represented by the formula (1), the Rb-based compound has advantages such as high ionic conductivity and thermodynamic stability. Among them, RbLi 6 NbO 6 , RbLi 6 TaO 6 , and RbLi 6 SbO 6 have advantages such as low toxicity and small bandgap, so that electron conduction is unlikely to occur.
[1.3.3. 具体例3:K−Z系酸化物]
第3の具体例は、KLi6BiO6若しくはK系酸化物に含まれるX(+5価)の一部がZ(+4価)で置換されたものからなる。以下、これらを総称して「K−Z系酸化物」ともいう。元素Zは、上述した式(3)を満たすものが好ましい。
K−Z系酸化物は、式(1)で表される組成物の中でも、イオン伝導度が高い、熱力学的に安定である、などの利点がある。
[1.3.3. Specific Example 3: KZ-based oxide]
The third specific example comprises a KLi 6 BiO 6 or a K-based oxide in which a part of X (+5 valence) is replaced with Z (+4 valence). Hereinafter, these are also collectively referred to as "KZ-based oxide". The element Z preferably satisfies the above-mentioned formula (3).
Among the compositions represented by the formula (1), the KZ-based oxide has advantages such as high ionic conductivity and thermodynamic stability.
[1.3.4. 具体例4:Rb−Z系酸化物]
第4の具体例は、Rb系酸化物に含まれるX(+5価)の一部がZ(+4価)で置換されたものからなる。以下、これらを総称して「Rb−Z系酸化物」ともいう。元素Zは、上述した式(3)を満たすものが好ましい。
Rb−Z系化合物は、式(1)で表される組成物の中でも、イオン伝導度が高い、熱力学的に安定である、などの利点がある。
[1.3.4. Specific Example 4: Rb-Z-based oxide]
The fourth specific example comprises a part of X (+5 valence) contained in the Rb-based oxide substituted with Z (+4 valence). Hereinafter, these are also collectively referred to as "Rb-Z-based oxide". The element Z preferably satisfies the above-mentioned formula (3).
Among the compositions represented by the formula (1), the Rb-Z-based compound has advantages such as high ionic conductivity and thermodynamic stability.
[1.4. バンドギャップ]
本発明において、「バンドギャップ」とは、HSE(Heyd Scuseria Ernzerhof)法を用いて算出された値をいう。
バンドギャップが小さくなりすぎると、イオン伝導ではなく、電子/ホールの伝導が支配的となる。従って、バンドギャップは、2eV以上が好ましい。バンドギャップは、好ましくは、3eV以上、さらに好ましくは、4eV以上である。
[1.4. Band gap]
In the present invention, the "band gap" means a value calculated by using the HSE (Heyd Scuseria Ernzerhof) method.
If the bandgap becomes too small, electron / hole conduction becomes dominant rather than ionic conduction. Therefore, the band gap is preferably 2 eV or more. The band gap is preferably 3 eV or more, more preferably 4 eV or more.
[1.5. 形状]
本発明に係るリチウムイオン伝導体の形状は、特に限定されるものではなく、目的に応じて最適な形状を選択することができる。具体的には、本発明に係るリチウムイオン伝導体は、バルクの状態で使用しても良く、あるいは、粉末、ナノ粒子、又は薄膜の状態で使用してもよい。
[1.5. shape]
The shape of the lithium ion conductor according to the present invention is not particularly limited, and the optimum shape can be selected according to the intended purpose. Specifically, the lithium ion conductor according to the present invention may be used in a bulk state, or may be used in a powder, nanoparticles, or thin film state.
[2. リチウムイオン伝導体の製造方法]
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、種々の方法により製造することができる。
例えば、バルクのリチウムイオン伝導体は、
(a)所定の組成となるように原料を混合し、
(b)原料混合物を所定の条件下で仮焼し、
(c)仮焼粉を適度に粉砕した後、仮焼粉を成形・焼結する
ことにより製造することができる。
製造条件は、特に限定されるものではなく、目的とする組成に応じて、最適な条件を選択するのが好ましい。
粉末、ナノ粒子、又は薄膜のリチウムイオン伝導体を製造する場合も同様であり、公知の方法を用いて製造することができる。
[2. Method for manufacturing lithium-ion conductor]
The lithium ion conductor according to the present invention can be produced by various methods.
For example, bulk lithium-ion conductors
(A) The raw materials are mixed so as to have a predetermined composition, and the raw materials are mixed.
(B) The raw material mixture is calcined under predetermined conditions and then calcined.
(C) It can be produced by appropriately crushing the calcined powder and then molding and sintering the calcined powder.
The production conditions are not particularly limited, and it is preferable to select the optimum conditions according to the desired composition.
The same applies to the case of producing a lithium ion conductor of powder, nanoparticles, or a thin film, and the lithium ion conductor can be produced by a known method.
[3. 作用]
図1に、従来のリチウムイオン伝導体の伝導度を示す。現在、室温において高い伝導度を示すリチウムイオン伝導体として、Li10GeP2S12(LGPS)等の硫化物が知られている。しかしながら、硫化物は、材料の分解による特性劣化や硫化水素の発生などの実用上の課題がある。
一方、硫化物より安定な酸化物からなるリチウムイオン伝導体も多数検討されている。しかしながら、既報告の酸化物は、いずれもイオン伝導度が不十分である。
[3. Action]
FIG. 1 shows the conductivity of a conventional lithium ion conductor. Currently, as a lithium ion conductor exhibiting high conductivity at room temperature, a sulfide such as Li 10 GeP 2 S 12 (LGPS ) is known. However, sulfide has practical problems such as deterioration of characteristics due to decomposition of the material and generation of hydrogen sulfide.
On the other hand, many lithium ion conductors made of oxides that are more stable than sulfides have also been studied. However, all of the previously reported oxides have insufficient ionic conductivity.
これに対し、式(1)で表される酸化物は、第一原理分子動力学計算により求めた伝導度が既報告の材料であるKLi6BiO6のそれより高い。これは、式(1)で表される組成を持つ酸化物は、いずれも、
(a)過剰リチウムの存在下でリチウムイオンが結晶内に存在するサイトを連結するように拡散するため、及び、
(b)リチウムイオンの拡散障壁(Emig)がKLi6BiO6より低いため、
と考えられる。
On the other hand, the oxide represented by the formula (1) has a higher conductivity obtained by first-principles molecular dynamics calculation than that of KLi 6 BiO 6, which is a previously reported material. This is because all the oxides having the composition represented by the formula (1) are
(A) In the presence of excess lithium, lithium ions diffuse to connect the sites present in the crystal, and
(B) Since the diffusion barrier (E mig ) of lithium ions is lower than that of KLi 6 BiO 6,
it is conceivable that.
[1. はじめに]
近年、本願発明者らは、高速にリチウムイオン伝導度を評価する独自の手法を開発した(参考文献7)。この手法を用いて、無機結晶構造データベース(Inorganic Crystal Structure Database、ICSD)に登録されている酸化物材料すべてに対してスクリーニングを行った。その結果、予測伝導度が高い材料として、KLi6TaO6、KLi6IrO6、KLi6BiO6が見出された。これらは、既に合成されて結晶構造が明らかになっている材料である(参考文献8〜10)。
[参考文献7]A. France-Lanord et al., Sci. Rep. 9, 15123(2019)
[参考文献8]KLi6TaO6: W. Scheld et al., ZAAC 619, 337(1993)
[参考文献9]KLi6IrO6: P. Kroeshell et al., ZAAC 619, 537(1986)
[参考文献10]KLi6BiO6: R. Hubenthal et al., Acta Chem. Scandinavia 45, 805(1991)
[1. Introduction]
In recent years, the inventors of the present application have developed a unique method for evaluating lithium ion conductivity at high speed (Reference 7). Using this technique, all oxide materials registered in the Inorganic Crystal Structure Database (ICSD) were screened. As a result, KLi 6 TaO 6 , KLi 6 IrO 6 , and KLi 6 BiO 6 were found as materials having high predicted conductivity. These are materials that have already been synthesized and whose crystal structure has been clarified (
[Reference 7] A. France-Lanord et al., Sci. Rep. 9, 15123 (2019)
[Reference 8] KLi6TaO6: W. Scheld et al., ZAAC 619, 337 (1993)
[Reference 9] KLi6IrO6: P. Kroeshell et al., ZAAC 619, 537 (1986)
[Reference 10] KLi6BiO6: R. Hubenthal et al., Acta Chem. Scandinavia 45, 805 (1991)
これらの中で、KLi6BiO6については、上述したように、リチウムイオン伝導体として有力であることが非特許文献1、2において既に開示されている。一方、KLi6IrO6は、バンドギャップがゼロであり、金属的であることが判明したため、イオン伝導体としての候補から除かれた。
そこで、KLi6(Ta/Bi)O6に対して元素置換を行い、新規、かつ、高い伝導度を示す材料探索を行った。図2に、KLi6(Ta/Bi)O6に対する置換元素として選択された元素の一覧を示す。
Among these, KLi 6 BiO 6 has already been disclosed in
Therefore, elemental substitution was performed on KLi 6 (Ta / Bi) O 6 to search for a new material showing high conductivity. FIG. 2 shows a list of elements selected as substitution elements for KLi 6 (Ta / Bi) O 6.
材料探索の際には、以下の条件を満たす材料を候補とした。
(1)構成元素の酸化物原料を基準とした化合物の生成エネルギーΔHfが低く、かつ、格子振動の計算から、ソフトモードの振動がなく動的安定性が高い材料であること。
(2)第一原理分子動力学計算により求めた室温でのリチウムイオン伝導度が、既報告のKLi6BiO6のそれより高い材料であること。なお、非特許文献2において、第一原理分子動力学計算によって予測されたKLi6BiO6の室温での伝導度は5.7mS/cmであり、本願発明者らによる計算値(4mS/cm)とほぼ一致したことから、手法の信頼性を相互確認している。
(3)計算精度の高いHSE法で計算されたバンドギャップ(Eg)が2eV以上である材料であること。この条件を満たす材料は、電子/ホールが伝導する材料ではなく、イオン伝導体である可能性が高い。
When searching for materials, materials that satisfy the following conditions were selected as candidates.
(1) The material has a low production energy ΔHf of the compound based on the oxide raw material of the constituent element, and has high dynamic stability without soft mode vibration from the calculation of lattice vibration.
(2) First-principles The lithium ion conductivity at room temperature determined by molecular dynamics calculation is higher than that of the previously reported KLi 6 BiO 6. In Non-Patent Document 2, the conductivity of KLi 6 BiO 6 predicted by first-principles molecular dynamics calculation at room temperature is 5.7 mS / cm, which is a calculated value (4 mS / cm) by the inventors of the present application. Since it almost matched with, the reliability of the method is mutually confirmed.
(3) The material has a band gap (E g ) of 2 eV or more calculated by the HSE method with high calculation accuracy. The material that satisfies this condition is likely to be an ionic conductor rather than a material that conducts electrons / holes.
[2. 結果]
[2.1. 室温における伝導度]
表2に、第一原理分子動力学計算により見出された新規な酸化物系リチウムイオン伝導体であって、過剰リチウムの量(s)が1/8=0.125であるものの室温(300K)における伝導度の予測値σを示す。なお、表2中、
「V」は原子あたりの体積を表し、
「Eg(PBE)」はPBE相関ポテンシャルを用いて計算されたバンドギャップを表し、
「Eg(HSE)」はHSE法で計算されたバンドギャップを表し、
「Emig(Li+)」はリチウムイオンの拡散障壁を表し、
「Ea」は第一原理分子動力学計算(FPMD)から求めた活性化エネルギーを表す。
また、図3に、第一原理分子動力学計算から求めた各種酸化物の伝導度を示す。
[2. result]
[2.1. Conductivity at room temperature]
Table 2 shows a novel oxide-based lithium ion conductor found by first-principles molecular dynamics calculation, in which the amount of excess lithium (s) is 1/8 = 0.125, but at room temperature (300K). ) Shows the predicted value σ of the conductivity. In Table 2,
"V" represents the volume per atom
"E g (PBE)" represents the bandgap calculated using the PBE correlation potential.
"E g (HSE)" represents the bandgap calculated by the HSE method.
"E mig (Li + )" represents the diffusion barrier of lithium ions.
"E a" represents the activation energy determined from first principles molecular dynamics calculation (FPMD).
In addition, FIG. 3 shows the conductivity of various oxides obtained from the first-principles molecular dynamics calculation.
表2及び図3より、以下のことが分かる。
(1)表2に示す材料の内、KLi6BiO6以外の材料(以下、これらを総称して「提案材料」ともいう)は、いずれも、KLi6BiO6より伝導度が高い。
(2)バンドギャップはすべて2eV以上である。特に、KLi6BiO6及びRbLi6BiO6以外の提案材料のバンドギャップは3eV以上であり、電子伝導が生じにくい。
(3)提案材料の中では、A=Kの材料の方がA=Rbの材料より伝導度が高い。但し、応用デバイスに用いる際には、使用条件や電極材料との組み合わせを考慮して材料を選択する必要がある。
The following can be seen from Table 2 and FIG.
(1) Among the materials shown in Table 2, all the materials other than KLi 6 BiO 6 (hereinafter, these are collectively referred to as “proposal materials”) have higher conductivity than KLi 6 BiO 6.
(2) All band gaps are 2 eV or more. In particular, the bandgap of the proposed materials other than KLi 6 BiO 6 and RbLi 6 BiO 6 is 3 eV or more, and electron conduction is unlikely to occur.
(3) Among the proposed materials, the material of A = K has higher conductivity than the material of A = Rb. However, when using it for an application device, it is necessary to select the material in consideration of the usage conditions and the combination with the electrode material.
[2.2. イオン伝導経路]
第一原理分子動力学計算により、リチウムイオンの拡散経路を同定した。図4に、第一原理分子動力学計算から求めたリチウムイオンの拡散軌跡を示す。図4中、網掛けされた領域がリチウムイオンの拡散経路を表す。図4より、過剰リチウムの存在下で、リチウム原子が結晶内に存在するサイト(18fサイト、及び9dサイト)を連結するように拡散する挙動が明らかとなった。
図5に、リチウムイオンの拡散経路に沿ったエネルギーの変化を示す。表2に示す提案材料が高い伝導度を示すのは、その拡散障壁(Emig)の値がKLi6BiO6の値(0.13eV)より小さく、リチウムイオンの拡散に伴うエネルギー変化が小さいためと考えられる。
[2.2. Ion conduction path]
First-principles Molecular dynamics calculations have identified the diffusion pathways of lithium ions. FIG. 4 shows the diffusion locus of lithium ions obtained from the first-principles molecular dynamics calculation. In FIG. 4, the shaded area represents the diffusion path of lithium ions. From FIG. 4, it was clarified that the lithium atom diffuses so as to connect the sites (18f site and 9d site) existing in the crystal in the presence of excess lithium.
FIG. 5 shows the change in energy along the diffusion path of lithium ions. The proposed materials shown in Table 2 show high conductivity because the diffusion barrier (E mig ) value is smaller than the KLi 6 BiO 6 value (0.13 eV) and the energy change associated with the diffusion of lithium ions is small. it is conceivable that.
以上より、過剰リチウム存在下で提案材料が高いイオン伝導度を有する理由が理解された。すなわち、ALi6XO6が高い伝導度を示すのは、リチウムイオンが感じるポテンシャルエネルギーの変化が小さく、リチウムイオンが容易に拡散できるためである。
また、XサイトがBiである提案材料よりもXサイトがTa、Nb等である提案材料の方が高いイオン伝導度を示す。これは、Ta、Nb等のイオン半径がBiのそれよりも小さいために、リチウムイオンの拡散パスの連結性が高まり、拡散障壁が小さくなるためと考えられる。
From the above, it was understood why the proposed material has high ionic conductivity in the presence of excess lithium. That is, the reason why Ali 6 XO 6 exhibits high conductivity is that the change in potential energy felt by lithium ions is small and lithium ions can be easily diffused.
Further, the proposed material having X-sites such as Ta and Nb shows higher ionic conductivity than the proposed material having X-sites of Bi. It is considered that this is because the ionic radius of Ta, Nb, etc. is smaller than that of Bi, so that the connectivity of the diffusion path of lithium ions is enhanced and the diffusion barrier is reduced.
[2.3. ドーパントの影響]
一般式:ALi6XO6で表される提案材料において過剰リチウムを安定化させるためには、適切なドーピングが必要となる。ドーパントZを含む提案材料は、一般式:ALi6+s(X1-tZt)O6+δと表されるが、ドーパントZはよく知られているヒューム・ロザリーの法則に従って選択した。
[2.3. Effect of dopant]
General formula: Appropriate doping is required to stabilize excess lithium in the proposed material represented by Ali 6 XO 6. The proposed material containing the dopant Z is represented by the general formula: Ali 6 + s (X 1-t Z t ) O 6 + δ , but the dopant Z was selected according to the well-known Hume Rosalie's law.
図6に、第一原理分子動力学計算から求めた、過剰リチウム量を変化させた酸化物、及び、過剰リチウムとZrを同時にドープした酸化物(t=s=0.125の場合)の伝導度を示す。図6中、「X%、Y/Z」は、ドープ前にZ個のLi原子で構成される単位格子中に(Y−Z)個のリチウムイオンが過剰に導入され、単位格子に含まれるLi原子数がY個となった場合、リチウムイオンの量がX%増加することを表す。X、Y、Zの間には、X=(Y−Z)×100/Zの関係が成り立つ。 FIG. 6 shows the conduction of an oxide in which the amount of excess lithium is changed and an oxide in which excess lithium and Zr are simultaneously doped (in the case of t = s = 0.125) obtained from the first-principles molecular dynamics calculation. Indicates the degree. In FIG. 6, “X%, Y / Z” is contained in the unit cell due to excessive introduction of (YZ) lithium ions into the unit cell composed of Z Li atoms before doping. When the number of Li atoms becomes Y, it means that the amount of lithium ions increases by X%. A relationship of X = (Y−Z) × 100 / Z holds between X, Y, and Z.
図6より、以下のことが分かる。
(1)KLi6TaO6及びKLi6+s(Ta1-tZrt)O6の室温における伝導度は、KLi6BiO6の値(推定伝導度:4mS/cm@室温)より高い。
(2)過剰リチウムの濃度が高くなるほど、KLi6TaO6の伝導度は高くなる。
(3)KLi6+s(Ta1-tZrt)O6の室温における伝導度は、KLi6TaO6のそれより低い。これは、TaサイトのZrがイオン伝導の不純物として移動度を下げるためと考えられる。しかし、その伝導度は、5mS/cmであり、既知材料:KLi6BiO6に同量の過剰リチウムのみを導入した伝導度(4mS/cm、表2参照)より大きい。また、Biサイトに元素Zを同時にドープした場合、KLi6TaO6の場合と同様に、過剰リチウムの濃度が高くなるほど、伝導度は高くなると考えられる。
From FIG. 6, the following can be seen.
(1) KLi 6 TaO 6 and KLi 6 + s conductivity at room temperature of (Ta 1-t Zr t)
(2) The higher the concentration of excess lithium, the higher the conductivity of KLi 6 TaO 6.
(3) KLi 6 + s conductivity at room temperature of (Ta 1-t Zr t)
以上、本発明の実施の形態について詳細に説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の改変が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明に係るリチウムイオン伝導体は、リチウムイオン電池の固体電解質材料などに使用することができる。 The lithium ion conductor according to the present invention can be used as a solid electrolyte material for a lithium ion battery or the like.
Claims (5)
(1)前記リチウムイオン伝導体は、次の式(1)で表される組成を有する(但し、KLi6BiO6を除く)。
ALi6+s(X1-tZt)O6+δ …(1)
但し、
A(+1価)は、K及び/又はRb、
X(+5価)は、V、Nb、Ta、As、Sb、及びBiからなる群から選ばれるいずれか1以上の元素、
Z(+4価)は、Si、Ni、Se、Mn、Co、Ge、Cr、V、Fe、Rh、Ti、Pd、Ru、Ir、Pt、Re、Os、Mo、W、Nb、Ta、Sn、Hf、Zr、Tb、Pb、Pr、及びCeからなる群から選ばれるいずれか1以上の元素、
0≦s<0.5、0≦t<0.5、
δは、電気的中性が保たれる値。
(2)前記リチウムイオン伝導体は、次の式(2)及び式(3)を満たす。
|rX1−rXp|×100/rX1≦15 …(2)
|rX1−rzq|×100/rX1≦15 …(3)
但し、
rX1は、Xサイトを占有する元素Xの内、最も含有量が多い元素X1の6配位でのイオン半径、
rXpは、前記Xサイトを占有する元素Xの内、前記元素X1以外のp番目(p≧2)の元素Xpの6配位でのイオン半径、
rZqは、前記Xサイトを占有する元素Zの内、q番目(q≧1)の元素Zqの6配位でのイオン半径。
「Xサイト」とは、結晶構造内において、前記元素X及び前記元素Zが占有することが可能なサイトをいう。 A lithium ion conductor having the following configurations.
(1) The lithium ion conductor has a composition represented by the following formula (1) ( excluding KLi 6 BiO 6 ).
Ali 6 + s (X 1-t Z t ) O 6 + δ … (1)
However,
A (+1 valence) is K and / or Rb,
X (+5 valence) is any one or more elements selected from the group consisting of V, Nb, Ta, As, Sb, and Bi.
Z (+4 valence) is Si, Ni, Se, Mn, Co, Ge, Cr, V, Fe, Rh, Ti, Pd, Ru, Ir, Pt, Re, Os, Mo, W, Nb, Ta, Sn. , Hf, Zr, Tb, Pb, Pr, and any one or more elements selected from the group consisting of Ce.
0≤s <0.5, 0≤t <0.5,
δ is a value that maintains electrical neutrality.
(2) The lithium ion conductor satisfies the following formulas (2) and (3).
| r X1 −r Xp | × 100 / r X1 ≦ 15… (2)
| r X1 −r zq | × 100 / r X1 ≦ 15… (3)
However,
r X1, among the element X to occupy the X site, the ionic radius of at most 6 coordination high content elements X 1,
r Xp is the ionic radius at the 6-coordination of the p-th (p ≧ 2) element X p other than the element X 1 among the elements X occupying the X site.
r Zq is the ionic radius at the 6th coordination of the qth (q ≧ 1) element Z q among the elements Z occupying the X site.
The "X site" means a site that can be occupied by the element X and the element Z in the crystal structure.
(b)RbLi6VO6、RbLi6NbO6、RbLi6TaO6、RbLi6AsO6、RbLi6SbO6、若しくは、RbLi6BiO6からなるRb系酸化物、
(c)KLi6BiO6若しくは前記K系酸化物に含まれる前記X(+5価)の一部が前記Z(+4価)で置換されたK−Z系酸化物、又は、
(d)前記Rb系酸化物に含まれる前記X(+5価)の一部が前記Z(+4価)で置換されたRb−Z系酸化物
を含む請求項1から3までのいずれか1項に記載のリチウムイオン伝導体。 (A) K-based oxide consisting of KLi 6 VO 6 , KLi 6 NbO 6 , KLi 6 TaO 6 , KLi 6 AsO 6 , or KLi 6 SbO 6,
(B) Rb-based oxide consisting of RbLi 6 VO 6 , RbLi 6 NbO 6 , RbLi 6 TaO 6 , RbLi 6 AsO 6 , RbLi 6 SbO 6 , or RbLi 6 BiO 6.
(C) KLi 6 BiO 6 or a KZ-based oxide in which a part of the X (+5 valence) contained in the K-based oxide is replaced with the Z (+4 valence), or a KZ-based oxide.
(D) Any one of claims 1 to 3 containing an Rb—Z-based oxide in which a part of the X (+5 valence) contained in the Rb-based oxide is replaced with the Z (+4 valence). Lithium ion conductor according to.
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