▶ サン−ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023162164
(43)【公開日】2023-11-08
(54)【発明の名称】電解質材料及び形成方法
(51)【国際特許分類】
H01B 1/06 20060101AFI20231031BHJP
C01F 17/36 20200101ALI20231031BHJP
H01M 10/0562 20100101ALN20231031BHJP
H01M 4/62 20060101ALN20231031BHJP
【ＦＩ】
H01B1/06 A
C01F17/36
H01M10/0562
H01M4/62 Z
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023117690
(22)【出願日】2023-07-19
(62)【分割の表示】P 2022567376の分割
【原出願日】2021-08-06
(31)【優先権主張番号】63/062,755
(32)【優先日】2020-08-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】593150863
【氏名又は名称】サン－ゴバン セラミックス アンド プラスティクス，インコーポレイティド
【氏名又は名称原語表記】ＳＡＩＮＴ－ＧＯＢＡＩＮ ＣＥＲＡＭＩＣＳ ＡＮＤ ＰＬＡＳＴＩＣＳ， ＩＮＣ．
【住所又は居所原語表記】Ｏｎｅ Ｎｅｗ Ｂｏｎｄ Ｓｔｒｅｅｔ， Ｗｏｒｃｅｓｔｅｒ， ＭＡ ０１６１５， Ｕｎｉｔｅｄ Ｓｔａｔｅｓ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａ
(74)【代理人】
【識別番号】110003281
【氏名又は名称】弁理士法人大塚国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ウスペンスキー、ウラジミール
(72)【発明者】
【氏名】アサット、ゴーラブ
(57)【要約】 （修正有）
【課題】リチウム金属アノードを可能にすることによって、従来のリチウムイオン電池と比較して、固体リチウム電池がより高いエネルギー密度及びより速い再充電時間で、安全性の懸念が少ないと期待される、改善された固体電解質材料を提供する。
【解決手段】不規則性を含む結晶構造を有するハロゲン化物系材料を含む固体電解質材料は、積層欠陥を含む結晶構造を含む。また、固体電解質材料は、六方晶系の空間群又は菱面体格子系の空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含んでよい。また、固体電解質材料は、単斜晶系空間群で表される結晶構造と、ハロゲン原子の数が少ない単位格子と、を含む結晶相を含んでよい。
【選択図】なし
【解決手段】不規則性を含む結晶構造を有するハロゲン化物系材料を含む固体電解質材料は、積層欠陥を含む結晶構造を含む。また、固体電解質材料は、六方晶系の空間群又は菱面体格子系の空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含んでよい。また、固体電解質材料は、単斜晶系空間群で表される結晶構造と、ハロゲン原子の数が少ない単位格子と、を含む結晶相を含んでよい。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み、Ｘはハロゲンを含む）と、
少なくとも２０％の積層欠陥を含む結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み、Ｘはハロゲンを含む）と、
少なくとも２０％の積層欠陥を含む結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【請求項2】
前記結晶構造がＣ２／ｍ空間群で表される、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項3】
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；Ｘはハロゲンを含む）と、
菱面体晶系空間群で表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；Ｘはハロゲンを含む）と、
菱面体晶系空間群で表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【請求項4】
Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項３に記載の固体電解質
材料。
材料。
【請求項5】
Ｐ６３／ｍｃｍ又はＰ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請
求項３に記載の固体電解質材料。
求項３に記載の固体電解質材料。
【請求項6】
Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項１又は
３に記載の固体電解質材料。
３に記載の固体電解質材料。
【請求項7】
固体電解質材料であって、
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；及びＸはハロゲンを含む）と、
３～５個のハロゲン化物の原子を含む単位格子を有する単斜晶系空間群によって表され
る結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；及びＸはハロゲンを含む）と、
３～５個のハロゲン化物の原子を含む単位格子を有する単斜晶系空間群によって表され
る結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【請求項8】
Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項１、３及び７のいずれ
か一項に記載の固体電解質材料。
か一項に記載の固体電解質材料。
【請求項9】
層状原子配列を含む、請求項１～８のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
【請求項10】
Ａが単位格子定数ａの値を表し、Ｂが単位格子定数ｂの値を表し、Ａ＝Ｂである、請求
項３～６のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
項３～６のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
【請求項11】
平均回折結晶子サイズが少なくとも２０ｎｍ、少なくとも２５ｎｍ、少なくとも３０ｎ
ｍ、少なくとも３５ｎｍ、又は少なくとも４０ｎｍ、又は少なくとも５００ｎｍである、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
ｍ、少なくとも３５ｎｍ、又は少なくとも４０ｎｍ、又は少なくとも５００ｎｍである、
請求項１～１０のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
【請求項12】
ＣｕＫα線で測定される前記固体電解質材料のＸ線回折パターンが、１６°～２５°２
θの間にピークを含まない、請求項１～１１のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
θの間にピークを含まない、請求項１～１１のいずれか一項に記載の固体電解質材料。
【請求項13】
ＭがＬｉ又はＮａのうちの少なくとも一方を含む、請求項１～１２のいずれか一項に記
載の固体電解質材料。
載の固体電解質材料。
【請求項14】
Ｍｅが希土類元素、Ｚｒ、Ｓｎ、又はそれらの任意の組合せを含む、請求項１～１３の
いずれか一項に記載の固体電解質材料。
いずれか一項に記載の固体電解質材料。
【請求項15】
Ｘが、Ｃｌ、Ｂｒ、又はそれらの組合せを含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載
の固体電解質材料。
の固体電解質材料。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
以下は、電解質材料及びその形成方法に関し、特に、結晶構造の不規則性を含む固体電
解質材料及びその形成方法に関する。
解質材料及びその形成方法に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウム金属アノードを可能にすることによって、固体リチウム電池は、従来のリチウ
ムイオン電池と比較して、より高いエネルギー密度及びより速い再充電時間を提供し、安
全性の懸念が少ないと期待される。産業界は、改善された固体電解質材料を求め続けてい
る。
ムイオン電池と比較して、より高いエネルギー密度及びより速い再充電時間を提供し、安
全性の懸念が少ないと期待される。産業界は、改善された固体電解質材料を求め続けてい
る。
【発明の概要】
【0003】
本開示は、添付の図面を参照することによって、よりよく理解することができ、その多
くの特徴及び利点が当業者に明らかになる。
くの特徴及び利点が当業者に明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【0004】
【図1A】一実施形態による例示的な固体電解質材料の結晶構造を示す図である。
【図1B】別の結晶構造を示す図である。
【図1C】一実施形態による別の例示的な固体電解質材料の結晶構造を示す図である。
【図2A】さらなる結晶構造を示す図である。
【図2B】別の結晶構造を示す図である。
【図2C】一実施形態による別の例示的な固体電解質材料の結晶構造を示す図である。
【図2D】一実施形態による別の例示的な固体電解質材料の結晶構造を示す図である。
【図3】結晶構造を示す図である。
【図4】別の結晶構造を示す図である。
【図5】異なる結晶構造を示す図である。
【図6A】ハロゲン化物系材料の粉末Ｘ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図6B】ハロゲン化物系材料の粉末Ｘ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図6C】ハロゲン化物系材料の粉末Ｘ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図7A】ハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図7B】別のハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図7C】別のハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図7D】別のハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図7E】別のハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折シミュレーションのスペクトルである。
【図8】一実施形態による固体電解質材料を形成するプロセスを示すフローチャートである。
【図9】ハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折パターンを含む図である。
【図10】固体電解質材料の結晶構造モデルである。
【図11】固体電解質材料の結晶構造モデルである。
【図12】固体電解質材料の結晶構造モデルである。
【図13】固体電解質材料の結晶構造モデルである。
【図14A】ハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折パターンを示す図である。
【図14B】ハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折パターンを示す図である。
【図15】ハロゲン化物系電解質材料の試料のＸ線回折パターンを示す図である。
【図16】ハロゲン化物系電解質材料のＸ線回折パターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0005】
当業者であれば、図中の要素は簡略化及び明瞭化のために示されており、必ずしも縮尺
通りに描かれていないことが分かる。例えば、図面中の要素の幾つかの寸法は、本発明の
実施形態をよりよく理解するのに役立つように、他の要素に対して大げさに描かれている
場合がある。異なる図面において同じ参照符号が使用されている場合は、類似又は同一の
アイテムを示す。
通りに描かれていないことが分かる。例えば、図面中の要素の幾つかの寸法は、本発明の
実施形態をよりよく理解するのに役立つように、他の要素に対して大げさに描かれている
場合がある。異なる図面において同じ参照符号が使用されている場合は、類似又は同一の
アイテムを示す。
【0006】
本明細書に開示される教示を理解し易くするために、図面と組み合わせて以下の説明を
提供する。以下の説明は、教示の具体的な実装（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）及び実
施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示を説明し易くするために提供され、教示の範囲
又は適用性を限定するものとして解釈されるべきではない。
提供する。以下の説明は、教示の具体的な実装（ｉｍｐｌｅｍｅｎｔａｔｉｏｎ）及び実
施形態に焦点を当てる。この焦点は、教示を説明し易くするために提供され、教示の範囲
又は適用性を限定するものとして解釈されるべきではない。
【0007】
本明細書で使用される場合、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含む（ｃｏｍｐｒｉ
ｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有
する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、又はそれらのあらゆる他の
バリエーションは、非排他的な包含を網羅することを意図している。例えば、特徴のリス
トを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、
明示的に列挙されていない他の特徴、或いはそのようなプロセス、方法、物品、又は装置
に固有の他の特徴を含み得る。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限り、
「又は」は、包含的「又は」を指し、排他的「又は」を指すのではない。例えば、「条件
Ａ又はＢ」は、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真であり（又は存在し）且
つＢが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在せず）且つＢが真である（
又は存在する）、及びＡとＢの両方が真である（又は存在する）。
ｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有
する（ｈａｓ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、又はそれらのあらゆる他の
バリエーションは、非排他的な包含を網羅することを意図している。例えば、特徴のリス
トを含むプロセス、方法、物品、又は装置は、必ずしもそれらの特徴のみに限定されず、
明示的に列挙されていない他の特徴、或いはそのようなプロセス、方法、物品、又は装置
に固有の他の特徴を含み得る。さらに、そうではないと明示的に述べられていない限り、
「又は」は、包含的「又は」を指し、排他的「又は」を指すのではない。例えば、「条件
Ａ又はＢ」は、以下のいずれか１つによって満たされる：Ａが真であり（又は存在し）且
つＢが偽である（又は存在しない）、Ａが偽であり（又は存在せず）且つＢが真である（
又は存在する）、及びＡとＢの両方が真である（又は存在する）。
【0008】
「１つの（ａ）」又は「１つの（ａｎ）」の使用は、本明細書に記載の要素及び構成要
素を説明するために用いられる。これは、単に便宜上、及び本発明の範囲の全般的感覚（
ｇｅｎｅｒａｌ ｓｅｎｓｅ）を与えるために行われる。この記述は、１つ又は少なくと
も１つを含むものとして読まれるべきであり、そうでないことを意味することが明らかで
ある場合を除き、単数形は複数形も含み、またその逆も同様である。
素を説明するために用いられる。これは、単に便宜上、及び本発明の範囲の全般的感覚（
ｇｅｎｅｒａｌ ｓｅｎｓｅ）を与えるために行われる。この記述は、１つ又は少なくと
も１つを含むものとして読まれるべきであり、そうでないことを意味することが明らかで
ある場合を除き、単数形は複数形も含み、またその逆も同様である。
【0009】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての技術用語及び科学用語は、本発明
が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方
法、及び例は例示にすぎず、限定することを意図するものではない。
が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。材料、方
法、及び例は例示にすぎず、限定することを意図するものではない。
【0010】
本明細書中の実施形態は、結晶構造の中に特定の不規則性を含むハロゲン化物系(halid
e-based)電解質材料を含む固体電解質材料に関する。固体電解質材料は、不規則性を持た
ない同じ組成を有する別の材料と比べて改善された特性を示す。改善された特性には、イ
オン伝導性、変形能や可塑性等の機械的特性、電気化学的安定性、化学的安定性、熱安定
性、電子抵抗率、粒子の形態及び／若しくはサイズ、電極濡れ性等、並びに／又はそれら
の任意の組合せが含まれ得る。固体電解質材料は、固体リチウムイオン電池等の電気化学
デバイスに使用することができる。実施形態はさらに、結晶構造の中に特定の不規則性を
有する固体電解質材料を形成する方法に関する。本方法は、結晶構造中の不規則性の制御
された形成を可能にすると同時に、材料の結晶性の制御を可能にする。
e-based)電解質材料を含む固体電解質材料に関する。固体電解質材料は、不規則性を持た
ない同じ組成を有する別の材料と比べて改善された特性を示す。改善された特性には、イ
オン伝導性、変形能や可塑性等の機械的特性、電気化学的安定性、化学的安定性、熱安定
性、電子抵抗率、粒子の形態及び／若しくはサイズ、電極濡れ性等、並びに／又はそれら
の任意の組合せが含まれ得る。固体電解質材料は、固体リチウムイオン電池等の電気化学
デバイスに使用することができる。実施形態はさらに、結晶構造の中に特定の不規則性を
有する固体電解質材料を形成する方法に関する。本方法は、結晶構造中の不規則性の制御
された形成を可能にすると同時に、材料の結晶性の制御を可能にする。
【0011】
一実施形態では、固体電解質材料は、Ｍ３ーＺ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－Ｚ＋ｋ＊ｆで表さ
れるハロゲン化物系電解質材料を含むことができ、式中、－３≦ｚ＜３であり、ｋはＭｅ
の原子価であり、２≦ｋ＜６であり、０≦ｆ≦１であり、Ｍはアルカリ金属を含み、Ｍｅ
はアルカリ金属以外の金属を含み、Ｘはハロゲンを含む。さらなる実施形態では、ハロゲ
ン化物系電解質材料は、ハロゲン化金属錯体（ｃｏｍｐｌｅｘ ｍｅｔａｌ ｈａｌｉｄ
ｅ）であってもよい。特定の態様では、ｆは０ではない。Ｍｅが２つ以上の金属元素を含
む場合、ｋは、各Ｍｅ金属元素の原子価の合計の平均となり得る。例えば、Ｍｅが等モル
量の３価の元素及び４価の元素を含む場合、ｋ＝（３＋４）／２＝３．５となる。特定の
態様では、ｋは２又は３又は４又は５であり得る。
れるハロゲン化物系電解質材料を含むことができ、式中、－３≦ｚ＜３であり、ｋはＭｅ
の原子価であり、２≦ｋ＜６であり、０≦ｆ≦１であり、Ｍはアルカリ金属を含み、Ｍｅ
はアルカリ金属以外の金属を含み、Ｘはハロゲンを含む。さらなる実施形態では、ハロゲ
ン化物系電解質材料は、ハロゲン化金属錯体（ｃｏｍｐｌｅｘ ｍｅｔａｌ ｈａｌｉｄ
ｅ）であってもよい。特定の態様では、ｆは０ではない。Ｍｅが２つ以上の金属元素を含
む場合、ｋは、各Ｍｅ金属元素の原子価の合計の平均となり得る。例えば、Ｍｅが等モル
量の３価の元素及び４価の元素を含む場合、ｋ＝（３＋４）／２＝３．５となる。特定の
態様では、ｋは２又は３又は４又は５であり得る。
【0012】
本出願を読めば、当業者であれば、ハロゲン化物系材料の単位格子の内部に原子空孔（
ａｔｏｍｉｃ ｖａｃａｎｃｙ）が存在し得ることが理解できる。結晶構造の理解を助け
るために、ハロゲン化物系材料の式に原子空孔を加えることができ、原子空孔を含む式は
、Ｍ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆ・ｙＸ３－Ｚ＋ｋ＊ｆとすることができ、式中、「・」は単位
格子内の原子空孔を表し、Ｙは原子空孔位置（ｖａｃａｎｔ ａｔｏｍｉｃ ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｓ）の数である。特定の実施形態では、ｙはｆ＊（ｋ－１）であり得る。
ａｔｏｍｉｃ ｖａｃａｎｃｙ）が存在し得ることが理解できる。結晶構造の理解を助け
るために、ハロゲン化物系材料の式に原子空孔を加えることができ、原子空孔を含む式は
、Ｍ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆ・ｙＸ３－Ｚ＋ｋ＊ｆとすることができ、式中、「・」は単位
格子内の原子空孔を表し、Ｙは原子空孔位置（ｖａｃａｎｔ ａｔｏｍｉｃ ｐｏｓｉｔ
ｉｏｎｓ）の数である。特定の実施形態では、ｙはｆ＊（ｋ－１）であり得る。
【0013】
一態様では、Ｍは、Ｌｉ及びＮａのうちの少なくとも１つを含み得る。例えば、Ｍは、
Ｌｉ、Ｎａ、又はそれらの組合せを含み得る。別の態様では、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒ
ｂ、Ｃｓ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。さらなる態様では、Ｍは１つ以上のア
ルカリ金属元素からなることができる。例えば、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓか
らなる群から選択される１つ以上のアルカリ金属元素から本質的になることができる。別
の例では、ＭはＬｉからなることができる。さらに別の例では、Ｍは、ＬｉとＮａ、Ｋ、
Ｒｂ及びＣｓのうちの少なくとも１つとの組合せからなることができる。さらに別の例で
は、Ｍは、Ｎａと、Ｃｓ及びＲｂのうちの少なくとも１つと、からなり得る。別の例では
、Ｍは、Ｎａ及びＣｓのうちの少なくとも１つからなることができる。
Ｌｉ、Ｎａ、又はそれらの組合せを含み得る。別の態様では、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒ
ｂ、Ｃｓ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。さらなる態様では、Ｍは１つ以上のア
ルカリ金属元素からなることができる。例えば、Ｍは、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ及びＣｓか
らなる群から選択される１つ以上のアルカリ金属元素から本質的になることができる。別
の例では、ＭはＬｉからなることができる。さらに別の例では、Ｍは、ＬｉとＮａ、Ｋ、
Ｒｂ及びＣｓのうちの少なくとも１つとの組合せからなることができる。さらに別の例で
は、Ｍは、Ｎａと、Ｃｓ及びＲｂのうちの少なくとも１つと、からなり得る。別の例では
、Ｍは、Ｎａ及びＣｓのうちの少なくとも１つからなることができる。
【0014】
別の態様では、Ｍｅは、アルカリ土類金属元素、３ｄ遷移金属、希土類元素、Ｚｎ、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂ
ｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。例えば、Ｍｅは、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、若しくはＢａ等のアルカリ土類金属、Ｚｎ、Ｃｕ、又はそれらの任意の組合
せを含み得る。別の例では、Ｍｅは希土類元素を含み得る。特定の実装では、Ｍｅは、希
土類元素のうちの１つ以上からなることができる。別の特定の例では、Ｍｅは、Ｙ、Ｃｅ
、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｕ、Ｙｂ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、又はそれらの任意の
組合せを含み得る。
ｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂ
ｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｃｕ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。例えば、Ｍｅは、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、若しくはＢａ等のアルカリ土類金属、Ｚｎ、Ｃｕ、又はそれらの任意の組合
せを含み得る。別の例では、Ｍｅは希土類元素を含み得る。特定の実装では、Ｍｅは、希
土類元素のうちの１つ以上からなることができる。別の特定の例では、Ｍｅは、Ｙ、Ｃｅ
、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｕ、Ｙｂ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｓｎ、又はそれらの任意の
組合せを含み得る。
【0015】
一態様では、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ等のハロゲン、又はそれらの任意の組合せを含み得
る。一例では、ＸはＣｌ及びＢｒのうちの少なくとも１つを含み得る。特定の実装では、
Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又はそれらの組合せからなることができる。特定の例では、Ｘは１つ
以上のハロゲンであり得る。
る。一例では、ＸはＣｌ及びＢｒのうちの少なくとも１つを含み得る。特定の実装では、
Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、又はそれらの組合せからなることができる。特定の例では、Ｘは１つ
以上のハロゲンであり得る。
【0016】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、ＮＨ４
＋を含む相を含み得る。特定の態様
では、ハロゲン化物系材料は、（ＮＨ４）ｎＭ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸｎ＋３－Ｚ＋ｋ＊
ｆ（式中、ｎ＞０）で表すことができる。本明細書の実施形態の式において、Ｍ、Ｍｅ、
ｎ、ｆ、Ｚ、Ｘ、及びｋ等の記号文字が使用される。本開示で使用される場合、異なる実
施形態で示される同じ記号文字は、同じ若しくは類似の要素又は値を指すことを意図して
いる。一実施形態において記号文字について記載された特定の要素又は値は、同じ記号文
字が使用される場合、別の実施形態に適用することができる。例えば、上記の実施形態に
おけるＭ、Ｍｅ、Ｘ、ｆ、ｚ、及びｋの説明は、本開示のこの実施形態及び他の実施形態
に適用することができる。
では、ハロゲン化物系材料は、（ＮＨ４）ｎＭ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸｎ＋３－Ｚ＋ｋ＊
ｆ（式中、ｎ＞０）で表すことができる。本明細書の実施形態の式において、Ｍ、Ｍｅ、
ｎ、ｆ、Ｚ、Ｘ、及びｋ等の記号文字が使用される。本開示で使用される場合、異なる実
施形態で示される同じ記号文字は、同じ若しくは類似の要素又は値を指すことを意図して
いる。一実施形態において記号文字について記載された特定の要素又は値は、同じ記号文
字が使用される場合、別の実施形態に適用することができる。例えば、上記の実施形態に
おけるＭ、Ｍｅ、Ｘ、ｆ、ｚ、及びｋの説明は、本開示のこの実施形態及び他の実施形態
に適用することができる。
【0017】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｌｉ３－ｚＭｅｋ＋Ｘ３－ｚ＋ｋ
で表すことができる。ｚが０でない場合、ハロゲン化金属錯体は非化学量論的であると言
える。ｚが０である場合、ハロゲン化金属錯体は化学量論的であると言える。特定の例で
は－０．９５≦ｚ≦０．９５である。別の特定の例ではＭｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｚｒ、
Ｉｎ、Ｓｃ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｎ又はそれらの組合せを含み、Ｘは、Ｃｌ、Ｂ
ｒ又はそれらの組合せである。
で表すことができる。ｚが０でない場合、ハロゲン化金属錯体は非化学量論的であると言
える。ｚが０である場合、ハロゲン化金属錯体は化学量論的であると言える。特定の例で
は－０．９５≦ｚ≦０．９５である。別の特定の例ではＭｅは、Ｙ、Ｇｄ、Ｙｂ、Ｚｒ、
Ｉｎ、Ｓｃ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｓｎ又はそれらの組合せを含み、Ｘは、Ｃｌ、Ｂ
ｒ又はそれらの組合せである。
【0018】
さらなる実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｌｉ３ＭｅＢｒ６で表すことが
できる。さらなる実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｌｉ３ＭｅＣｌ６で表す
ことができる。特定の例では、Ｍｅは、原子価が３である少なくとも１つの金属元素から
なることができる。別の特定の例では、Ｍｅは１つ以上の金属元素を含むことができ、１
つ以上の金属元素の平均原子価は３である。
できる。さらなる実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｌｉ３ＭｅＣｌ６で表す
ことができる。特定の例では、Ｍｅは、原子価が３である少なくとも１つの金属元素から
なることができる。別の特定の例では、Ｍｅは１つ以上の金属元素を含むことができ、１
つ以上の金属元素の平均原子価は３である。
【0019】
別の特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｌｉ、Ｙ、並びにＣｌ及びＢ
ｒのうちの少なくとも１つからなることができる。例えば、ハロゲン化物系電解質材料は
、Ｌｉ、Ｙ、及びＣｌからなることができる。別の例では、ハロゲン化物系電解質材料は
、Ｌｉ、Ｙ、及びＢｒからなることができる。さらに別の例では、ハロゲン化物系電解質
材料は、Ｌｉ、Ｙ、Ｃｌ、及びＢｒからなることができる。特定の例では、ハロゲン化物
系電解質材料は、Ｌｉ３ＸＹ１－ＸＣｌ３又はＬｉ３ＸＹ１－ＸＢｒ３（式中０＜ｘ＜０
．５である）で表すことができる。
ｒのうちの少なくとも１つからなることができる。例えば、ハロゲン化物系電解質材料は
、Ｌｉ、Ｙ、及びＣｌからなることができる。別の例では、ハロゲン化物系電解質材料は
、Ｌｉ、Ｙ、及びＢｒからなることができる。さらに別の例では、ハロゲン化物系電解質
材料は、Ｌｉ、Ｙ、Ｃｌ、及びＢｒからなることができる。特定の例では、ハロゲン化物
系電解質材料は、Ｌｉ３ＸＹ１－ＸＣｌ３又はＬｉ３ＸＹ１－ＸＢｒ３（式中０＜ｘ＜０
．５である）で表すことができる。
【0020】
別の特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｌｉ、Ｇｄ、並びにＣｌ及び
Ｂｒのうち少なくとも１つからなることができる。例えば、ハロゲン化物系電解質材料は
、Ｌｉ、Ｇｄ、及びＣｌからなることができる。別の例では、ハロゲン化物系電解質材料
は、Ｌｉ、Ｇｄ、及びＢｒからなることができる。さらに別の例では、ハロゲン化物系電
解質材料は、Ｌｉ、Ｇｄ、Ｃｌ、及びＢｒからなることができる。特定の例では、ハロゲ
ン化物系電解質材料は、Ｌｉ３ｘＧｄ１－ｘＣｌ３又はＬｉ３ｘＧｄ１－ｘＢｒ３（式中
０．０１≦ｘ＜１である）で表すことができる。
Ｂｒのうち少なくとも１つからなることができる。例えば、ハロゲン化物系電解質材料は
、Ｌｉ、Ｇｄ、及びＣｌからなることができる。別の例では、ハロゲン化物系電解質材料
は、Ｌｉ、Ｇｄ、及びＢｒからなることができる。さらに別の例では、ハロゲン化物系電
解質材料は、Ｌｉ、Ｇｄ、Ｃｌ、及びＢｒからなることができる。特定の例では、ハロゲ
ン化物系電解質材料は、Ｌｉ３ｘＧｄ１－ｘＣｌ３又はＬｉ３ｘＧｄ１－ｘＢｒ３（式中
０．０１≦ｘ＜１である）で表すことができる。
【0021】
ハロゲン化物系材料の特定の例としては、Ｌｉ３ＹＣｌ６、Ｌｉ３ＹＢｒ６、Ｌｉ２．
７Ｙ０．７Ｚｒ０．３Ｃｌ６、Ｌｉ２．８Ｙ０．８Ｓｎ０．２Ｃｌ６、Ｌｉ３．２Ｙ０．
８Ｚｎ０．２Ｃｌ６、Ｌｉ３．２Ｙ０．８Ｍｇ０．２Ｃｌ６、Ｌｉ３Ｙ１／３Ｚｒ１／３
Ｍｇ１／３Ｃｌ６、Ｌｉ３Ｙ１／３Ｓｎ１／３Ｍｇ１／３Ｃｌ６、Ｌｉ３Ｙ１／３Ｚｒ１
／３Ｚｎ１／３Ｃｌ６、Ｌｉ２．９５Ｎａ０．０５ＹＢｒ６、Ｌｉ２．９５Ｋ０．０５Ｙ
Ｂｒ６、Ｌｉ２．９５Ｃｓ０．０５ＹＢｒ６、Ｌｉ３Ｙ０．７Ｇｄ０．３Ｂｒ６、Ｌｉ３
Ｙ０．８Ｙｂ０．２Ｂｒ６、Ｌｉ３Ｙ０．９Ｌａ０．１Ｂｒ６、Ｌｉ２．９Ｙ０．９Ｃｅ
０．１Ｂｒ６、又はＬｉ３Ｙ（Ｃｌ、Ｂｒ）６が挙げられる。
７Ｙ０．７Ｚｒ０．３Ｃｌ６、Ｌｉ２．８Ｙ０．８Ｓｎ０．２Ｃｌ６、Ｌｉ３．２Ｙ０．
８Ｚｎ０．２Ｃｌ６、Ｌｉ３．２Ｙ０．８Ｍｇ０．２Ｃｌ６、Ｌｉ３Ｙ１／３Ｚｒ１／３
Ｍｇ１／３Ｃｌ６、Ｌｉ３Ｙ１／３Ｓｎ１／３Ｍｇ１／３Ｃｌ６、Ｌｉ３Ｙ１／３Ｚｒ１
／３Ｚｎ１／３Ｃｌ６、Ｌｉ２．９５Ｎａ０．０５ＹＢｒ６、Ｌｉ２．９５Ｋ０．０５Ｙ
Ｂｒ６、Ｌｉ２．９５Ｃｓ０．０５ＹＢｒ６、Ｌｉ３Ｙ０．７Ｇｄ０．３Ｂｒ６、Ｌｉ３
Ｙ０．８Ｙｂ０．２Ｂｒ６、Ｌｉ３Ｙ０．９Ｌａ０．１Ｂｒ６、Ｌｉ２．９Ｙ０．９Ｃｅ
０．１Ｂｒ６、又はＬｉ３Ｙ（Ｃｌ、Ｂｒ）６が挙げられる。
【0022】
一実施形態において、ハロゲン化物系電解質材料は、従来の結晶構造とは異なる結晶構
造を含む結晶相を含み得る。例えば、結晶構造は、従来の結晶構造と比較して不規則性を
含み得る。本明細書で使用される「従来の構造」とは、同じ組成を有するハロゲン化物系
材料の規則的な結晶構造を指すことを意図している。結晶構造は、結晶系、格子系、空間
群、単位格子体積等の１つ以上の単位格子定数、原子価ａ、ｂ、ｃ、又はそれらの任意の
組合せ、単位格子内の原子番号、積層順、原子空孔、空孔の占有、又はそれらの任意の組
合せを含む特徴を含み得る。不規則性は、これらの特徴のいずれかに関連する順序の変化
であり得る。
造を含む結晶相を含み得る。例えば、結晶構造は、従来の結晶構造と比較して不規則性を
含み得る。本明細書で使用される「従来の構造」とは、同じ組成を有するハロゲン化物系
材料の規則的な結晶構造を指すことを意図している。結晶構造は、結晶系、格子系、空間
群、単位格子体積等の１つ以上の単位格子定数、原子価ａ、ｂ、ｃ、又はそれらの任意の
組合せ、単位格子内の原子番号、積層順、原子空孔、空孔の占有、又はそれらの任意の組
合せを含む特徴を含み得る。不規則性は、これらの特徴のいずれかに関連する順序の変化
であり得る。
【0023】
一実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、不規則性を含み得る、層状の原子配列
を含む結晶構造を含むことができる。一態様では、結晶構造は、層状に配列された原子を
含み、層の積層に不規則性を含み得る。一例では、結晶構造は積層欠陥を含み得る。積層
欠陥は、結晶構造の中の結晶面の不規則化を生じる、占有された又は空孔の原子位置（ｏ
ｃｃｕｐｉｅｄ ｏｒ ｖａｃａｎｔ ａｔｏｍｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）のシフトによ
って引き起こされる結晶構造内の欠陥を表す。
を含む結晶構造を含むことができる。一態様では、結晶構造は、層状に配列された原子を
含み、層の積層に不規則性を含み得る。一例では、結晶構造は積層欠陥を含み得る。積層
欠陥は、結晶構造の中の結晶面の不規則化を生じる、占有された又は空孔の原子位置（ｏ
ｃｃｕｐｉｅｄ ｏｒ ｖａｃａｎｔ ａｔｏｍｉｃ ｐｏｓｉｔｉｏｎ）のシフトによ
って引き起こされる結晶構造内の欠陥を表す。
【0024】
図１Ａ、図１Ｂ及び図１Ｃを簡単に参照すると、同じ組成を有するハロゲン化物系材料
の異なる結晶構造が示されている。図１Ａは、実施形態の一例の特定の結晶構造の例示で
あり、図１Ｂは、ハロゲン化物系材料の従来の結晶構造である。図１Ｃは、別の実施形態
の一例の特定の結晶構造の例示である。結晶構造１００、１０１及び１０２は、原子１１
０、１２０及び１３０を含む層を含む。構造１０１では、異なる層の中の同じ原子（すな
わち、原子１１０、１２０又は１３０）の位置は、その積層の中で同じままであり、原子
１１０、１２０、１３０及び空孔１４０の位置は、構造１０１内の層にわたって同じパタ
ーンに従っている。図示されるように、構造１０１には、原子及び空孔の層が規則正しく
積層されている。構造１００及び１０２の中では、原子１１０、１２０又は１３０の少な
くとも幾つかの原子位置は、異なる層の中の同じ原子の位置と比較して、又は構造１００
の中の同じ原子の位置と比較してシフトしているので、積層欠陥が含まれている。本開示
を読み終えれば、当業者は、結晶構造の層を横切る原子の位置のシフトが確率的であり得
ること、並びにハロゲン化物系材料の積層欠陥が、図１Ａ及び図１Ｃに示される特定の例
に限定されないこと、を理解することができる。本明細書の実施形態のハロゲン化物系材
料は、図１Ｂに示す構造の中の積層欠陥（０％又は０％近く）よりも多く、図１Ａ及び図
１Ｃに示すように最大１００％の積層欠陥を含み得る。当業者であれば、構造１００、１
０１及び１０２を表すほんの一部分のみが図１Ａ～図１Ｃにそれぞれ示されていることを
さらに理解することができる。
の異なる結晶構造が示されている。図１Ａは、実施形態の一例の特定の結晶構造の例示で
あり、図１Ｂは、ハロゲン化物系材料の従来の結晶構造である。図１Ｃは、別の実施形態
の一例の特定の結晶構造の例示である。結晶構造１００、１０１及び１０２は、原子１１
０、１２０及び１３０を含む層を含む。構造１０１では、異なる層の中の同じ原子（すな
わち、原子１１０、１２０又は１３０）の位置は、その積層の中で同じままであり、原子
１１０、１２０、１３０及び空孔１４０の位置は、構造１０１内の層にわたって同じパタ
ーンに従っている。図示されるように、構造１０１には、原子及び空孔の層が規則正しく
積層されている。構造１００及び１０２の中では、原子１１０、１２０又は１３０の少な
くとも幾つかの原子位置は、異なる層の中の同じ原子の位置と比較して、又は構造１００
の中の同じ原子の位置と比較してシフトしているので、積層欠陥が含まれている。本開示
を読み終えれば、当業者は、結晶構造の層を横切る原子の位置のシフトが確率的であり得
ること、並びにハロゲン化物系材料の積層欠陥が、図１Ａ及び図１Ｃに示される特定の例
に限定されないこと、を理解することができる。本明細書の実施形態のハロゲン化物系材
料は、図１Ｂに示す構造の中の積層欠陥（０％又は０％近く）よりも多く、図１Ａ及び図
１Ｃに示すように最大１００％の積層欠陥を含み得る。当業者であれば、構造１００、１
０１及び１０２を表すほんの一部分のみが図１Ａ～図１Ｃにそれぞれ示されていることを
さらに理解することができる。
【0025】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性の改善を促進
することができる特定の量の積層欠陥を含む結晶構造を含み得る。積層欠陥があると、粉
末Ｘ線回折パターンが変化し、特に特定のＸ線回折ピークのみが不均一にブロードする可
能性がある。積層欠陥は、Ｂｏｕｌｉｎｅａｕら、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉｏｎｉｃ
ｓ １８０（２０１０）１６５２－１６５９（参照によりその全体が本明細書に組み込ま
れる）によって記載された積層欠陥定量法に従って、Ｂｒｕｋｅｒ Ｇｅｒｍａｎｙによ
るＴＯＰＡＳ４．２若しくはＦｕｌｌＰｒｏｆ（２０２０年３月公開のバージョン７．３
０）、或いはＴＯＰＡＳ４．２若しくはＦｕｌｌＰｒｏｆバージョン７．３０と同等の別
のバージョン又はソフトウェア等のソフトウェアを使用することによって、ハロゲン化物
系材料の粉末Ｘ線回折による解析並びにＤＩＦＦａＸシミュレーション及びリートベルト
解析を使用して決定することができる。簡単に言うと、定量方法は、ハロゲン化物系材料
の粉末のＸ線回折パターンへのシミュレーションのフィッティングを含み得る。シミュレ
ーションにより、結晶構造の基本ブロック（ｐｒｉｍａｒｙ ｂｌｏｃｋ）を定義するこ
とができる。これらの基本ブロックは、スラブ及びスラブ間空間によって構成することが
できる。次に、基本ブロックを、可能性のある２つ以上の積層ベクトル（ｓｔａｃｋｉｎ
ｇ ｖｅｃｔｏｒ）のうちの１つに従って積層することができる。積層ベクトルのうちの
１つのみを専ら発生させると、図１Ｂに示す構造１０１のような完全な積層（すなわち０
％の積層欠陥）になる。結晶構造の積層方向において積層ベクトルを互い違いにすると、
積層欠陥が生じる。ハロゲン化物系材料のＸ線回折パターンへのシミュレーションのフィ
ッティングは、結晶構造の１以上のパラメータを変化させること（「パラメータの精密化
」としても知られる）、及び最小二乗差最小化アルゴリズム（ａ ｌｅａｓｔ－ｓｑｕａ
ｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を実施
することを含むことができ、積層欠陥を識別及び定量化することができる。或いは、リー
トベルト解析後にＢｏｕｌｉｎｅａｕによる積層欠陥定量法ではなく、ＦＡＵＬＴＳソフ
トウェアを使用することができる。
することができる特定の量の積層欠陥を含む結晶構造を含み得る。積層欠陥があると、粉
末Ｘ線回折パターンが変化し、特に特定のＸ線回折ピークのみが不均一にブロードする可
能性がある。積層欠陥は、Ｂｏｕｌｉｎｅａｕら、Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｉｏｎｉｃ
ｓ １８０（２０１０）１６５２－１６５９（参照によりその全体が本明細書に組み込ま
れる）によって記載された積層欠陥定量法に従って、Ｂｒｕｋｅｒ Ｇｅｒｍａｎｙによ
るＴＯＰＡＳ４．２若しくはＦｕｌｌＰｒｏｆ（２０２０年３月公開のバージョン７．３
０）、或いはＴＯＰＡＳ４．２若しくはＦｕｌｌＰｒｏｆバージョン７．３０と同等の別
のバージョン又はソフトウェア等のソフトウェアを使用することによって、ハロゲン化物
系材料の粉末Ｘ線回折による解析並びにＤＩＦＦａＸシミュレーション及びリートベルト
解析を使用して決定することができる。簡単に言うと、定量方法は、ハロゲン化物系材料
の粉末のＸ線回折パターンへのシミュレーションのフィッティングを含み得る。シミュレ
ーションにより、結晶構造の基本ブロック（ｐｒｉｍａｒｙ ｂｌｏｃｋ）を定義するこ
とができる。これらの基本ブロックは、スラブ及びスラブ間空間によって構成することが
できる。次に、基本ブロックを、可能性のある２つ以上の積層ベクトル（ｓｔａｃｋｉｎ
ｇ ｖｅｃｔｏｒ）のうちの１つに従って積層することができる。積層ベクトルのうちの
１つのみを専ら発生させると、図１Ｂに示す構造１０１のような完全な積層（すなわち０
％の積層欠陥）になる。結晶構造の積層方向において積層ベクトルを互い違いにすると、
積層欠陥が生じる。ハロゲン化物系材料のＸ線回折パターンへのシミュレーションのフィ
ッティングは、結晶構造の１以上のパラメータを変化させること（「パラメータの精密化
」としても知られる）、及び最小二乗差最小化アルゴリズム（ａ ｌｅａｓｔ－ｓｑｕａ
ｒｅ ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ ｍｉｎｉｍｉｚａｔｉｏｎ ａｌｇｏｒｉｔｈｍ）を実施
することを含むことができ、積層欠陥を識別及び定量化することができる。或いは、リー
トベルト解析後にＢｏｕｌｉｎｅａｕによる積層欠陥定量法ではなく、ＦＡＵＬＴＳソフ
トウェアを使用することができる。
【0026】
一態様では、結晶構造は、少なくとも２０％の積層欠陥（例えば少なくとも２５％、少
なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも
７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％の積層欠陥等）を含み得る。別の態様
では、原子層の積層が完全に不規則である場合がある。例えば、結晶構造は、１００％の
積層欠陥を含み得る。別の態様では、積層欠陥は、最大で９９％、例えば最大で９５％、
最大で９２％、最大で９０％、最大で８５％、最大で８０％、最大で７５％、又は最大で
７０％等であってもよい。さらに、結晶構造は、本明細書に記載の最小％及び最大％のい
ずれかを含む範囲の積層欠陥を含み得る。特定の例では、固体電解質材料は、少なくとも
５０％を含む結晶構造を有するハロゲン化物系材料を含み得る。別の特定の例では、固体
電解質材料は、５０％を超え最大で１００％の積層欠陥を有するハロゲン化物系材料を含
み得る。
なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも
７０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％の積層欠陥等）を含み得る。別の態様
では、原子層の積層が完全に不規則である場合がある。例えば、結晶構造は、１００％の
積層欠陥を含み得る。別の態様では、積層欠陥は、最大で９９％、例えば最大で９５％、
最大で９２％、最大で９０％、最大で８５％、最大で８０％、最大で７５％、又は最大で
７０％等であってもよい。さらに、結晶構造は、本明細書に記載の最小％及び最大％のい
ずれかを含む範囲の積層欠陥を含み得る。特定の例では、固体電解質材料は、少なくとも
５０％を含む結晶構造を有するハロゲン化物系材料を含み得る。別の特定の例では、固体
電解質材料は、５０％を超え最大で１００％の積層欠陥を有するハロゲン化物系材料を含
み得る。
【0027】
ハロゲン化物系材料の特定の例は、少なくとも５０％の積層欠陥を含む臭化イットリウ
ムリチウム（ｌｉｔｈｉｕｍ ｙｔｔｒｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）を含み得る。
ムリチウム（ｌｉｔｈｉｕｍ ｙｔｔｒｉｕｍ ｂｒｏｍｉｄｅ）を含み得る。
【0028】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、積層欠陥を含む単斜晶系の結晶構造を含
み得る。特定の態様では、結晶構造は、空間群Ｃ２／ｍによって提示され得る。例えば、
ハロゲン化物系材料は、積層欠陥を含むＣ２／ｍで表される結晶構造を含む臭化イットリ
ウムリチウムを含み得る。別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、積層欠陥を含む菱
面体格子系又は六方晶系の結晶構造を含み得る。
み得る。特定の態様では、結晶構造は、空間群Ｃ２／ｍによって提示され得る。例えば、
ハロゲン化物系材料は、積層欠陥を含むＣ２／ｍで表される結晶構造を含む臭化イットリ
ウムリチウムを含み得る。別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、積層欠陥を含む菱
面体格子系又は六方晶系の結晶構造を含み得る。
【0029】
ハロゲン化物系材料の別の特定の例は、３つの積層ベクトルが（０；０；１）、（１／
２；－１／６；１）及び（１／６；－１／６；１）となるように、単斜晶系格子のｃ軸に
沿った積層方向に少なくとも５０％の積層欠陥を含み得る。そのようなハロゲン化物系材
料の特定の例としては、臭化イットリウムリチウムが挙げられる。本明細書の実施形態に
記載の特定の積層欠陥を有するハロゲン化物系材料は、イオン伝導性等の特性が改善され
得る。例えば、ベクトル（０；０；１）、（１／２；－１／６；１）及び（１／６；－１
／６；１）による単斜晶系単位格子のｃ軸に沿って少なくとも５０％の積層欠陥を有する
臭化イットリウムリチウムは、従来の臭化イットリウムリチウムと比較してイオン伝導性
が改善され得る。本明細書の実施形態の例示的なハロゲン化イットリウムリチウム（ｌｉ
ｔｈｉｕｍ ｙｔｔｒｉｕｍ ｈａｌｉｄｅ）は、室温で１．７から３．１ｍＳ／ｃｍの
イオン伝導度を有することができる。
２；－１／６；１）及び（１／６；－１／６；１）となるように、単斜晶系格子のｃ軸に
沿った積層方向に少なくとも５０％の積層欠陥を含み得る。そのようなハロゲン化物系材
料の特定の例としては、臭化イットリウムリチウムが挙げられる。本明細書の実施形態に
記載の特定の積層欠陥を有するハロゲン化物系材料は、イオン伝導性等の特性が改善され
得る。例えば、ベクトル（０；０；１）、（１／２；－１／６；１）及び（１／６；－１
／６；１）による単斜晶系単位格子のｃ軸に沿って少なくとも５０％の積層欠陥を有する
臭化イットリウムリチウムは、従来の臭化イットリウムリチウムと比較してイオン伝導性
が改善され得る。本明細書の実施形態の例示的なハロゲン化イットリウムリチウム（ｌｉ
ｔｈｉｕｍ ｙｔｔｒｉｕｍ ｈａｌｉｄｅ）は、室温で１．７から３．１ｍＳ／ｃｍの
イオン伝導度を有することができる。
【0030】
図１Ｂと比較して、図１Ａ及び図１Ｃには、原子１３０及び空孔１４０の位置にもさら
に不規則性が含まれる。図示されているように、原子１３０の位置は、構造１００及び１
０２内において、空孔１４０と高程度に混じっている。当業者であれば、構造１００及び
１０２が、原子１３０と空孔が高程度に混じっている位置（ｈｉｇｈｌｙ ｍｉｘｅｄ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）があることにより生じる新規な結晶構造であることを理解することが
できるだろう。特定の例である結晶構造１００に示すように、原子１３０は空孔１４０と
高程度に混じっている。同様に、結晶構造１０２では、原子１３０は空孔１４０と高程度
に混じっている。結晶構造１０１に示されるように、原子１３０が空孔１４０とは別個の
位置をとるとき、原子１３０及び空孔１４０の位置の秩序化は存在する。図１Ａ～図１Ｃ
については、本開示においてさらに後述する。
に不規則性が含まれる。図示されているように、原子１３０の位置は、構造１００及び１
０２内において、空孔１４０と高程度に混じっている。当業者であれば、構造１００及び
１０２が、原子１３０と空孔が高程度に混じっている位置（ｈｉｇｈｌｙ ｍｉｘｅｄ
ｐｏｓｉｔｉｏｎ）があることにより生じる新規な結晶構造であることを理解することが
できるだろう。特定の例である結晶構造１００に示すように、原子１３０は空孔１４０と
高程度に混じっている。同様に、結晶構造１０２では、原子１３０は空孔１４０と高程度
に混じっている。結晶構造１０１に示されるように、原子１３０が空孔１４０とは別個の
位置をとるとき、原子１３０及び空孔１４０の位置の秩序化は存在する。図１Ａ～図１Ｃ
については、本開示においてさらに後述する。
【0031】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、従来の結晶構造とは異なる結晶構造を含む
結晶相を含み得る。一態様において、ハロゲン化物系材料は、従来の結晶構造とは異なる
空間群により表される結晶構造を有する結晶相を含み得る。特定の実施形態では、固体電
解質材料は、原子レベル、ナノメートルのドメインレベル（ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ－ｄｏ
ｍａｉｎ－ｌｅｖｅｌ）、又はその両方で一体化された第１及び第２の結晶相を含むハロ
ゲン化物系材料を含み得る。最も近い原子距離は通常０．５ｎｍ未満であり、ナノメート
ルのドメインは、最も近い原子距離よりも大きいサイズ、例えば１ｎｍより大きいサイズ
を有することができる。一態様において、ハロゲン化物系材料は、第１の空間群で表され
る第１の結晶構造を有する第１結晶相と、第１の空間群とは異なる第２の空間群で表され
る第２の結晶構造を有する第２結晶相とを含むことができ、少なくとも第１の空間群で表
される第１の結晶構造は従来の結晶構造とは異なる。特に、第１の空間群は、従来の結晶
構造の空間群とは異なる。
結晶相を含み得る。一態様において、ハロゲン化物系材料は、従来の結晶構造とは異なる
空間群により表される結晶構造を有する結晶相を含み得る。特定の実施形態では、固体電
解質材料は、原子レベル、ナノメートルのドメインレベル（ｎａｎｏｍｅｔｒｉｃ－ｄｏ
ｍａｉｎ－ｌｅｖｅｌ）、又はその両方で一体化された第１及び第２の結晶相を含むハロ
ゲン化物系材料を含み得る。最も近い原子距離は通常０．５ｎｍ未満であり、ナノメート
ルのドメインは、最も近い原子距離よりも大きいサイズ、例えば１ｎｍより大きいサイズ
を有することができる。一態様において、ハロゲン化物系材料は、第１の空間群で表され
る第１の結晶構造を有する第１結晶相と、第１の空間群とは異なる第２の空間群で表され
る第２の結晶構造を有する第２結晶相とを含むことができ、少なくとも第１の空間群で表
される第１の結晶構造は従来の結晶構造とは異なる。特に、第１の空間群は、従来の結晶
構造の空間群とは異なる。
【0032】
特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、固体電解質材料の特性の改善を促進すること
ができる特定の濃度の第１結晶相を含み得る。例えば、固体電解質材料は、ハロゲン化物
系材料の総重量質量に対する濃度が少なくとも１重量％、例えば少なくとも４重量％、少
なくとも５重量％、少なくとも８重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％
、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３
５重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも４５重量％、少なくとも５０重量％、少な
くとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、又は少なくとも９０
重量％である第１結晶相を有するハロゲン化物系材料を含み得る。さらに別の例では、ハ
ロゲン化物系材料は、濃度が最大で９５重量％、例えば最大で９０重量％、最大で８５重
量％、最大で８０重量％、最大で７０重量％、最大で６５重量％、最大で６０重量％、最
大で５５重量％、最大で５０重量％、最大で４５重量％、最大で４０重量％、最大で３０
重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大で８重量％、又は最大で５重量％で
ある第１相を含み得る。さらに、ハロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小％及び最
大％のいずれかを含む濃度範囲の第１相を含み得る。
ができる特定の濃度の第１結晶相を含み得る。例えば、固体電解質材料は、ハロゲン化物
系材料の総重量質量に対する濃度が少なくとも１重量％、例えば少なくとも４重量％、少
なくとも５重量％、少なくとも８重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％
、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３
５重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも４５重量％、少なくとも５０重量％、少な
くとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、又は少なくとも９０
重量％である第１結晶相を有するハロゲン化物系材料を含み得る。さらに別の例では、ハ
ロゲン化物系材料は、濃度が最大で９５重量％、例えば最大で９０重量％、最大で８５重
量％、最大で８０重量％、最大で７０重量％、最大で６５重量％、最大で６０重量％、最
大で５５重量％、最大で５０重量％、最大で４５重量％、最大で４０重量％、最大で３０
重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大で８重量％、又は最大で５重量％で
ある第１相を含み得る。さらに、ハロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小％及び最
大％のいずれかを含む濃度範囲の第１相を含み得る。
【0033】
別の態様では、ハロゲン化物系材料は、固体電解質材料の特性の改善を促進することが
できる特定の濃度の第２相を含み得る。一例では、例えば、固体電解質材料は、ハロゲン
化物系材料の総重量に対する濃度が少なくとも１重量％、例えば少なくとも４重量％、少
なくとも５重量％、少なくとも８重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％
、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３
５重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも４５重量％、少なくとも５０重量％、少な
くとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、又は少なくとも９０
重量％である第２結晶相を有するハロゲン化物系材料を含み得る。さらに別の例では、ハ
ロゲン化物系材料は、濃度が最大で９５重量％、例えば最大で９０重量％、最大で８５重
量％、最大で８０重量％、最大で７０重量％、最大で６５重量％、最大で６０重量％、最
大で５５重量％、最大で５０重量％、最大で４５重量％、最大で４０重量％、最大で３０
重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大で８重量％、又は最大で５重量％で
ある第２相を含み得る。さらに、ハロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小％及び最
大％のいずれかを含む濃度範囲の第２相を含み得る。例示的な実施態様では、第２相は従
来の結晶構造を有することができる。さらなる例示的な実施態様では、第２相は、従来構
造とは異なる第２の結晶構造を有することができ、特定の実施態様では、第２の空間群は
、従来構造の空間群とは異なることができる。
できる特定の濃度の第２相を含み得る。一例では、例えば、固体電解質材料は、ハロゲン
化物系材料の総重量に対する濃度が少なくとも１重量％、例えば少なくとも４重量％、少
なくとも５重量％、少なくとも８重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも１５重量％
、少なくとも２０重量％、少なくとも２５重量％、少なくとも３０重量％、少なくとも３
５重量％、少なくとも４０重量％、少なくとも４５重量％、少なくとも５０重量％、少な
くとも６０重量％、少なくとも７０重量％、少なくとも８０重量％、又は少なくとも９０
重量％である第２結晶相を有するハロゲン化物系材料を含み得る。さらに別の例では、ハ
ロゲン化物系材料は、濃度が最大で９５重量％、例えば最大で９０重量％、最大で８５重
量％、最大で８０重量％、最大で７０重量％、最大で６５重量％、最大で６０重量％、最
大で５５重量％、最大で５０重量％、最大で４５重量％、最大で４０重量％、最大で３０
重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大で８重量％、又は最大で５重量％で
ある第２相を含み得る。さらに、ハロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小％及び最
大％のいずれかを含む濃度範囲の第２相を含み得る。例示的な実施態様では、第２相は従
来の結晶構造を有することができる。さらなる例示的な実施態様では、第２相は、従来構
造とは異なる第２の結晶構造を有することができ、特定の実施態様では、第２の空間群は
、従来構造の空間群とは異なることができる。
【0034】
さらなる態様では、ハロゲン化物系材料は、第２及び／又は第１の結晶構造とは異なる
結晶構造特徴を含む第３の結晶構造を有する第３相を含み得る。特定の態様では、第３の
結晶構造は、第１の空間群及び第２の空間群とは異なる第３の空間群によって表すことが
できる。さらなる態様では、ハロゲン化物系材料は、第１相又は第２相の濃度に対して説
明した任意の濃度の第３相を含み得る。なおさらなる態様では、ハロゲン化物系材料はア
モルファス相を含み得る。アモルファス相の濃度は、最大で１０重量％、又は最大で５重
量％、又は最大で１重量％であってもよい。ハロゲン化物系材料に含まれる各相の濃度の
合計は、最大で１００重量％になることを理解されたい。
結晶構造特徴を含む第３の結晶構造を有する第３相を含み得る。特定の態様では、第３の
結晶構造は、第１の空間群及び第２の空間群とは異なる第３の空間群によって表すことが
できる。さらなる態様では、ハロゲン化物系材料は、第１相又は第２相の濃度に対して説
明した任意の濃度の第３相を含み得る。なおさらなる態様では、ハロゲン化物系材料はア
モルファス相を含み得る。アモルファス相の濃度は、最大で１０重量％、又は最大で５重
量％、又は最大で１重量％であってもよい。ハロゲン化物系材料に含まれる各相の濃度の
合計は、最大で１００重量％になることを理解されたい。
【0035】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、従来の結晶構造の空間群とは異なる空間群
によって表される結晶構造を有する結晶相から本質的になることができる。
によって表される結晶構造を有する結晶相から本質的になることができる。
【0036】
特定の実施形態では、固体電解質材料は、第１の空間群で表される第１の結晶構造を有
する第１相を含むハロゲン化物系材料を含むことができ、第１の空間群は、菱面体格子系
の空間群とすることができる。菱面体格子系は、Ｒ３、Ｒ－３、Ｒ３２、Ｒ３ｍ、Ｒ３ｃ
、Ｒ－３ｍ、Ｒ－３ｃ空間群を含む７つの空間群を含む。特定の態様では、第１結晶相は
、Ｒ－３ｍ空間群によって表される第１の結晶構造を有することができる。別の態様では
、第２結晶相は、単斜晶系の空間群によって表すことができる。特定の態様では、第２相
は、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を含み得る。ハロゲン化物系材料の特定の例としては、
Ｒ－３ｍで表される結晶構造を有する結晶相、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を有する結晶
相を挙げることができる。ハロゲン化物系材料のさらなる特定の例は、Ｒ－３ｍで表され
る結晶構造を有する第１結晶相及びＣ２／ｍで表される結晶構造を有する第２結晶相から
なることができる。ハロゲン化物系材料のさらなる特定の例は、Ｒ－３ｍで表される結晶
構造を有する第１結晶相と、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を有する第２結晶相と、Ｆｄ－
３ｍ又はＦｍ－３ｍで表される結晶構造を有する第３結晶相とからなることができる。別
の特定の例では、ハロゲン化物系材料は、Ｒ－３ｍによって表される結晶構造を有する結
晶相からなることができる。
する第１相を含むハロゲン化物系材料を含むことができ、第１の空間群は、菱面体格子系
の空間群とすることができる。菱面体格子系は、Ｒ３、Ｒ－３、Ｒ３２、Ｒ３ｍ、Ｒ３ｃ
、Ｒ－３ｍ、Ｒ－３ｃ空間群を含む７つの空間群を含む。特定の態様では、第１結晶相は
、Ｒ－３ｍ空間群によって表される第１の結晶構造を有することができる。別の態様では
、第２結晶相は、単斜晶系の空間群によって表すことができる。特定の態様では、第２相
は、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を含み得る。ハロゲン化物系材料の特定の例としては、
Ｒ－３ｍで表される結晶構造を有する結晶相、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を有する結晶
相を挙げることができる。ハロゲン化物系材料のさらなる特定の例は、Ｒ－３ｍで表され
る結晶構造を有する第１結晶相及びＣ２／ｍで表される結晶構造を有する第２結晶相から
なることができる。ハロゲン化物系材料のさらなる特定の例は、Ｒ－３ｍで表される結晶
構造を有する第１結晶相と、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を有する第２結晶相と、Ｆｄ－
３ｍ又はＦｍ－３ｍで表される結晶構造を有する第３結晶相とからなることができる。別
の特定の例では、ハロゲン化物系材料は、Ｒ－３ｍによって表される結晶構造を有する結
晶相からなることができる。
【0037】
図１Ａ、図１Ｂ、及び図１Ｃを参照すると、図１Ａは、一実施形態のＲ－３ｍで表され
る結晶構造の特定の例の図であり、図１Ｂは、Ｃ２／ｍで表される従来の結晶構造の図で
あり、図１Ｃは、一実施形態のＣ２／ｍ空間群で表される結晶構造の図である。特定の例
では、ハロゲン化物系電解質材料は、図１Ａに示すように、Ｒ－３ｍで表される結晶構造
を有する第１相と、図１Ｂに示すように、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を有する第２相と
を含む臭化イットリウムリチウムを含むことができ、第１及び第２の結晶相は、原子レベ
ル、ナノメートルのドメインレベル、又はその両方で一体化されている。別の特定の例で
は、ハロゲン化物系固体電解質材料は、図１Ａに示すように、Ｒ－３ｍで表される結晶構
造を有する結晶相からなり得る臭化イットリウムリチウムを含み得る。
る結晶構造の特定の例の図であり、図１Ｂは、Ｃ２／ｍで表される従来の結晶構造の図で
あり、図１Ｃは、一実施形態のＣ２／ｍ空間群で表される結晶構造の図である。特定の例
では、ハロゲン化物系電解質材料は、図１Ａに示すように、Ｒ－３ｍで表される結晶構造
を有する第１相と、図１Ｂに示すように、Ｃ２／ｍで表される結晶構造を有する第２相と
を含む臭化イットリウムリチウムを含むことができ、第１及び第２の結晶相は、原子レベ
ル、ナノメートルのドメインレベル、又はその両方で一体化されている。別の特定の例で
は、ハロゲン化物系固体電解質材料は、図１Ａに示すように、Ｒ－３ｍで表される結晶構
造を有する結晶相からなり得る臭化イットリウムリチウムを含み得る。
【0038】
別の態様において、固体電解質材料は、六方晶系の空間群で表される結晶構造を有する
相を含むハロゲン化物系材料を含み得る。六方晶系は、
を含む２７個の空間群を含む。一態様において、ハロゲン化物系材料は、六方晶系の空間
群のいずれか１つによって表される結晶構造を有する結晶相を含み得る。特定の態様では
、ハロゲン化物系材料は、Ｐ６３／ｍｃｍで表される結晶構造を有する結晶相を含み得る
。別の態様において、ハロゲン化物系材料は、Ｐ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造
を有する結晶相を含み得る。特定の態様では、固体電解質材料は、Ｐ６３／ｍｃｍで表さ
れる結晶構造を有する結晶相から本質的になることができる。別の特定の態様では、固体
電解質材料は、Ｐ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造を有する結晶相から本質的にな
ることができる。
相を含むハロゲン化物系材料を含み得る。六方晶系は、
【数1】
を含む２７個の空間群を含む。一態様において、ハロゲン化物系材料は、六方晶系の空間
群のいずれか１つによって表される結晶構造を有する結晶相を含み得る。特定の態様では
、ハロゲン化物系材料は、Ｐ６３／ｍｃｍで表される結晶構造を有する結晶相を含み得る
。別の態様において、ハロゲン化物系材料は、Ｐ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造
を有する結晶相を含み得る。特定の態様では、固体電解質材料は、Ｐ６３／ｍｃｍで表さ
れる結晶構造を有する結晶相から本質的になることができる。別の特定の態様では、固体
電解質材料は、Ｐ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造を有する結晶相から本質的にな
ることができる。
【0039】
他の実施形態において、ハロゲン化物系材料は、六方晶系結晶構造の空間群で表される
第１の結晶構造を有する第１結晶相と、六方晶系結晶構造以外の結晶系の空間群で表され
る第２の結晶構造を有する第２相と、を含み得る。一態様において、第２相は、三方晶系
の空間群で表される結晶構造を有することができる。特定の態様では、第２相は、Ｐ－３
ｍ１によって表される第２の結晶構造を有することができる。さらなる態様では、第２相
は、斜方晶系結晶構造の空間群で表される結晶構造を有することができる。別の特定の態
様では、第２相は、Ｐｎｍａ空間群によって表される第２の結晶構造を有することができ
る。
第１の結晶構造を有する第１結晶相と、六方晶系結晶構造以外の結晶系の空間群で表され
る第２の結晶構造を有する第２相と、を含み得る。一態様において、第２相は、三方晶系
の空間群で表される結晶構造を有することができる。特定の態様では、第２相は、Ｐ－３
ｍ１によって表される第２の結晶構造を有することができる。さらなる態様では、第２相
は、斜方晶系結晶構造の空間群で表される結晶構造を有することができる。別の特定の態
様では、第２相は、Ｐｎｍａ空間群によって表される第２の結晶構造を有することができ
る。
【0040】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｐ６３／ｍｃｍ又はＰ６３／ｍｍ
ｃで表される第１の結晶構造を有する第１相と、Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａで表される第２
の結晶構造を有する第２相と、を含み得る。さらに別の特定の実施形態では、ハロゲン化
物系電解質材料は、Ｐ６３／ｍｃｍ又はＰ６３／ｍｍｃで表される第１の結晶構造を有す
る第１相と、Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａで表される第２の結晶構造を有する第２相と、から
なることができる。
ｃで表される第１の結晶構造を有する第１相と、Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａで表される第２
の結晶構造を有する第２相と、を含み得る。さらに別の特定の実施形態では、ハロゲン化
物系電解質材料は、Ｐ６３／ｍｃｍ又はＰ６３／ｍｍｃで表される第１の結晶構造を有す
る第１相と、Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａで表される第２の結晶構造を有する第２相と、から
なることができる。
【0041】
図２Ａ～図２Ｄを参照すると、図２ＡはＰｎｍａで表される結晶構造２００の図であり
、図２ＢはＰ－３ｍ１で表される結晶構造２０１の図であり、図２Ｃは一実施形態の特定
の例のＰ６３／ｍｃｍで表される結晶構造２０２の図である。図２Ｄは、一実施形態の特
定の例のＰ６３／ｍｍｃによって表される結晶構造２０３の図である。
、図２ＢはＰ－３ｍ１で表される結晶構造２０１の図であり、図２Ｃは一実施形態の特定
の例のＰ６３／ｍｃｍで表される結晶構造２０２の図である。図２Ｄは、一実施形態の特
定の例のＰ６３／ｍｍｃによって表される結晶構造２０３の図である。
【0042】
特定の例では、ハロゲン化物系電解質材料は、図２Ｃに示すようなＰ６３／ｍｃｍ、又
は図２Ｄに示すようなＰ６３／ｍｍｃで表される結晶構造を有する第１相と、図２Ａに示
すようなＰｎｍａ、又は図２Ｂに示すようなＰ－３ｍ１で表される結晶構造を有する第２
相と、を含む塩化イットリウムリチウムを含むことができ、第１及び第２の結晶相は、原
子レベル、ナノメートルのドメインレベル、又はその両方で統合されている。別の特定の
例では、ハロゲン化物系固体電解質材料は、図２Ｃに示すようなＰ６３／ｍｃｍ、又は図
２Ｄに示すようなＰ６３／ｍｍｃで表される結晶構造を有する結晶相からなることができ
る塩化イットリウムリチウムを含み得る。別の特定の例では、ハロゲン化物系固体電解質
材料は、図２Ｃに示すようなＰ６３／ｍｃｍ、又は図２Ｄに示すようなＰ６３／ｍｍｃで
表される結晶構造を有する第１相と、図２Ａに示すようなＰｎｍａ、又は図２Ｂに示すよ
うなＰ－３ｍ１で表される結晶構造を有する第２相と、からなることができる塩化イット
リウムリチウムを含み得る。
は図２Ｄに示すようなＰ６３／ｍｍｃで表される結晶構造を有する第１相と、図２Ａに示
すようなＰｎｍａ、又は図２Ｂに示すようなＰ－３ｍ１で表される結晶構造を有する第２
相と、を含む塩化イットリウムリチウムを含むことができ、第１及び第２の結晶相は、原
子レベル、ナノメートルのドメインレベル、又はその両方で統合されている。別の特定の
例では、ハロゲン化物系固体電解質材料は、図２Ｃに示すようなＰ６３／ｍｃｍ、又は図
２Ｄに示すようなＰ６３／ｍｍｃで表される結晶構造を有する結晶相からなることができ
る塩化イットリウムリチウムを含み得る。別の特定の例では、ハロゲン化物系固体電解質
材料は、図２Ｃに示すようなＰ６３／ｍｃｍ、又は図２Ｄに示すようなＰ６３／ｍｍｃで
表される結晶構造を有する第１相と、図２Ａに示すようなＰｎｍａ、又は図２Ｂに示すよ
うなＰ－３ｍ１で表される結晶構造を有する第２相と、からなることができる塩化イット
リウムリチウムを含み得る。
【0043】
一実施形態では、固体電解質材料は、従来の結晶構造と比較して、単位格子内に異なる
数の原子を含む結晶構造を含むハロゲン化物系材料を含み得る。一態様では、ハロゲン化
物系材料は、従来の構造と比較して不規則な単位格子を含む結晶構造を含み得る。さらな
る態様では、不規則な単位格子は、ハロゲン原子の数、Ｌｉ等のＭの原子数、Ｍｅの原子
数、単位格子定数、より小さい単位格子等の単位格子の体積、又はそれらの任意の組合せ
において、従来の結晶構造と異なり得る。別の態様では、ハロゲン化物系材料は、従来の
結晶構造と比較してハロゲン原子の含有量が少ない単位格子を含む結晶構造を含み得る。
数の原子を含む結晶構造を含むハロゲン化物系材料を含み得る。一態様では、ハロゲン化
物系材料は、従来の構造と比較して不規則な単位格子を含む結晶構造を含み得る。さらな
る態様では、不規則な単位格子は、ハロゲン原子の数、Ｌｉ等のＭの原子数、Ｍｅの原子
数、単位格子定数、より小さい単位格子等の単位格子の体積、又はそれらの任意の組合せ
において、従来の結晶構造と異なり得る。別の態様では、ハロゲン化物系材料は、従来の
結晶構造と比較してハロゲン原子の含有量が少ない単位格子を含む結晶構造を含み得る。
【0044】
別の特定の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、１２個未満のハロゲン原子を含む単
位格子を含む結晶構造を含み得る。一態様では、単位格子内のハロゲン原子の数は、最大
で１０、最大で８、最大で６、最大で５、又は最大で４であり得る。別の態様では、単位
格子中のハロゲン原子の数は、少なくとも１、少なくとも２、少なくとも３、又は少なく
とも４であり得る。さらに、ハロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小値及び最大値
のいずれかを含む範囲のハロゲン原子を含む単位格子を含む結晶構造を含み得る。例えば
、ハロゲン化物系材料は、単位格子内に２～６個のハロゲン原子を含み得る。
位格子を含む結晶構造を含み得る。一態様では、単位格子内のハロゲン原子の数は、最大
で１０、最大で８、最大で６、最大で５、又は最大で４であり得る。別の態様では、単位
格子中のハロゲン原子の数は、少なくとも１、少なくとも２、少なくとも３、又は少なく
とも４であり得る。さらに、ハロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小値及び最大値
のいずれかを含む範囲のハロゲン原子を含む単位格子を含む結晶構造を含み得る。例えば
、ハロゲン化物系材料は、単位格子内に２～６個のハロゲン原子を含み得る。
【0045】
さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は、単斜晶系空間群で表され、不規則性を
有する単位格子を含む結晶構造を含み得る。一態様では、空間群はＣ２／ｍであり得る。
別の態様では、単位格子は１２個未満のハロゲン原子を含み得る。特定の態様では、ハロ
ゲン化物系材料は、単斜晶系空間群によって表され、３～５個のハロゲン原子を含む単位
格子を含む結晶構造を含み得る。
有する単位格子を含む結晶構造を含み得る。一態様では、空間群はＣ２／ｍであり得る。
別の態様では、単位格子は１２個未満のハロゲン原子を含み得る。特定の態様では、ハロ
ゲン化物系材料は、単斜晶系空間群によって表され、３～５個のハロゲン原子を含む単位
格子を含む結晶構造を含み得る。
【0046】
さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は、六方晶系の空間群によって表される結
晶構造を含むことができ、単位格子は１２個未満のハロゲンを含み得る。一態様では、空
間群はＲ－３ｍであり得る。別の態様では、単位格子は、最大で８個のハロゲン原子を含
み得る。少なくとも１つの特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、六方晶系結晶系の空
間群によって表され、最大で６個のハロゲン原子を有する単位格子を含む結晶構造を含み
得る。別の態様において、ハロゲン化物系材料は、六方晶系の空間群で表され、少なくと
も１．５個のハロゲン原子を有する単位格子を含む結晶構造を含み得る。
晶構造を含むことができ、単位格子は１２個未満のハロゲンを含み得る。一態様では、空
間群はＲ－３ｍであり得る。別の態様では、単位格子は、最大で８個のハロゲン原子を含
み得る。少なくとも１つの特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、六方晶系結晶系の空
間群によって表され、最大で６個のハロゲン原子を有する単位格子を含む結晶構造を含み
得る。別の態様において、ハロゲン化物系材料は、六方晶系の空間群で表され、少なくと
も１．５個のハロゲン原子を有する単位格子を含む結晶構造を含み得る。
【0047】
さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は、菱面体格子系の空間群によって表され
る結晶構造を含むことができ、単位格子は１２個未満のハロゲンを含み得る。一態様では
、単位格子は、最大で８個のハロゲン原子を含み得る。
る結晶構造を含むことができ、単位格子は１２個未満のハロゲンを含み得る。一態様では
、単位格子は、最大で８個のハロゲン原子を含み得る。
【0048】
従来のＣ２／ｍ単位格子は、１２個のハロゲン原子を含む。例えば、Ｌｉ３ＹＢｒ６等
の従来のＬｉ３ＭｅＢｒ６は、単位格子内に１２個の臭素原子を含む。一実施形態のＬｉ
３ＹＢｒ６の代表的な例は、１２個未満の臭素原子、例えば最多で６個の臭素原子又は最
大で４個の臭素原子を含み得る。Ｌｉ３ＹＢｒ６の特定の例は、４個のＢｒ原子を有する
より小さな単斜晶系単位格子を有することができる。一実施形態のＬｉ３ＹＢｒ６の別の
特定の例は、６個のＢｒ原子を含むＲ－３ｍ単位格子を含み得る。
の従来のＬｉ３ＭｅＢｒ６は、単位格子内に１２個の臭素原子を含む。一実施形態のＬｉ
３ＹＢｒ６の代表的な例は、１２個未満の臭素原子、例えば最多で６個の臭素原子又は最
大で４個の臭素原子を含み得る。Ｌｉ３ＹＢｒ６の特定の例は、４個のＢｒ原子を有する
より小さな単斜晶系単位格子を有することができる。一実施形態のＬｉ３ＹＢｒ６の別の
特定の例は、６個のＢｒ原子を含むＲ－３ｍ単位格子を含み得る。
【0049】
一実施形態では、固体電解質材料は、特定の単位格子特性を含む結晶構造を含むハロゲ
ン化物系材料を含み得る。一態様では、ハロゲン化物系材料は、単位格子定数ａ、ｂ、及
びｃがそれぞれ独立して特定の値Ａ、Ｂ、及びＣを有する単位格子を含むことができる。
別の態様では、単位格子は、特定の体積、特定の正規化された体積、又はそれらの任意の
組合せを含み得る。
ン化物系材料を含み得る。一態様では、ハロゲン化物系材料は、単位格子定数ａ、ｂ、及
びｃがそれぞれ独立して特定の値Ａ、Ｂ、及びＣを有する単位格子を含むことができる。
別の態様では、単位格子は、特定の体積、特定の正規化された体積、又はそれらの任意の
組合せを含み得る。
【0050】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、菱面体晶系空間群によって表される結晶
構造を含むことができ、単位格子定数ａ及びｂは等しい。図３を参照すると、パラメータ
ａ、ｂ、及びｃを含む菱面体晶系単位格子３００が示されている。特定の態様では、単位
格子はＲ－３ｍ空間群であり得る。一態様では、Ａ又はＢ又はその両方が特定の値を含み
得る。例えば、Ａ又はＢは、少なくとも３．０オングストローム、少なくとも３．３オン
グストローム、少なくとも３．６オングストローム、又は少なくとも３．９オングストロ
ームであり得る。別の例では、Ａ又はＢは、最大で４．８オングストローム、最大で４．
６オングストローム、最大で４．３オングストローム、最大で４．２オングストローム、
又は最大で４．０オングストロームであり得る。さらに、Ａ又はＢは、本明細書に記載の
最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さらなる態様では、ハロ
ゲン化物系材料は、特定のＣを含む結晶構造を含み得る。一例では、Ｃは、少なくとも１
５オングストローム、少なくとも１７オングストローム、又は少なくとも１９オングスト
ロームであり得る。別の例では、Ｃは、最大で２１オングストローム、最大で２０．２オ
ングストローム、又は最大で１９．５オングストロームであり得る。さらに、Ｃは、本明
細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
構造を含むことができ、単位格子定数ａ及びｂは等しい。図３を参照すると、パラメータ
ａ、ｂ、及びｃを含む菱面体晶系単位格子３００が示されている。特定の態様では、単位
格子はＲ－３ｍ空間群であり得る。一態様では、Ａ又はＢ又はその両方が特定の値を含み
得る。例えば、Ａ又はＢは、少なくとも３．０オングストローム、少なくとも３．３オン
グストローム、少なくとも３．６オングストローム、又は少なくとも３．９オングストロ
ームであり得る。別の例では、Ａ又はＢは、最大で４．８オングストローム、最大で４．
６オングストローム、最大で４．３オングストローム、最大で４．２オングストローム、
又は最大で４．０オングストロームであり得る。さらに、Ａ又はＢは、本明細書に記載の
最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さらなる態様では、ハロ
ゲン化物系材料は、特定のＣを含む結晶構造を含み得る。一例では、Ｃは、少なくとも１
５オングストローム、少なくとも１７オングストローム、又は少なくとも１９オングスト
ロームであり得る。別の例では、Ｃは、最大で２１オングストローム、最大で２０．２オ
ングストローム、又は最大で１９．５オングストロームであり得る。さらに、Ｃは、本明
細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0051】
さらなる態様では、菱面体晶系単位格子は、特定の値を有する単位格子体積Ｖを含み得
る。例えば、Ｖは、少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方オン
グストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オングス
トローム、又は少なくとも２６０立方オングストロームであり得る。別の例では、Ｖは、
最大で３２０立方オングストローム、最大で３１０立方オングストローム、最大で２９０
立方オングストローム、最大で２７５立方オングストローム、又は最大で２７０立方オン
グストロームであり得る。特定の例では、Ｖは、本明細書に記載の最小値及び最大値のい
ずれかを含む範囲内とすることができる。
る。例えば、Ｖは、少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方オン
グストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オングス
トローム、又は少なくとも２６０立方オングストロームであり得る。別の例では、Ｖは、
最大で３２０立方オングストローム、最大で３１０立方オングストローム、最大で２９０
立方オングストローム、最大で２７５立方オングストローム、又は最大で２７０立方オン
グストロームであり得る。特定の例では、Ｖは、本明細書に記載の最小値及び最大値のい
ずれかを含む範囲内とすることができる。
【0052】
さらなる態様では、菱面体晶系単位格子は、式単位当たりの単位体積ＶＮ／ＦＵを含む
正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＦＵ＝Ｖ／ＮＦＵであり、ＮＦＵは単位格子内の式
単位の数を表す。特定の態様では、単位格子は特定のＶＮ／ＦＵを含み得る。一例では、
ハロゲン化物系材料は、少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方
オングストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オン
グストローム、又は少なくとも２６０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構造
を含み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で２９０立方オングストローム、最大で２
７５立方オングストローム、最大で２７０立方オングストローム、又は最大で２６８立方
オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値及
び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＦＵ＝Ｖ／ＮＦＵであり、ＮＦＵは単位格子内の式
単位の数を表す。特定の態様では、単位格子は特定のＶＮ／ＦＵを含み得る。一例では、
ハロゲン化物系材料は、少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方
オングストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オン
グストローム、又は少なくとも２６０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構造
を含み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で２９０立方オングストローム、最大で２
７５立方オングストローム、最大で２７０立方オングストローム、又は最大で２６８立方
オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値及
び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0053】
さらなる態様では、菱面体晶系単位格子は、ハロゲン原子当たりの単位体積ＶＮ／ＡＡ
含む正規化体積を含むことができ、Ｖ／ＮＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位格子内
のハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ／ＡＡ
を含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも３０立方オングストロ
ーム、少なくとも３４立方オングストローム、少なくとも３８立方オングストローム、少
なくとも４２立方オングストローム、又は少なくとも４６立方オングストロームであり得
る。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５０立方オングストローム、最大で４８立方オン
グストローム、又は最大で４７立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／
ＡＡは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる
。
含む正規化体積を含むことができ、Ｖ／ＮＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位格子内
のハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ／ＡＡ
を含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも３０立方オングストロ
ーム、少なくとも３４立方オングストローム、少なくとも３８立方オングストローム、少
なくとも４２立方オングストローム、又は少なくとも４６立方オングストロームであり得
る。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５０立方オングストローム、最大で４８立方オン
グストローム、又は最大で４７立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／
ＡＡは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる
。
【0054】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、単位格子の体積が従来の結晶構造と比べ
て小さな単斜晶系空間群によって表される結晶構造を含むことができる。図４を参照する
と、パラメータａ、ｂ、及びｃを含む単斜晶系単位格子４００が示されており、ａ、ｂ、
及びｃは互いに異なる。特定の態様では、単位格子はＣ２／ｍ空間群であり得る。一態様
では、Ａ、Ｂ、及びＣは、独立して特定の値を含み得る。例えば、Ａは、少なくとも５．
８オングストローム、少なくとも６．１オングストローム、少なくとも６．３オングスト
ローム、少なくとも６．５オングストローム、少なくとも６．７オングストローム、又は
少なくとも６．９オングストロームであり得る。別の例では、Ａは、最大で７．８オング
ストローム、最大で７．６オングストローム、最大で７．３オングストローム、最大で７
．２オングストローム、又は最大で７．０オングストロームであり得る。さらに、Ａは、
本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さらな
る例では、Ｂは、少なくとも３．０オングストローム、少なくとも３．３オングストロー
ム、少なくとも３．６オングストローム、又は少なくとも３．９オングストロームであり
得る。別の例では、Ｂは、最大で４．８オングストローム、最大で４．６オングストロー
ム、最大で４．３オングストローム、最大で４．２オングストローム、又は最大で４．１
オングストロームであり得る。さらに、Ｂは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいず
れかを含む範囲内とすることができる。一例では、Ｃは、少なくとも６．１オングストロ
ーム、少なくとも６．４オングストローム、又は少なくとも６．８オングストロームであ
り得る。別の例では、Ｃは、最大で７．９オングストローム、最大で７．６オングストロ
ーム、最大で７．２オングストローム、又は最大で６．９オングストロームであり得る。
さらに、Ｃは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることが
できる。
て小さな単斜晶系空間群によって表される結晶構造を含むことができる。図４を参照する
と、パラメータａ、ｂ、及びｃを含む単斜晶系単位格子４００が示されており、ａ、ｂ、
及びｃは互いに異なる。特定の態様では、単位格子はＣ２／ｍ空間群であり得る。一態様
では、Ａ、Ｂ、及びＣは、独立して特定の値を含み得る。例えば、Ａは、少なくとも５．
８オングストローム、少なくとも６．１オングストローム、少なくとも６．３オングスト
ローム、少なくとも６．５オングストローム、少なくとも６．７オングストローム、又は
少なくとも６．９オングストロームであり得る。別の例では、Ａは、最大で７．８オング
ストローム、最大で７．６オングストローム、最大で７．３オングストローム、最大で７
．２オングストローム、又は最大で７．０オングストロームであり得る。さらに、Ａは、
本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さらな
る例では、Ｂは、少なくとも３．０オングストローム、少なくとも３．３オングストロー
ム、少なくとも３．６オングストローム、又は少なくとも３．９オングストロームであり
得る。別の例では、Ｂは、最大で４．８オングストローム、最大で４．６オングストロー
ム、最大で４．３オングストローム、最大で４．２オングストローム、又は最大で４．１
オングストロームであり得る。さらに、Ｂは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいず
れかを含む範囲内とすることができる。一例では、Ｃは、少なくとも６．１オングストロ
ーム、少なくとも６．４オングストローム、又は少なくとも６．８オングストロームであ
り得る。別の例では、Ｃは、最大で７．９オングストローム、最大で７．６オングストロ
ーム、最大で７．２オングストローム、又は最大で６．９オングストロームであり得る。
さらに、Ｃは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることが
できる。
【0055】
さらなる態様では、単斜晶系単位格子は、特定の値を有する単位格子体積Ｖを含み得る
。例えば、Ｖは、少なくとも１１０立方オングストローム、少なくとも１２５立方オング
ストローム、少なくとも１４０立方オングストローム、少なくとも１６０立方オングスト
ローム、又は少なくとも１７０立方オングストロームであり得る。別の例では、Ｖは、最
大で５００立方オングストローム、最大で４００立方オングストローム、最大で３１０立
方オングストローム、最大で２５０立方オングストローム、最大で２２０立方オングスト
ローム、最大で２００立方オングストローム、又は最大で１８０立方オングストロームで
あり得る。特定の例では、Ｖは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範
囲内とすることができる。
。例えば、Ｖは、少なくとも１１０立方オングストローム、少なくとも１２５立方オング
ストローム、少なくとも１４０立方オングストローム、少なくとも１６０立方オングスト
ローム、又は少なくとも１７０立方オングストロームであり得る。別の例では、Ｖは、最
大で５００立方オングストローム、最大で４００立方オングストローム、最大で３１０立
方オングストローム、最大で２５０立方オングストローム、最大で２２０立方オングスト
ローム、最大で２００立方オングストローム、又は最大で１８０立方オングストロームで
あり得る。特定の例では、Ｖは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範
囲内とすることができる。
【0056】
特定の態様では、単斜晶系単位格子は、特定のＶＮ／ＦＵを含み得る。一例では、ハロ
ゲン化物系材料は、少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方オン
グストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オングス
トローム、又は少なくとも２６０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構造を含
み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で３２０立方オングストローム、最大で３００
立方オングストローム、最大で２８０立方オングストローム、又は最大で２７０立方オン
グストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値及び最
大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
ゲン化物系材料は、少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方オン
グストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オングス
トローム、又は少なくとも２６０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構造を含
み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で３２０立方オングストローム、最大で３００
立方オングストローム、最大で２８０立方オングストローム、又は最大で２７０立方オン
グストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値及び最
大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0057】
さらなる態様では、単斜晶単位格子は、ハロゲン原子当たりの単位体積ＶＮ／ＡＡを含
む正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位格子内の
ハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ／ＡＡを
含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも３０立方オングストロー
ム、少なくとも３４立方オングストローム、少なくとも３８立方オングストローム、少な
くとも４２立方オングストローム、又は少なくとも４４立方オングストロームであり得る
。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５４立方オングストローム、最大で５１立方オング
ストローム、最大で４９立方オングストローム、又は最大で４７立方オングストローム、
又は最大で４５立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＡＡは、本明細
書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
む正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位格子内の
ハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ／ＡＡを
含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも３０立方オングストロー
ム、少なくとも３４立方オングストローム、少なくとも３８立方オングストローム、少な
くとも４２立方オングストローム、又は少なくとも４４立方オングストロームであり得る
。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５４立方オングストローム、最大で５１立方オング
ストローム、最大で４９立方オングストローム、又は最大で４７立方オングストローム、
又は最大で４５立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＡＡは、本明細
書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0058】
Ｌｉ３ＹＢｒ６の従来の結晶構造は、Ｃ２／ｍ空間群によって表され、単位格子当たり
式単位２個、Ｌｉ３ＹＢｒ６、Ｂｒ原子１２個、及び約５３４立方オングストロームのＶ
を含む。一実施形態の例示的なＬｉ３ＹＢｒ６は、Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶構造、
及び単位格子当たり、式単位１個、Ｂｒ原子６個、及び約２６７＋／－３％立方オングス
トロームのＶを含み得る。一実施形態の別の例示的なＬｉ３ＹＢｒ６は、単位格子当たり
Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造、式単位２／３個、Ｂｒ原子４個、及び約１７８＋／
－３％立方オングストロームのＶを含み得る。
式単位２個、Ｌｉ３ＹＢｒ６、Ｂｒ原子１２個、及び約５３４立方オングストロームのＶ
を含む。一実施形態の例示的なＬｉ３ＹＢｒ６は、Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶構造、
及び単位格子当たり、式単位１個、Ｂｒ原子６個、及び約２６７＋／－３％立方オングス
トロームのＶを含み得る。一実施形態の別の例示的なＬｉ３ＹＢｒ６は、単位格子当たり
Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造、式単位２／３個、Ｂｒ原子４個、及び約１７８＋／
－３％立方オングストロームのＶを含み得る。
【0059】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、六方晶系の空間群によって表される結晶構
造を含むことができ、単位格子定数ａとｂは等しい。図５を参照すると、パラメータａ、
ｂ、及びｃを含む六方晶系単位格子５００が示されている。一態様では、六方晶系単位格
子は、Ｐ６３／ｍｃｍ空間群によって表され得る。別の態様では、六方晶系単位格子は、
Ｐ６３／ｍｍｃ空間群によって表され得る。
造を含むことができ、単位格子定数ａとｂは等しい。図５を参照すると、パラメータａ、
ｂ、及びｃを含む六方晶系単位格子５００が示されている。一態様では、六方晶系単位格
子は、Ｐ６３／ｍｃｍ空間群によって表され得る。別の態様では、六方晶系単位格子は、
Ｐ６３／ｍｍｃ空間群によって表され得る。
【0060】
一態様では、Ｐ６３／ｍｃｍ単位格子は、特定のＡ、Ｂ、又はＣを含み得る。一例では
、Ａ又はＢ、又はその両方は、少なくとも５．０オングストローム、少なくとも５．５オ
ングストローム、少なくとも６．１オングストローム、又は少なくとも６．３オングスト
ロームであり得る。別の態様では、Ａ又はＢ又は両方は、最大で８オングストローム、又
は最大で７．５オングストローム、又は最大で７．０オングストローム、又は最大で６．
５オングストロームであり得る。さらに、Ａ、Ｂ、又はその両方は、本明細書に記載の最
小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さらなる態様では、ハロゲ
ン化物系材料は、特定のＣを含む結晶構造を含み得る。一例では、Ｃは、少なくとも４．
８オングストローム、少なくとも５．３オングストローム、少なくとも５．７オングスト
ローム、又は少なくとも６．０オングストロームであり得る。一例では、Ｃは、最大で６
．９オングストローム、最大で６．４オングストローム、又は最大で６．１オングストロ
ームであり得る。さらなる例では、Ｃは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれか
を含む範囲内とすることができる。
、Ａ又はＢ、又はその両方は、少なくとも５．０オングストローム、少なくとも５．５オ
ングストローム、少なくとも６．１オングストローム、又は少なくとも６．３オングスト
ロームであり得る。別の態様では、Ａ又はＢ又は両方は、最大で８オングストローム、又
は最大で７．５オングストローム、又は最大で７．０オングストローム、又は最大で６．
５オングストロームであり得る。さらに、Ａ、Ｂ、又はその両方は、本明細書に記載の最
小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さらなる態様では、ハロゲ
ン化物系材料は、特定のＣを含む結晶構造を含み得る。一例では、Ｃは、少なくとも４．
８オングストローム、少なくとも５．３オングストローム、少なくとも５．７オングスト
ローム、又は少なくとも６．０オングストロームであり得る。一例では、Ｃは、最大で６
．９オングストローム、最大で６．４オングストローム、又は最大で６．１オングストロ
ームであり得る。さらなる例では、Ｃは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれか
を含む範囲内とすることができる。
【0061】
さらなる態様では、Ｐ６３／ｍｃｍ単位格子は、特定の値を有する単位格子体積Ｖを含
み得る。例えば、Ｖは、少なくとも１５０立方オングストローム、少なくとも１７０立方
オングストローム、少なくとも１９０立方オングストローム、少なくとも２０５立方オン
グストローム、又は少なくとも２１０立方オングストロームである。さらなる例では、Ｖ
は、最大で２７０立方オングストローム、最大で２５０立方オングストローム、最大で２
３０立方オングストローム、又は最大で２２０立方オングストロームであり得る。特定の
例では、Ｖは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることが
できる。
み得る。例えば、Ｖは、少なくとも１５０立方オングストローム、少なくとも１７０立方
オングストローム、少なくとも１９０立方オングストローム、少なくとも２０５立方オン
グストローム、又は少なくとも２１０立方オングストロームである。さらなる例では、Ｖ
は、最大で２７０立方オングストローム、最大で２５０立方オングストローム、最大で２
３０立方オングストローム、又は最大で２２０立方オングストロームであり得る。特定の
例では、Ｖは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることが
できる。
【0062】
特定の態様では、Ｐ６３／ｍｃｍ単位格子は、特定のＶＮ／ＦＵを含み得る。一例では
、ハロゲン化物系材料は、少なくとも１５０立方オングストローム、少なくとも１７０立
方オングストローム、少なくとも１９０立方オングストローム、少なくとも２００立方オ
ングストローム、又は少なくとも２１０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構
造を含み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で２７０立方オングストローム、最大で
２５０立方オングストローム、最大で２３０立方オングストローム、又は最大で２２０立
方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値
及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
、ハロゲン化物系材料は、少なくとも１５０立方オングストローム、少なくとも１７０立
方オングストローム、少なくとも１９０立方オングストローム、少なくとも２００立方オ
ングストローム、又は少なくとも２１０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構
造を含み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で２７０立方オングストローム、最大で
２５０立方オングストローム、最大で２３０立方オングストローム、又は最大で２２０立
方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値
及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0063】
さらなる態様では、Ｐ６３／ｍｃｍ単位格子は、ハロゲン原子当たりの単位体積ＶＮ／
ＡＡを含む正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位
格子内のハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ
／ＡＡを含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも２５立方オング
ストローム、少なくとも２８立方オングストローム、少なくとも３１立方オングストロー
ム、少なくとも３４立方オングストローム、又は少なくとも３６立方オングストロームで
あり得る。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５０立方オングストローム、最大で４７立
方オングストローム、最大で４４立方オングストローム、又は最大で４１立方オングスト
ローム、又は最大で３８立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＡＡは
、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
ＡＡを含む正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位
格子内のハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ
／ＡＡを含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも２５立方オング
ストローム、少なくとも２８立方オングストローム、少なくとも３１立方オングストロー
ム、少なくとも３４立方オングストローム、又は少なくとも３６立方オングストロームで
あり得る。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５０立方オングストローム、最大で４７立
方オングストローム、最大で４４立方オングストローム、又は最大で４１立方オングスト
ローム、又は最大で３８立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＡＡは
、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0064】
一態様では、Ｐ６３／ｍｍｃ単位格子は、特定のＡ、Ｂ、又はＣを含み得る。一例では
、Ａ又はＢ、又はその両方は、少なくとも２．５オングストローム、少なくとも２．８オ
ングストローム、少なくとも３．２オングストローム、又は少なくとも３．６オングスト
ロームであり得る。別の態様では、Ａ又はＢ又は両方は、最大で５オングストローム、最
大で４．６オングストローム、最大で４．３オングストローム、最大で４．１オングスト
ローム、又は最大で３．８オングストロームであり得る。さらに、Ａ、Ｂ、又はその両方
は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さ
らなる態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＣを含む結晶構造を含み得る。一例では
、Ｃは、少なくとも４．８オングストローム、少なくとも５．３オングストローム、少な
くとも５．７オングストローム、又は少なくとも６．０オングストロームであり得る。一
例では、Ｃは、最大で６．９オングストローム、最大で６．４オングストローム、又は最
大で６．１オングストロームであり得る。さらなる例では、Ｃは、本明細書に記載の最小
値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
、Ａ又はＢ、又はその両方は、少なくとも２．５オングストローム、少なくとも２．８オ
ングストローム、少なくとも３．２オングストローム、又は少なくとも３．６オングスト
ロームであり得る。別の態様では、Ａ又はＢ又は両方は、最大で５オングストローム、最
大で４．６オングストローム、最大で４．３オングストローム、最大で４．１オングスト
ローム、又は最大で３．８オングストロームであり得る。さらに、Ａ、Ｂ、又はその両方
は、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。さ
らなる態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＣを含む結晶構造を含み得る。一例では
、Ｃは、少なくとも４．８オングストローム、少なくとも５．３オングストローム、少な
くとも５．７オングストローム、又は少なくとも６．０オングストロームであり得る。一
例では、Ｃは、最大で６．９オングストローム、最大で６．４オングストローム、又は最
大で６．１オングストロームであり得る。さらなる例では、Ｃは、本明細書に記載の最小
値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0065】
さらなる態様では、Ｐ６３／ｍｍｃ単位格子は、特定の値を有する単位格子体積Ｖを含
み得る。例えば、Ｖは、少なくとも６０立方オングストローム、少なくとも６５立方オン
グストローム、少なくとも６８立方オングストローム、又は少なくとも７０立方オングス
トロームであり得る。別の例では、Ｖは、最大で８５立方オングストローム、最大で８２
立方オングストローム、最大で７８立方オングストローム、最大で７４立方オングストロ
ーム、又は最大で７１立方オングストロームであり得る。さらなる例では、Ｖは、本明細
書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
み得る。例えば、Ｖは、少なくとも６０立方オングストローム、少なくとも６５立方オン
グストローム、少なくとも６８立方オングストローム、又は少なくとも７０立方オングス
トロームであり得る。別の例では、Ｖは、最大で８５立方オングストローム、最大で８２
立方オングストローム、最大で７８立方オングストローム、最大で７４立方オングストロ
ーム、又は最大で７１立方オングストロームであり得る。さらなる例では、Ｖは、本明細
書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0066】
特定の態様では、Ｐ６３／ｍｍｃ単位格子は特定のＶＮ／ＦＵを含み得る。一例では、
ハロゲン化物系材料は、少なくとも１５０立方オングストローム、少なくとも１７０立方
オングストローム、少なくとも１９０立方オングストローム、少なくとも２００立方オン
グストローム、又は少なくとも２１０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構造
を含み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で２７０立方オングストローム、最大で２
５０立方オングストローム、最大で２３０立方オングストローム、又は最大で２２０立方
オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値及
び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
ハロゲン化物系材料は、少なくとも１５０立方オングストローム、少なくとも１７０立方
オングストローム、少なくとも１９０立方オングストローム、少なくとも２００立方オン
グストローム、又は少なくとも２１０立方オングストロームのＶＮ／ＦＵを含む結晶構造
を含み得る。別の例では、ＶＮ／ＦＵは、最大で２７０立方オングストローム、最大で２
５０立方オングストローム、最大で２３０立方オングストローム、又は最大で２２０立方
オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＦＵは、本明細書に記載の最小値及
び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0067】
さらなる態様では、Ｐ６３／ｍｍｃ単位格子は、ハロゲン原子当たりの単位体積ＶＮ／
ＡＡを含む正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位
格子内のハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ
／ＡＡを含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも２５立方オング
ストローム、少なくとも２８立方オングストローム、少なくとも３１立方オングストロー
ム、少なくとも３４立方オングストローム、又は少なくとも３６立方オングストロームで
あり得る。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５０立方オングストローム、最大で４７立
方オングストローム、最大で４４立方オングストローム、又は最大で４１立方オングスト
ローム、又は最大で３８立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＡＡは
、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
ＡＡを含む正規化体積を含むことができ、ＶＮ／ＡＡ＝Ｖ／ＮＡＡであり、ＮＡＡは単位
格子内のハロゲン原子の数を表す。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、特定のＶＮ
／ＡＡを含む結晶構造を含み得る。一例では、ＶＮ／ＡＡは、少なくとも２５立方オング
ストローム、少なくとも２８立方オングストローム、少なくとも３１立方オングストロー
ム、少なくとも３４立方オングストローム、又は少なくとも３６立方オングストロームで
あり得る。別の例では、ＶＮ／ＡＡは、最大で５０立方オングストローム、最大で４７立
方オングストローム、最大で４４立方オングストローム、又は最大で４１立方オングスト
ローム、又は最大で３８立方オングストロームであり得る。特定の例では、ＶＮ／ＡＡは
、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0068】
Ｌｉ３ＹＣｌ６の従来の結晶構造は、Ｐｎｍａ空間群で表され、単位格子あたり、式単
位４個、Ｃｌ原子２４個、及び約８７５立方オングストロームのＶを含む。Ｌｉ３ＹＢｒ
６の別の従来の結晶構造は、Ｐ－３ｍ１空間群によって表され、単位格子当たり、式単位
３個、Ｃｌ原子１８個、及び約６５５立方オングストロームのＶを含む。一実施形態の例
示的なＬｉ３ＹＣｌ６は、Ｐ６３／ｍｃｍで表される結晶構造を含むことができ、単位格
子当たり、式単位１個、Ｃｌ原子６個、及び２１８＋／－３％立方オングストロームのＶ
を含み得る。一実施形態の別の例示的なＬｉ３ＹＣｌ６はＰ６３／ｍｍｃ空間群で表され
る結晶構造を含むことができ、単位格子当たり、式単位１／３個、Ｃｌ原子２個、及び７
３＋／－３％立方オングストロームのＶを含み得る。
位４個、Ｃｌ原子２４個、及び約８７５立方オングストロームのＶを含む。Ｌｉ３ＹＢｒ
６の別の従来の結晶構造は、Ｐ－３ｍ１空間群によって表され、単位格子当たり、式単位
３個、Ｃｌ原子１８個、及び約６５５立方オングストロームのＶを含む。一実施形態の例
示的なＬｉ３ＹＣｌ６は、Ｐ６３／ｍｃｍで表される結晶構造を含むことができ、単位格
子当たり、式単位１個、Ｃｌ原子６個、及び２１８＋／－３％立方オングストロームのＶ
を含み得る。一実施形態の別の例示的なＬｉ３ＹＣｌ６はＰ６３／ｍｍｃ空間群で表され
る結晶構造を含むことができ、単位格子当たり、式単位１／３個、Ｃｌ原子２個、及び７
３＋／－３％立方オングストロームのＶを含み得る。
【0069】
一実施形態では、固体電解質材料は、空孔及びＭｅの原子位置が原子的に不規則であり
、且つ不規則なＸ１及びＸ２原子（Ｘ１及びＸ２は、２つの異なるハロゲン原子を表す）
、不規則な空孔サイト及びＭ原子、不規則なＭ及びＭｅ原子、不規則なＭ、Ｍｅ、及び空
孔原子、又はそれらの任意の組合せ等の、結晶構造の不規則性を含むハロゲン化物系材料
を含むことができる。
、且つ不規則なＸ１及びＸ２原子（Ｘ１及びＸ２は、２つの異なるハロゲン原子を表す）
、不規則な空孔サイト及びＭ原子、不規則なＭ及びＭｅ原子、不規則なＭ、Ｍｅ、及び空
孔原子、又はそれらの任意の組合せ等の、結晶構造の不規則性を含むハロゲン化物系材料
を含むことができる。
【0070】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、空孔及びＭｅ原子の少なくとも一部の位置
が原子層又は直鎖状の原子鎖において不規則であるような空孔及びＭｅ原子を含む結晶構
造を含み得る。一態様では、ハロゲン化物系材料は、空孔及びＭｅの原子位置が原子的に
不規則である結晶構造を含むことができ、この不規則性は、少なくとも１０％、少なくと
も２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％
、又は少なくとも９０％であり得る。
が原子層又は直鎖状の原子鎖において不規則であるような空孔及びＭｅ原子を含む結晶構
造を含み得る。一態様では、ハロゲン化物系材料は、空孔及びＭｅの原子位置が原子的に
不規則である結晶構造を含むことができ、この不規則性は、少なくとも１０％、少なくと
も２０％、少なくとも３０％、少なくとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％
、又は少なくとも９０％であり得る。
【0071】
原子の不規則性は、ハロゲン化物系材料のＸ線粉末回折パターンのリートベルト解析に
よる精密化によって、より具体的にはＭ原子、Ｍｅ原子及び空孔の位置を含む結晶学的サ
イトの占有率に基づいて決定することができる。本出願を読み終えれば、当業者は、結晶
学的サイトの占有率に基づいて原子の不規則性を理解することができ、以下のステップに
従ってケース毎に決定することができる。
よる精密化によって、より具体的にはＭ原子、Ｍｅ原子及び空孔の位置を含む結晶学的サ
イトの占有率に基づいて決定することができる。本出願を読み終えれば、当業者は、結晶
学的サイトの占有率に基づいて原子の不規則性を理解することができ、以下のステップに
従ってケース毎に決定することができる。
【0072】
粉末ハロゲン化物系材料に対してＸ線回折（ＸＲＤ）分析を行い、ＸＲＤパターンを記
録することができる。シミュレートされたＸＲＤパターンは、最もフィットするものを得
て（ｇｅｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｉｔ）結晶学的サイトの占有率を決定するために一組
の結晶構造パラメータ（例えば、単位格子のパラメータ、原子空孔、及び本出願に記載さ
れた他のパラメータ）を精密化することによって、ハロゲン化物系材料のＸＲＤにフィッ
ティング及びマッチングすることができる。次いで、結晶学的サイトの占有率に基づいて
原子の不規則性を決定することができる。
録することができる。シミュレートされたＸＲＤパターンは、最もフィットするものを得
て（ｇｅｔ ｔｈｅ ｂｅｓｔ ｆｉｔ）結晶学的サイトの占有率を決定するために一組
の結晶構造パラメータ（例えば、単位格子のパラメータ、原子空孔、及び本出願に記載さ
れた他のパラメータ）を精密化することによって、ハロゲン化物系材料のＸＲＤにフィッ
ティング及びマッチングすることができる。次いで、結晶学的サイトの占有率に基づいて
原子の不規則性を決定することができる。
【0073】
ここで、ハロゲン化物系材料の一例として、Ｌｉ３ＭｅＢｒ６を用いる。結晶構造中の
空孔を式に含めることができ、ハロゲン化物系材料はＬｉ３Ｍｅ・ｏｃｔ ２Ｂｒ６で表す
ことができる。本発明の実施形態のＬｉ３ＭｅＢｒ６は、Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶
構造を有することができる。Ｍｅサイトの占有率が３３．３３％の場合、結晶構造は、八
面体空孔（ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ ｖａｃａｎｃｙ）・ｏｃｔ及びＭｅ原子の位置が完全
に原子的に不規則である、すなわち１００％Ｍｅ－空孔不規則性（空孔及びＭｅ原子の原
子位置がＸ線粉末回折パターンと区別がつかない）を有することができる。従来の対応す
るＬｉ３ＭｅＢｒ６は、Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を有することができる。理解
をさらに助けるために簡単に図１Ｂを参照すると、図示のように、Ｍｅ原子１３０と空孔
１４０とによる結晶学的サイト１６０の共占有率は低い（すなわち、１０％未満）。
空孔を式に含めることができ、ハロゲン化物系材料はＬｉ３Ｍｅ・ｏｃｔ ２Ｂｒ６で表す
ことができる。本発明の実施形態のＬｉ３ＭｅＢｒ６は、Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶
構造を有することができる。Ｍｅサイトの占有率が３３．３３％の場合、結晶構造は、八
面体空孔（ｏｃｔａｈｅｄｒａｌ ｖａｃａｎｃｙ）・ｏｃｔ及びＭｅ原子の位置が完全
に原子的に不規則である、すなわち１００％Ｍｅ－空孔不規則性（空孔及びＭｅ原子の原
子位置がＸ線粉末回折パターンと区別がつかない）を有することができる。従来の対応す
るＬｉ３ＭｅＢｒ６は、Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を有することができる。理解
をさらに助けるために簡単に図１Ｂを参照すると、図示のように、Ｍｅ原子１３０と空孔
１４０とによる結晶学的サイト１６０の共占有率は低い（すなわち、１０％未満）。
【0074】
別の例として、Ｌｉ３ＭｅＢｒ６の結晶構造中の空孔を式に含めることができ、ハロゲ
ン化物系材料は、Ｌｉ３Ｍｅ・ｏｃｔ ２Ｂｒ６として表すことができる。本発明の一実施
形態のＬｉ３ＭｅＣｌ６は、Ｐ６３／ｍｃｍ空間群で表される結晶構造を有することがで
き、Ｍｅ位置の占有率が３３．３３％である場合、結晶構造は、八面体空孔・ｏｃｔ及び
Ｍｅ位置が完全に原子的に不規則である、すなわち、粉末ＸＲＤパターンに基づく１００
％Ｍｅ－空孔不規則性（空孔とＭｅ原子の原子位置が区別できない）を有することができ
る。
ン化物系材料は、Ｌｉ３Ｍｅ・ｏｃｔ ２Ｂｒ６として表すことができる。本発明の一実施
形態のＬｉ３ＭｅＣｌ６は、Ｐ６３／ｍｃｍ空間群で表される結晶構造を有することがで
き、Ｍｅ位置の占有率が３３．３３％である場合、結晶構造は、八面体空孔・ｏｃｔ及び
Ｍｅ位置が完全に原子的に不規則である、すなわち、粉末ＸＲＤパターンに基づく１００
％Ｍｅ－空孔不規則性（空孔とＭｅ原子の原子位置が区別できない）を有することができ
る。
【0075】
本明細書の実施形態で述べるように、ハロゲン化物系材料は複数の相を有することがで
きる。原子の不規則性は、相濃度を考慮して決定することができる。例えば、ハロゲン化
物系材料は、対応する従来のハロゲン化物系材料とは異なる第１の空間群によって表され
る結晶構造及びａ％の原子の不規則性を有する第１結晶相（第１結晶相の濃度はｂ重量％
とすることができる）と、第２の空間群によって表される結晶構造及びｃ％の原子の不規
則性を有する第２結晶相（第２相の濃度はｄ重量％である）と、を含むことができる。第
２空間群は、対応する従来のハロゲン化物系材料と同一でも異なっていてもよい。ハロゲ
ン化物系材料は、直鎖状に全く不規則である（ｌｉｎｅａｒ ｔｏｔａｌ ｄｉｓｏｒｄ
ｅｒ）原子の不規則性を有することができる。ＤＬＴは、式ＤＬＴ＝ａ％＊ｂ％＋ｃ％＊
ｄ％によって決定される。理解をさらに助けるために、一例では、第１相は濃度を９０％
とし且つ原子の不規則性を９６％とすることができ、第２相は濃度を１０重量％とし且つ
原子の不規則性を６％とすることができる。ハロゲン化物系材料の原子の不規則性は、Ｄ
ＬＴ＝９０％＊９６％＋１０％＊６％＝８７％である。
きる。原子の不規則性は、相濃度を考慮して決定することができる。例えば、ハロゲン化
物系材料は、対応する従来のハロゲン化物系材料とは異なる第１の空間群によって表され
る結晶構造及びａ％の原子の不規則性を有する第１結晶相（第１結晶相の濃度はｂ重量％
とすることができる）と、第２の空間群によって表される結晶構造及びｃ％の原子の不規
則性を有する第２結晶相（第２相の濃度はｄ重量％である）と、を含むことができる。第
２空間群は、対応する従来のハロゲン化物系材料と同一でも異なっていてもよい。ハロゲ
ン化物系材料は、直鎖状に全く不規則である（ｌｉｎｅａｒ ｔｏｔａｌ ｄｉｓｏｒｄ
ｅｒ）原子の不規則性を有することができる。ＤＬＴは、式ＤＬＴ＝ａ％＊ｂ％＋ｃ％＊
ｄ％によって決定される。理解をさらに助けるために、一例では、第１相は濃度を９０％
とし且つ原子の不規則性を９６％とすることができ、第２相は濃度を１０重量％とし且つ
原子の不規則性を６％とすることができる。ハロゲン化物系材料の原子の不規則性は、Ｄ
ＬＴ＝９０％＊９６％＋１０％＊６％＝８７％である。
【0076】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、Ｍｅ原子と空孔の両方が占有する結晶学的
サイトを含む結晶構造を含み得る。一態様では、結晶学的サイトの多重度を３とすること
ができる。別の態様では、結晶学的サイトはＷｙｃｏｆｆ位置３ａ又は３ｂであり得る。
サイトを含む結晶構造を含み得る。一態様では、結晶学的サイトの多重度を３とすること
ができる。別の態様では、結晶学的サイトはＷｙｃｏｆｆ位置３ａ又は３ｂであり得る。
【0077】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、Ｍｅ原子とＭ原子の両方が占める結晶学的
サイトを含む結晶構造を含み得る。一態様では、原子の不規則性は、Ｙ及びＬｉによる原
子位置の共占有を含み得る。特定の態様では、Ｙ原子の少なくとも５％、少なくとも１０
％、又は少なくとも２０％がＬｉ位置を共占有することができる。別の特定の態様では、
Ｙ原子の最大で５０％、最大で７０％、又は最大で９０％がＬｉ位置を共占有することが
できる。別の特定の態様では、Ｌｉ位置に存在するＹ原子は、結晶構造中のある層から別
の層への幾つかのＹ原子の移動によって生じ得る。そのような原子の不規則性は、ハロゲ
ン化物系材料の第１のＸＲＤピーク強度の低下（例えばわずかな低下）をもたらし得る。
サイトを含む結晶構造を含み得る。一態様では、原子の不規則性は、Ｙ及びＬｉによる原
子位置の共占有を含み得る。特定の態様では、Ｙ原子の少なくとも５％、少なくとも１０
％、又は少なくとも２０％がＬｉ位置を共占有することができる。別の特定の態様では、
Ｙ原子の最大で５０％、最大で７０％、又は最大で９０％がＬｉ位置を共占有することが
できる。別の特定の態様では、Ｌｉ位置に存在するＹ原子は、結晶構造中のある層から別
の層への幾つかのＹ原子の移動によって生じ得る。そのような原子の不規則性は、ハロゲ
ン化物系材料の第１のＸＲＤピーク強度の低下（例えばわずかな低下）をもたらし得る。
【0078】
特定の実施形態では、ＣｕＫ－α線で測定されるハロゲン化物系材料のＸ線回折パター
ンは、対応する従来のハロゲン化物系材料と比較して、１６°～２５°２θの間にピーク
が存在しなくてもよい。そのようなハロゲン化物系材料の特定の例は、Ｌｉ、Ｙ、及びＢ
ｒ（以下「ＬＹＢ」と呼ぶ）を含む化学組成を有することができる。特定の態様では、Ｘ
線回折パターンは、１６°～２５°の２θの間に複数のピークが存在しなくてもよい。別
の特定の態様では、Ｘ線回折パターンは、１６°～２５°の２θの間にピークを本質的に
含まなくてもよい。
ンは、対応する従来のハロゲン化物系材料と比較して、１６°～２５°２θの間にピーク
が存在しなくてもよい。そのようなハロゲン化物系材料の特定の例は、Ｌｉ、Ｙ、及びＢ
ｒ（以下「ＬＹＢ」と呼ぶ）を含む化学組成を有することができる。特定の態様では、Ｘ
線回折パターンは、１６°～２５°の２θの間に複数のピークが存在しなくてもよい。別
の特定の態様では、Ｘ線回折パターンは、１６°～２５°の２θの間にピークを本質的に
含まなくてもよい。
【0079】
ハロゲン化物系材料は、２θの特定の範囲にピークが存在しないＸＲＤパターンを含む
ことができ、化学組成が変化すると範囲が変化し得ることを理解されたい。一実施形態で
は、Ｍｅは別のＭｅ金属によって部分的に置換されてもよく、２θ範囲の変化は、部分的
な置換によって引き起こされる格子定数の変化と逆相関関係にあり得る。例えば、上記実
施形態で述べたＬＹＢ材料の格子定数は、Ｙをよりサイズの大きな別のＭｅイオンで部分
的に置換することにより５％増加する可能性があり、１５．２℃～２３．７５°の２θに
ＸＲＤピークが存在しなくてもよい。別の例では、ＬＹＢ材料の格子定数は、Ｙをよりサ
イズの小さい別のＭｅイオンで部分的に置換することにより７％減少する場合があり、１
７．１２°～２６．７５°の２θにＸＲＤピークが存在しなくてもよい。Ｍｅの部分置換
によって影響され得る格子定数は、Ａ、Ｃ、Ｂ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。
場合により、Ａ及びＣは等しく影響を受け得る。別の例では、Ａ及びＣはわずかに異なる
影響を受け得る。
ことができ、化学組成が変化すると範囲が変化し得ることを理解されたい。一実施形態で
は、Ｍｅは別のＭｅ金属によって部分的に置換されてもよく、２θ範囲の変化は、部分的
な置換によって引き起こされる格子定数の変化と逆相関関係にあり得る。例えば、上記実
施形態で述べたＬＹＢ材料の格子定数は、Ｙをよりサイズの大きな別のＭｅイオンで部分
的に置換することにより５％増加する可能性があり、１５．２℃～２３．７５°の２θに
ＸＲＤピークが存在しなくてもよい。別の例では、ＬＹＢ材料の格子定数は、Ｙをよりサ
イズの小さい別のＭｅイオンで部分的に置換することにより７％減少する場合があり、１
７．１２°～２６．７５°の２θにＸＲＤピークが存在しなくてもよい。Ｍｅの部分置換
によって影響され得る格子定数は、Ａ、Ｃ、Ｂ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。
場合により、Ａ及びＣは等しく影響を受け得る。別の例では、Ａ及びＣはわずかに異なる
影響を受け得る。
【0080】
図１Ａ～図１Ｃを参照すると、図１Ａに示すように、Ｒ－３ｍで表される結晶構造は、
Ｍｅと空孔の位置が不規則である。八面体サイト１６０は、Ｍｅ原子１３０及び空孔１４
０によって占有されている。図示されるように、八面体１６０の１／３はＭｅによって占
められ、２／３は空孔である。この構成は、Ｍｅ空孔の不規則性が比較的高いことを表す
。図１Ｂに示す従来のＣ２／ｍと比較すると、原子位置１６０はほぼ空又はほぼ満杯であ
るから、Ｍｅ原子１３０が１つ及び空孔１４０が２つという順序で、空／空孔（未充填球
）及び充填／占有（部分的に充填された球）サイト内に規則的又は順序付けられたパター
ンを形成する。この配置は、Ｍｅ空孔の不規則性の少なさ（すなわち、１０％未満）を表
す。図１Ｃでは、図示したＣ２／ｍ空間群単位格子は、図１Ｂに示す従来の単位格子より
も体積が小さく、Ｍｅ原子及び空孔は同じ位置、すなわち同じ位置の１／３及び２／３を
それぞれ占める。この構成も、Ｍｅ空孔の不規則性が比較的高いことを表す。
Ｍｅと空孔の位置が不規則である。八面体サイト１６０は、Ｍｅ原子１３０及び空孔１４
０によって占有されている。図示されるように、八面体１６０の１／３はＭｅによって占
められ、２／３は空孔である。この構成は、Ｍｅ空孔の不規則性が比較的高いことを表す
。図１Ｂに示す従来のＣ２／ｍと比較すると、原子位置１６０はほぼ空又はほぼ満杯であ
るから、Ｍｅ原子１３０が１つ及び空孔１４０が２つという順序で、空／空孔（未充填球
）及び充填／占有（部分的に充填された球）サイト内に規則的又は順序付けられたパター
ンを形成する。この配置は、Ｍｅ空孔の不規則性の少なさ（すなわち、１０％未満）を表
す。図１Ｃでは、図示したＣ２／ｍ空間群単位格子は、図１Ｂに示す従来の単位格子より
も体積が小さく、Ｍｅ原子及び空孔は同じ位置、すなわち同じ位置の１／３及び２／３を
それぞれ占める。この構成も、Ｍｅ空孔の不規則性が比較的高いことを表す。
【0081】
図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ図１Ａ及び図１Ｂに示す結晶構造を有する臭化イットリ
ウムリチウムの粉末Ｘ線回折シミュレーションのスペクトルを含む。図６Ｂのスペクトル
と比較して、図６Ａに示すスペクトルは、１６°～２５°２θからピークが無くなってい
ることを示し、これは、Ｒ－３ｍの結晶構造中のＹ位置及び空孔位置が全く不規則である
ことを示す。同様に、図６Ｂのスペクトルと比較すると、図６Ｃに示すスペクトルは、１
６°～２５°２θからピークが無くなっていることを示しており、これは、従来の単斜晶
単位格子よりも約３倍小さい単位格子を有するＣ２／ｍ空間群で表される結晶構造中のＹ
位置及び空孔位置が全く不規則であることを示す。
ウムリチウムの粉末Ｘ線回折シミュレーションのスペクトルを含む。図６Ｂのスペクトル
と比較して、図６Ａに示すスペクトルは、１６°～２５°２θからピークが無くなってい
ることを示し、これは、Ｒ－３ｍの結晶構造中のＹ位置及び空孔位置が全く不規則である
ことを示す。同様に、図６Ｂのスペクトルと比較すると、図６Ｃに示すスペクトルは、１
６°～２５°２θからピークが無くなっていることを示しており、これは、従来の単斜晶
単位格子よりも約３倍小さい単位格子を有するＣ２／ｍ空間群で表される結晶構造中のＹ
位置及び空孔位置が全く不規則であることを示す。
【0082】
図７Ａ～図７Ｅは、結晶構造の異なるＬｉ、Ｙ、Ｃｌを含むハロゲン化物系材料のＸ線
回折シミュレーションのスペクトルを含む。図７Ａは、図２Ａに示すようなＰｎｍａで表
される結晶構造を有するハロゲン化物系材料のシミュレーションスペクトルであり、図７
Ｂは、図２Ｂに示すようなＰ－３ｍ１で表される結晶構造を有するハロゲン化物系材料の
シミュレーションスペクトルである。図７Ｃは、図２Ｃに示すような空間群Ｐ６３／ｍｃ
ｍで表される結晶構造を有するハロゲン化物系材料のシミュレーションスペクトルである
。図２Ａ～図２Ｃを参照すると、Ｐｎｍａ（図２Ａ）又はＰ－３ｍ１（図２Ｂ）で表され
る結晶構造は、Ｙ位置及び空孔位置は規則正しいが、Ｐ６３／ｍｃｍ（図２Ｃ）の結晶構
造は、Ｙ２１０位置及び空孔２２０の位置が線状に不規則である。結晶構造２００及び２
０１の原子順序は、八面体を含む直鎖においてＹ２１０及び空孔２２０が交互且つ規則的
に発生していることによって示される。図２Ｃの原子の不規則性は、八面体を含む直鎖２
３０内において５０％のＹ２１０及び５０％の空孔２２０が完璧に混ざり合っていること
によって示されている。それぞれのＸＲＤパターンにおいて、線状の不規則性は、図７Ａ
及び図７Ｂと比較して、図７Ｃでは１６．５～２７．５°２θからピークが無くなってい
ることによって実証される。
回折シミュレーションのスペクトルを含む。図７Ａは、図２Ａに示すようなＰｎｍａで表
される結晶構造を有するハロゲン化物系材料のシミュレーションスペクトルであり、図７
Ｂは、図２Ｂに示すようなＰ－３ｍ１で表される結晶構造を有するハロゲン化物系材料の
シミュレーションスペクトルである。図７Ｃは、図２Ｃに示すような空間群Ｐ６３／ｍｃ
ｍで表される結晶構造を有するハロゲン化物系材料のシミュレーションスペクトルである
。図２Ａ～図２Ｃを参照すると、Ｐｎｍａ（図２Ａ）又はＰ－３ｍ１（図２Ｂ）で表され
る結晶構造は、Ｙ位置及び空孔位置は規則正しいが、Ｐ６３／ｍｃｍ（図２Ｃ）の結晶構
造は、Ｙ２１０位置及び空孔２２０の位置が線状に不規則である。結晶構造２００及び２
０１の原子順序は、八面体を含む直鎖においてＹ２１０及び空孔２２０が交互且つ規則的
に発生していることによって示される。図２Ｃの原子の不規則性は、八面体を含む直鎖２
３０内において５０％のＹ２１０及び５０％の空孔２２０が完璧に混ざり合っていること
によって示されている。それぞれのＸＲＤパターンにおいて、線状の不規則性は、図７Ａ
及び図７Ｂと比較して、図７Ｃでは１６．５～２７．５°２θからピークが無くなってい
ることによって実証される。
【0083】
図７Ｄは、Ｌｉチャネルへの部分的なＹの移動を含む結晶構造の不規則性を有するハロ
ゲン化物系材料のシミュレーションスペクトルである。一例では、Ｙ原子の少なくとも５
％、少なくとも１０％、又は少なくとも２０％がＬｉチャネルに移動することができる。
図７Ｅは、Ｐ６３／ｍｍｃの結晶構造を有するハロゲン化物系材料のシミュレーションス
ペクトルである。図２Ｄに示すように、さらに図２Ａ及び図２Ｂと比較すると、Ｐ６３／
ｍｍｃの結晶構造２０３では、２４０によって示されるように、ＹがＬｉ原子と完全に混
ざり合っている。特定の例では、ハロゲン化物系材料は塩化イットリウムリチウムであっ
てもよく、また結晶構造の不規則性は、Ｙ位置とＬｉ位置とが完全に混ざり合ったもので
あってもよい。図７Ａ及び図７Ｂに示すスペクトルと比較して、図７Ｃ～図７Ｅのスペク
トルでは、１６．５°～２７．５°２θから１つ以上のピークが無くなっている。特に、
ＸＲＤパターンは、強度が低下していても、又は１５．５°２θ付近の最初のＸＲＤピー
クが完全に無くなっていてもよい。
ゲン化物系材料のシミュレーションスペクトルである。一例では、Ｙ原子の少なくとも５
％、少なくとも１０％、又は少なくとも２０％がＬｉチャネルに移動することができる。
図７Ｅは、Ｐ６３／ｍｍｃの結晶構造を有するハロゲン化物系材料のシミュレーションス
ペクトルである。図２Ｄに示すように、さらに図２Ａ及び図２Ｂと比較すると、Ｐ６３／
ｍｍｃの結晶構造２０３では、２４０によって示されるように、ＹがＬｉ原子と完全に混
ざり合っている。特定の例では、ハロゲン化物系材料は塩化イットリウムリチウムであっ
てもよく、また結晶構造の不規則性は、Ｙ位置とＬｉ位置とが完全に混ざり合ったもので
あってもよい。図７Ａ及び図７Ｂに示すスペクトルと比較して、図７Ｃ～図７Ｅのスペク
トルでは、１６．５°～２７．５°２θから１つ以上のピークが無くなっている。特に、
ＸＲＤパターンは、強度が低下していても、又は１５．５°２θ付近の最初のＸＲＤピー
クが完全に無くなっていてもよい。
【0084】
本明細書の実施形態のハロゲン化物系材料は、本明細書の実施形態で言及される１つ以
上の結晶構造の不規則性、及び平均回折結晶子サイズ、微小な歪み（ｍｉｃｒｏ－ｓｔｒ
ａｉｎ）、補正平均ＦＷＨＭ、結晶学的密度、又はそれらの任意の組合せを含む特定の結
晶化度特性を有することができることは注目に値する。１つ以上の不規則性、１つ以上の
特定の結晶化度特性、又はそれらの任意の組合せは、固体電解質材料の特性の改善を促進
することができる。そのような特性は、イオン伝導性、機械的特性、例えば以下に限定さ
れないが、可塑性、順応性、適合性、可撓性、電気化学的安定性、化学的安定性、熱安定
性、電子抵抗率、粒子形態及び／若しくはサイズ、電極濡れ性等、並びに／又はそれらの
任意の組合せを含み得る。
上の結晶構造の不規則性、及び平均回折結晶子サイズ、微小な歪み（ｍｉｃｒｏ－ｓｔｒ
ａｉｎ）、補正平均ＦＷＨＭ、結晶学的密度、又はそれらの任意の組合せを含む特定の結
晶化度特性を有することができることは注目に値する。１つ以上の不規則性、１つ以上の
特定の結晶化度特性、又はそれらの任意の組合せは、固体電解質材料の特性の改善を促進
することができる。そのような特性は、イオン伝導性、機械的特性、例えば以下に限定さ
れないが、可塑性、順応性、適合性、可撓性、電気化学的安定性、化学的安定性、熱安定
性、電子抵抗率、粒子形態及び／若しくはサイズ、電極濡れ性等、並びに／又はそれらの
任意の組合せを含み得る。
【0085】
別の実施形態では、固体電解質材料は、特定の平均回折結晶子サイズを有するハロゲン
化物系材料を含み得る。平均回折結晶子サイズは、コヒーレントＸ線散乱ドメインサイズ
とも呼ばれ、ハロゲン化物系材料のＸ線回折分析及びシェラー（Ｓｃｈｒｅｒｒｅｒ）の
式Ｌ＝（Ｋλ）／（βｃｏｓθ）（式中、Ｌは平均回折結晶子サイズを表し、Ｋは１に近
い値を有する無次元形状因子であり、０．９～１の典型的な値を有し；λはＸ線波長であ
り；βは、機器による線幅のブロードを差し引いた後の、最大強度（ＦＷＨＭ）の半分の
線幅のブロードをラジアンで表したものであり；θはブラッグ角である）を使用して決定
することができる。
化物系材料を含み得る。平均回折結晶子サイズは、コヒーレントＸ線散乱ドメインサイズ
とも呼ばれ、ハロゲン化物系材料のＸ線回折分析及びシェラー（Ｓｃｈｒｅｒｒｅｒ）の
式Ｌ＝（Ｋλ）／（βｃｏｓθ）（式中、Ｌは平均回折結晶子サイズを表し、Ｋは１に近
い値を有する無次元形状因子であり、０．９～１の典型的な値を有し；λはＸ線波長であ
り；βは、機器による線幅のブロードを差し引いた後の、最大強度（ＦＷＨＭ）の半分の
線幅のブロードをラジアンで表したものであり；θはブラッグ角である）を使用して決定
することができる。
【0086】
一態様では、平均回折結晶子サイズは、少なくとも２０ｎｍ、少なくとも２５ｎｍ、少
なくとも３０ｎｍ、少なくとも３５ｎｍ、又は少なくとも４０ｎｍであり得る。別の態様
では、平均回折結晶子サイズは、最大で５００ｎｍ、最大で４００ｎｍ、最大で３００ｎ
ｍ、最大で２００ｎｍ、又は最大で１００ｎｍであり得る。さらなる態様では、平均回折
結晶子サイズは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内であり得る
。
なくとも３０ｎｍ、少なくとも３５ｎｍ、又は少なくとも４０ｎｍであり得る。別の態様
では、平均回折結晶子サイズは、最大で５００ｎｍ、最大で４００ｎｍ、最大で３００ｎ
ｍ、最大で２００ｎｍ、又は最大で１００ｎｍであり得る。さらなる態様では、平均回折
結晶子サイズは、本明細書に記載の最小値及び最大値のいずれかを含む範囲内であり得る
。
【0087】
さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は微小な歪みを含み得る。微小な歪みεは
、Ｘ線回折分析により検出される無次元パラメータβ＝４εｔａｎθである。一態様では
、微小な歪みは、最大で１％、最大で０．６％、最大で０．３５％、最大で０．２％、又
は最大で０．１％であり得る。別の態様では、微小な歪みが存在しなくてもよい。さらな
る態様では、微小な歪みは、少なくとも０．０５％、少なくとも０．０８％、少なくとも
０．１％、又は少なくとも０．２％等、少なくとも０．００５％であり得る。さらに、ハ
ロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小％及び最大％のいずれかを含む範囲の微小な
歪みを含み得る。
、Ｘ線回折分析により検出される無次元パラメータβ＝４εｔａｎθである。一態様では
、微小な歪みは、最大で１％、最大で０．６％、最大で０．３５％、最大で０．２％、又
は最大で０．１％であり得る。別の態様では、微小な歪みが存在しなくてもよい。さらな
る態様では、微小な歪みは、少なくとも０．０５％、少なくとも０．０８％、少なくとも
０．１％、又は少なくとも０．２％等、少なくとも０．００５％であり得る。さらに、ハ
ロゲン化物系材料は、本明細書に記載の最小％及び最大％のいずれかを含む範囲の微小な
歪みを含み得る。
【0088】
さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は、１０°～８０°の回折角２θの範囲に
わたって平均化された補正ＦＷＨＭ（「補正平均ＦＷＨＭ」と呼ばれる）を含み得る。補
正平均ＦＷＨＭは、測定器によるブロードについて補正された平均ＦＷＨＭを指すことを
意図する。測定器によるブロードは、試験するハロゲン化物系材料と同じ測定条件（回折
計の幾何学的形状、スリット、検出器、又は他のハードウェア及び光学パラメータ）下で
、高結晶性標準市販材料ＬａＢ６（供給業者：ＮＩＳＴ）のＸ線回折パターンを記録する
ことによって決定することができる。標準材料のピークブロードをハロゲン化物系材料の
ピークブロードから差し引いて、回折角２θの関数として補正ＦＷＨＭを得る。一態様で
は、補正平均ＦＷＨＭは、１．５％未満、最大で１．４％、最大で１．２％、最大で１％
、最大で０．８％、又は最大で０．５％であり得る。別の態様では、ハロゲン化物系材料
は、少なくとも０．５％、少なくとも０．８％、又は少なくとも１％の補正平均ＦＷＨＭ
を含み得る。さらに、補正平均ＦＷＨＭは、本明細書に記載の最小％及び最大％のいずれ
かを含む範囲内とすることができる。
わたって平均化された補正ＦＷＨＭ（「補正平均ＦＷＨＭ」と呼ばれる）を含み得る。補
正平均ＦＷＨＭは、測定器によるブロードについて補正された平均ＦＷＨＭを指すことを
意図する。測定器によるブロードは、試験するハロゲン化物系材料と同じ測定条件（回折
計の幾何学的形状、スリット、検出器、又は他のハードウェア及び光学パラメータ）下で
、高結晶性標準市販材料ＬａＢ６（供給業者：ＮＩＳＴ）のＸ線回折パターンを記録する
ことによって決定することができる。標準材料のピークブロードをハロゲン化物系材料の
ピークブロードから差し引いて、回折角２θの関数として補正ＦＷＨＭを得る。一態様で
は、補正平均ＦＷＨＭは、１．５％未満、最大で１．４％、最大で１．２％、最大で１％
、最大で０．８％、又は最大で０．５％であり得る。別の態様では、ハロゲン化物系材料
は、少なくとも０．５％、少なくとも０．８％、又は少なくとも１％の補正平均ＦＷＨＭ
を含み得る。さらに、補正平均ＦＷＨＭは、本明細書に記載の最小％及び最大％のいずれ
かを含む範囲内とすることができる。
【0089】
一実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料は、Ｘ線回折分析によって決定される特定
の結晶学的密度を含み得る。結晶学的密度は、単位格子の質量と体積の比として与えられ
る単位格子の密度である。単位格子の質量は、単位格子内の原子の数と単位格子内の各原
子の質量との積に等しい。一態様では、ハロゲン化物系材料は、理論結晶学的密度の少な
くとも９５％～最大１００％の結晶学的密度を有することができる。別の態様では、ハロ
ゲン化物系電解質材料の結晶学的密度の範囲は、２．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ／ｃｍ３で
あることができる。
の結晶学的密度を含み得る。結晶学的密度は、単位格子の質量と体積の比として与えられ
る単位格子の密度である。単位格子の質量は、単位格子内の原子の数と単位格子内の各原
子の質量との積に等しい。一態様では、ハロゲン化物系材料は、理論結晶学的密度の少な
くとも９５％～最大１００％の結晶学的密度を有することができる。別の態様では、ハロ
ゲン化物系電解質材料の結晶学的密度の範囲は、２．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ／ｃｍ３で
あることができる。
【0090】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料の結晶学的密度の範囲は、ＸがＢｒで
ある場合、３．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ／ｃｍ３又は３．４ｇ／ｃｍ３～３．９ｇ／ｃｍ
３とすることができる。別の特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料の結晶学的
密度の範囲は、ＸがＣｌである場合、２．０ｇ／ｃｍ３～３．２ｇ／ｃｍ３又は２．２ｇ
／ｃｍ３～２．８ｇ／ｃｍ３とすることができる。
ある場合、３．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ／ｃｍ３又は３．４ｇ／ｃｍ３～３．９ｇ／ｃｍ
３とすることができる。別の特定の実施形態では、ハロゲン化物系電解質材料の結晶学的
密度の範囲は、ＸがＣｌである場合、２．０ｇ／ｃｍ３～３．２ｇ／ｃｍ３又は２．２ｇ
／ｃｍ３～２．８ｇ／ｃｍ３とすることができる。
【0091】
図８は、ハロゲン化物系材料８００を含む固体電解質材料の形成プロセスを示す図であ
る。プロセス８００は、ブロック８０２において（ＮＨ４）ｎＭｅｋ＋Ｘｎ＋ｋを形成す
る行程を含み得る。例示的な実施態様では、プロセス８００は、ハロゲン化アンモニウム
、ＮＨ４Ｘ、１つ以上のＭｅ金属化合物、１つ以上のＭ金属化合物、又はそれらの任意の
組合せを含む出発材料を含む反応混合物を形成する行程を含み得る。特定の実装では、金
属化合物は非吸湿性であり得る。金属化合物は、酸化物、炭酸塩、硫化物、硫酸塩、水和
物、水酸化物、シュウ酸塩、酢酸塩、硝酸塩、又はそれらの任意の組合せの形態であり得
る。特定の実例では、出発材料はＭｅ２Ｏｋを含み得る。特定の例では、出発材料は、希
土類酸化物又は水酸化物又は炭酸塩、ＺｒＯ２又はＺｒ（ＯＨ）４又はＺｒ（ＣＯ３）２
又はＺｒ（ＯＨ）２ＣＯ３・ＺｒＯ２又はそれらの任意の組合せのうち１つ以上を含み得
る。
る。プロセス８００は、ブロック８０２において（ＮＨ４）ｎＭｅｋ＋Ｘｎ＋ｋを形成す
る行程を含み得る。例示的な実施態様では、プロセス８００は、ハロゲン化アンモニウム
、ＮＨ４Ｘ、１つ以上のＭｅ金属化合物、１つ以上のＭ金属化合物、又はそれらの任意の
組合せを含む出発材料を含む反応混合物を形成する行程を含み得る。特定の実装では、金
属化合物は非吸湿性であり得る。金属化合物は、酸化物、炭酸塩、硫化物、硫酸塩、水和
物、水酸化物、シュウ酸塩、酢酸塩、硝酸塩、又はそれらの任意の組合せの形態であり得
る。特定の実例では、出発材料はＭｅ２Ｏｋを含み得る。特定の例では、出発材料は、希
土類酸化物又は水酸化物又は炭酸塩、ＺｒＯ２又はＺｒ（ＯＨ）４又はＺｒ（ＣＯ３）２
又はＺｒ（ＯＨ）２ＣＯ３・ＺｒＯ２又はそれらの任意の組合せのうち１つ以上を含み得
る。
【0092】
別の例では、Ｍ金属化合物は、炭酸塩、例えば炭酸リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸セ
シウム、又はそれらの組合せ等を含み得る。
シウム、又はそれらの組合せ等を含み得る。
【0093】
出発材料は、水性、アルコール又は他の極性分子液体溶液中での酸性合成を促進するた
めの酸をさらに含んでもよい。
めの酸をさらに含んでもよい。
【0094】
１つの実例では、金属化合物はＭ個の金属化合物からなり得る。例示的なＭ金属化合物
は、ハロゲン化物（例えば、ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、及びＬｉＣｌ）を含み得る。
は、ハロゲン化物（例えば、ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、及びＬｉＣｌ）を含み得る。
【0095】
出発材料は、化学量論比で、又は非化学量論的なハロゲン化物系材料の形成を可能にす
るように、混合されてもよい。
るように、混合されてもよい。
【0096】
特定の例示的な実装では、ＮＨ４Ｘ、１つ以上の希土類金属酸化物（以下「ＲＥ２Ｏ３
」と呼ぶ）、炭酸リチウム、及び塩酸又は臭化水素酸を含む反応混合物を形成することが
できる。
」と呼ぶ）、炭酸リチウム、及び塩酸又は臭化水素酸を含む反応混合物を形成することが
できる。
【0097】
例示的な実施態様では、プロセス８００は、出発材料間で反応を行う行程を含み得る。
例示的な反応を、水溶液中の出発物質及び反応生成物に注目して以下に示す。
３＊Ｌｉ２ＣＯ３＋ＲＥ２Ｏ３＋１２＊ＨＸ＋６＊ＮＨ４Ｘ－－－＞２＊（ＮＨ４）３
ＲＥＸ６＋３＊ＬｉＸ＋６＊Ｈ２Ｏ＋３＊ＣＯ２
例示的な反応を、水溶液中の出発物質及び反応生成物に注目して以下に示す。
３＊Ｌｉ２ＣＯ３＋ＲＥ２Ｏ３＋１２＊ＨＸ＋６＊ＮＨ４Ｘ－－－＞２＊（ＮＨ４）３
ＲＥＸ６＋３＊ＬｉＸ＋６＊Ｈ２Ｏ＋３＊ＣＯ２
【0098】
本出願を考慮すると、当業者であれば、Ｌｉ２ＣＯ３の代わりに、又はＬｉ２ＣＯ３に
加えて、又はＲＥ２Ｏ３の代わりに、Ｎａ２ＣＯ３又はＮａＣｌ等の異なるアルカリ金属
化合物を使用することができることが分かる。同様に、ＭｇＯ又はＺｒＯ２等の非希土類
元素の酸化物を反応に添加することができる。当業者であればさらに、出発物質が変われ
ばそれに応じて反応生成物が変化し得ることが分かる。
加えて、又はＲＥ２Ｏ３の代わりに、Ｎａ２ＣＯ３又はＮａＣｌ等の異なるアルカリ金属
化合物を使用することができることが分かる。同様に、ＭｇＯ又はＺｒＯ２等の非希土類
元素の酸化物を反応に添加することができる。当業者であればさらに、出発物質が変われ
ばそれに応じて反応生成物が変化し得ることが分かる。
【0099】
例示的な実施態様では、プロセス８００は、水和塩含有ＭｅＸｋ中の水分（すなわち、
水）をＮＨ４Ｘで化学的に置換する行程を含み得る。上に例示した反応を例として使用し
て、水和希土類ハロゲン化物を中間生成物として形成することができ、水和物中の水をＮ
Ｈ４Ｘで置換して（ＮＨ４）３ＲＥＸ６を形成することができる。さらに図示するように
、反応生成物の混合物は、Ｌｉｘ等のハロゲン化アルカリ金属を含む。
水）をＮＨ４Ｘで化学的に置換する行程を含み得る。上に例示した反応を例として使用し
て、水和希土類ハロゲン化物を中間生成物として形成することができ、水和物中の水をＮ
Ｈ４Ｘで置換して（ＮＨ４）３ＲＥＸ６を形成することができる。さらに図示するように
、反応生成物の混合物は、Ｌｉｘ等のハロゲン化アルカリ金属を含む。
【0100】
一実施形態では、プロセス８００は、（ＮＨ４）ｎＭｅｋ＋Ｘｎ＋ｋ及びＬｉＸを含む
混合物を形成する行程を含み得る。特定の態様では、プロセス８００は、（ＮＨ４）ｎＭ
ｅｋ＋Ｘｎ＋ｋ及びＬｉＸを含む均質な混合物を形成する行程を含み得る。
混合物を形成する行程を含み得る。特定の態様では、プロセス８００は、（ＮＨ４）ｎＭ
ｅｋ＋Ｘｎ＋ｋ及びＬｉＸを含む均質な混合物を形成する行程を含み得る。
【0101】
一例では、反応生成物の混合物を濾過してより大きな粒子を除去し、固体状態でのその
後の反応を促進することができる。より大きな粒子としては、出発材料のいずれか、出発
材料の残りの粒子、炭素、又はそれらの任意の組合せに付随する不純物が挙げられる。
後の反応を促進することができる。より大きな粒子としては、出発材料のいずれか、出発
材料の残りの粒子、炭素、又はそれらの任意の組合せに付随する不純物が挙げられる。
【0102】
プロセス８００はブロック８０４に進むことができる。例示的な実施態様では、反応生
成物の混合物を乾燥させて、（ＮＨ４）ｎＭｅｋ＋Ｘｎ＋ｋとアルカリ金属ハロゲン化物
ＭＸとの固体反応を促進することができる。乾燥は、空気若しくは乾燥空気中、及び／又
は、真空若しくは１００ｍｂａｒ、４０ｍｂａｒ、１ｍｂａｒ、さらには０．０１ｍｂａ
ｒ等の減圧下で行うことができる。場合により、水を除去し易くするためにＮ２又はＡｒ
フローを使用することができる。別の例では、水を蒸発させ易くするために熱が加えられ
てもよい。加熱温度は、１００℃～１６０℃とすることができる。乾燥は、混合物中に残
る水が１重量％～３重量％等の微量になるまで行われ得る。
成物の混合物を乾燥させて、（ＮＨ４）ｎＭｅｋ＋Ｘｎ＋ｋとアルカリ金属ハロゲン化物
ＭＸとの固体反応を促進することができる。乾燥は、空気若しくは乾燥空気中、及び／又
は、真空若しくは１００ｍｂａｒ、４０ｍｂａｒ、１ｍｂａｒ、さらには０．０１ｍｂａ
ｒ等の減圧下で行うことができる。場合により、水を除去し易くするためにＮ２又はＡｒ
フローを使用することができる。別の例では、水を蒸発させ易くするために熱が加えられ
てもよい。加熱温度は、１００℃～１６０℃とすることができる。乾燥は、混合物中に残
る水が１重量％～３重量％等の微量になるまで行われ得る。
【0103】
例示的な実施態様では、プロセス８００は、（ＮＨ４）ｎＭｅｋ＋Ｘｎ＋ｋとＭＸとの
固体反応を実行する行程を含み得る。特定の例では、上記の反応生成物を使用して反応を
継続し、（ＮＨ４）３ＲＥＸ６及びＬｉＸの固体反応を行って、（ＮＨ４）ｎＭ３－ＺＭ
ｅｋ＋Ｘ３＋ｎ＋ｋ－ｚを形成することができる。さらなる例では、プロセス１００は、
（ＮＨ４）ｎＭ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３＋ｎ－ｚ＋ｋ＊ｆを形成する行程を含み得る。
固体反応を実行する行程を含み得る。特定の例では、上記の反応生成物を使用して反応を
継続し、（ＮＨ４）３ＲＥＸ６及びＬｉＸの固体反応を行って、（ＮＨ４）ｎＭ３－ＺＭ
ｅｋ＋Ｘ３＋ｎ＋ｋ－ｚを形成することができる。さらなる例では、プロセス１００は、
（ＮＨ４）ｎＭ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３＋ｎ－ｚ＋ｋ＊ｆを形成する行程を含み得る。
【0104】
プロセス８００はブロック８０６に進み、Ｍ３－Ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆを
形成する。例示的な実施態様では、プロセス８００は、ハロゲン化アンモニウムを分解す
る行程を含み得る。例示的な実施態様では、固体溶液は、ハロゲン化アンモニウムの昇華
を可能にするために、少なくとも１５０℃～最大で８００℃の温度で加熱されてもよい。
加熱温度は、ハロゲン化物系材料の組成に基づいて選択することができる。例えば、比較
的揮発性のハロゲン化物系材料の場合、加熱温度は比較的低くすることができる。別の例
では、加熱温度は、溶融温度より少なくとも１５０℃低くてもよく、及び／又は溶融温度
より最大で５０℃高くてもよい。加熱は、反応物及び生成物に対して不活性な材料で作ら
れた坩堝内で行われてもよい。例えば、坩堝は、石英、アルミナ、シリカ－アルミナ、Ｂ
Ｎ、ガラス状炭素、又はグラファイトで作られてもよい。特定の実施態様では、グラファ
イトは、熱分解炭素コーティングを有することができる。加熱は、空気又は乾燥空気等の
乾燥した中性雰囲気で行われてもよい。プロセスを容易にするために、Ｎ２又はＡｒ等の
不活性ガスを使用することができる。加熱は、少なくとも１５分間～最長で１２時間行わ
れてもよい。
形成する。例示的な実施態様では、プロセス８００は、ハロゲン化アンモニウムを分解す
る行程を含み得る。例示的な実施態様では、固体溶液は、ハロゲン化アンモニウムの昇華
を可能にするために、少なくとも１５０℃～最大で８００℃の温度で加熱されてもよい。
加熱温度は、ハロゲン化物系材料の組成に基づいて選択することができる。例えば、比較
的揮発性のハロゲン化物系材料の場合、加熱温度は比較的低くすることができる。別の例
では、加熱温度は、溶融温度より少なくとも１５０℃低くてもよく、及び／又は溶融温度
より最大で５０℃高くてもよい。加熱は、反応物及び生成物に対して不活性な材料で作ら
れた坩堝内で行われてもよい。例えば、坩堝は、石英、アルミナ、シリカ－アルミナ、Ｂ
Ｎ、ガラス状炭素、又はグラファイトで作られてもよい。特定の実施態様では、グラファ
イトは、熱分解炭素コーティングを有することができる。加熱は、空気又は乾燥空気等の
乾燥した中性雰囲気で行われてもよい。プロセスを容易にするために、Ｎ２又はＡｒ等の
不活性ガスを使用することができる。加熱は、少なくとも１５分間～最長で１２時間行わ
れてもよい。
【0105】
例示的な実装では、逃げたＮＨ４Ｘを収集及び計量することによって、ＮＨ４Ｘの昇華
をモニターすることができる。特定の例では、ハロゲン化物系材料がＮＨ４Ｘを本質的に
含まないように、昇華を完了させることができる。別の特定の例では、ある量のＮＨ４Ｘ
がハロゲン化物系材料中に残存し得る。
をモニターすることができる。特定の例では、ハロゲン化物系材料がＮＨ４Ｘを本質的に
含まないように、昇華を完了させることができる。別の特定の例では、ある量のＮＨ４Ｘ
がハロゲン化物系材料中に残存し得る。
【0106】
例示的な実装では、ＮＨ４Ｘの分解後、冷却を行うことができる。例えば、空気中、乾
燥空気中、窒素雰囲気中で冷却を行ってもよい。別の例では、冷却温度は２００℃未満（
例えば最大で１００℃、最大で７０℃、最大で５０℃、又は最大で３０℃等）、又は室温
（例えば、２０～２５℃）であり得る。任意で、冷却し易くするために、Ａｒ又はＮ２を
使用してもよい。
燥空気中、窒素雰囲気中で冷却を行ってもよい。別の例では、冷却温度は２００℃未満（
例えば最大で１００℃、最大で７０℃、最大で５０℃、又は最大で３０℃等）、又は室温
（例えば、２０～２５℃）であり得る。任意で、冷却し易くするために、Ａｒ又はＮ２を
使用してもよい。
【0107】
一実施形態では、ハロゲン化物系材料を形成し易くすることができる特定の冷却速度で
冷却を行うことができる。一例では、冷却速度は１０～１００℃／分であり得る。
冷却を行うことができる。一例では、冷却速度は１０～１００℃／分であり得る。
【0108】
積層欠陥の含有量がより高いハロゲン化物系材料を形成するために、温度サイクルを慎
重に制御すべきであることに留意されたい。例えば、単調ではない冷却又は意図しないア
ニーリングは、積層欠陥の含有量を低下させかねない。意図しないアニーリングとしては
、０．７Ｔｍ未満の温度でのアニーリングが挙げられ、ここで、Ｔｍは、１０分を超える
持続時間にわたるハロゲン化物系材料の融点（ケルビン単位）である。
重に制御すべきであることに留意されたい。例えば、単調ではない冷却又は意図しないア
ニーリングは、積層欠陥の含有量を低下させかねない。意図しないアニーリングとしては
、０．７Ｔｍ未満の温度でのアニーリングが挙げられ、ここで、Ｔｍは、１０分を超える
持続時間にわたるハロゲン化物系材料の融点（ケルビン単位）である。
【0109】
ハロゲン化物系材料を形成するプロセス中に存在し得る酸素含有種（例えば、酸化物、
水酸化物、及び／又は水分）の数を慎重に制御するように注意すべきであることにさらに
留意されたい。過剰な酸素含有種は、ハロゲン化物系材料を使用して形成された電池部品
のイオン伝導度等の特定の性能を低下させ得る不純物相の形成を引き起こす可能性がある
。例えば、固体反応又は溶融反応は、水分１０ｐｐｍ未満の又は酸素レベルの含有量が限
られた中性雰囲気下で行うことができる。さらなる例では、酸又はハロゲン化アンモニウ
ム等のハロゲン化物の化合物（ｈａｌｉｄｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）の初期量は、確実な
収率で複合ハロゲン化物材料を得、金属酸化物又は金属炭酸塩原料に由来する酸素含有相
のレベルをＸＲＤによる検出可能なレベル未満に低下させるために、理論化学バランス式
に基づく化学量論量よりも高くしてもよい（例えば少なくとも１０％より多い等）。
水酸化物、及び／又は水分）の数を慎重に制御するように注意すべきであることにさらに
留意されたい。過剰な酸素含有種は、ハロゲン化物系材料を使用して形成された電池部品
のイオン伝導度等の特定の性能を低下させ得る不純物相の形成を引き起こす可能性がある
。例えば、固体反応又は溶融反応は、水分１０ｐｐｍ未満の又は酸素レベルの含有量が限
られた中性雰囲気下で行うことができる。さらなる例では、酸又はハロゲン化アンモニウ
ム等のハロゲン化物の化合物（ｈａｌｉｄｅ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）の初期量は、確実な
収率で複合ハロゲン化物材料を得、金属酸化物又は金属炭酸塩原料に由来する酸素含有相
のレベルをＸＲＤによる検出可能なレベル未満に低下させるために、理論化学バランス式
に基づく化学量論量よりも高くしてもよい（例えば少なくとも１０％より多い等）。
【0110】
別の実施形態では、ハロゲン化物系材料は、イオン伝導度が改善されたものである。イ
オン伝導度は、室温（すなわち、２０℃～２５℃）で測定することができる。一態様では
、イオン伝導度は、少なくとも０．００１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．０１ｍＳ／ｃｍ、
少なくとも０．１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．４ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．８ｍＳ／ｃ
ｍ、少なくとも１．２ｍＳ／ｃｍ、少なくとも１．８ｍＳ／ｃｍ、又は少なくとも２．２
ｍＳ／ｃｍであり得る。別の態様では、イオン伝導度は、最大で１５ｍＳ／ｃｍ、最大で
１３ｍＳ／ｃｍ、最大で１１ｍＳ／ｃｍ、８ｍＳ／ｃｍ、最大で７．２ｍＳ／ｃｍ、又は
最大で６．２ｍＳ／ｃｍであり得る。さらに、固体電解質は、本明細書に記載の最小値及
び最大値のいずれかを含む範囲のイオン伝導度を有するハロゲン化物系材料を含み得る。
一実施形態では、イオン伝導度は主にバルクであり得る。
オン伝導度は、室温（すなわち、２０℃～２５℃）で測定することができる。一態様では
、イオン伝導度は、少なくとも０．００１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．０１ｍＳ／ｃｍ、
少なくとも０．１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．４ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．８ｍＳ／ｃ
ｍ、少なくとも１．２ｍＳ／ｃｍ、少なくとも１．８ｍＳ／ｃｍ、又は少なくとも２．２
ｍＳ／ｃｍであり得る。別の態様では、イオン伝導度は、最大で１５ｍＳ／ｃｍ、最大で
１３ｍＳ／ｃｍ、最大で１１ｍＳ／ｃｍ、８ｍＳ／ｃｍ、最大で７．２ｍＳ／ｃｍ、又は
最大で６．２ｍＳ／ｃｍであり得る。さらに、固体電解質は、本明細書に記載の最小値及
び最大値のいずれかを含む範囲のイオン伝導度を有するハロゲン化物系材料を含み得る。
一実施形態では、イオン伝導度は主にバルクであり得る。
【0111】
一実施形態では、ハロゲン化物系材料は、対応する従来のハロゲン化物系材料と比較し
て純度が改善されたものである。対応する従来のハロゲン化物系材料は、本明細書の実施
形態に記載のハロゲン化物系材料と同じ式で表すことができるが、本明細書の実施形態に
記載のプロセスとは異なるプロセスによって形成されるハロゲン化物系材料を指すことを
意図している。一実施形態では、ハロゲン化物系材料は、特定の含有量の不純物を含み得
る。例えば、不純物は、ハロゲン化物系材料を形成するプロセスによって形成された副生
成物、又はそれらの任意の組合せを含み得る。不純物は、ハロゲン化物系材料の錯化合物
とは異なる相として存在してもよい。当業者であれば、不純物が比較的多い場合（すなわ
ち、少なくとも０．３重量％）、ハロゲン化物系材料のＸ線回折分析によって不純物相を
検出することができることが分かるであろう。例えば、ハロゲン化物系材料のスペクトル
において不純物相の特徴的なピークが存在し得る。さらなる例では、不純物は、二元ハロ
ゲン化物（例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＹＣｌ３、及び／又はＹＢｒ３）、オキシハロ
ゲン化物（例えば、ＹＯＣｌ及び／又はＹＯＢｒ）、窒化物、又はそれらの任意の組合せ
を含み得る。
て純度が改善されたものである。対応する従来のハロゲン化物系材料は、本明細書の実施
形態に記載のハロゲン化物系材料と同じ式で表すことができるが、本明細書の実施形態に
記載のプロセスとは異なるプロセスによって形成されるハロゲン化物系材料を指すことを
意図している。一実施形態では、ハロゲン化物系材料は、特定の含有量の不純物を含み得
る。例えば、不純物は、ハロゲン化物系材料を形成するプロセスによって形成された副生
成物、又はそれらの任意の組合せを含み得る。不純物は、ハロゲン化物系材料の錯化合物
とは異なる相として存在してもよい。当業者であれば、不純物が比較的多い場合（すなわ
ち、少なくとも０．３重量％）、ハロゲン化物系材料のＸ線回折分析によって不純物相を
検出することができることが分かるであろう。例えば、ハロゲン化物系材料のスペクトル
において不純物相の特徴的なピークが存在し得る。さらなる例では、不純物は、二元ハロ
ゲン化物（例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＹＣｌ３、及び／又はＹＢｒ３）、オキシハロ
ゲン化物（例えば、ＹＯＣｌ及び／又はＹＯＢｒ）、窒化物、又はそれらの任意の組合せ
を含み得る。
【0112】
一実施形態では、ハロゲン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特
性の改善を促進し得る全ての不純物を特定の総含有量で含み得る。一態様では、全ての不
純物の総含有量は、本明細書の実施形態のハロゲン化物系材料の重量に対して最大で１５
重量％を構成し得る。例えば、不純物の総含有量は、錯体金属ハロゲン化物の重量に対し
て最大で１４重量％、例えば、錯体金属ハロゲン化物の重量に対して最大で１３重量％、
最大で１２重量％、最大で１１重量％、最大で１０重量％、最大で９重量％、最大で８重
量％、最大で７重量％、最大で６重量％、最大で５重量％、最大で４重量％、最大で３重
量％、最大で２重量％、最大で１重量％、最大で０．５重量％、最大で０．３重量％、最
大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最
大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で
１０ｐｐｍであってもよい。別の態様では、ハロゲン化物系材料の不純物の総含有量は、
ハロゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料
の重量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍ
であってもよい。別の態様では、不純物の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大
値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
性の改善を促進し得る全ての不純物を特定の総含有量で含み得る。一態様では、全ての不
純物の総含有量は、本明細書の実施形態のハロゲン化物系材料の重量に対して最大で１５
重量％を構成し得る。例えば、不純物の総含有量は、錯体金属ハロゲン化物の重量に対し
て最大で１４重量％、例えば、錯体金属ハロゲン化物の重量に対して最大で１３重量％、
最大で１２重量％、最大で１１重量％、最大で１０重量％、最大で９重量％、最大で８重
量％、最大で７重量％、最大で６重量％、最大で５重量％、最大で４重量％、最大で３重
量％、最大で２重量％、最大で１重量％、最大で０．５重量％、最大で０．３重量％、最
大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最
大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で
１０ｐｐｍであってもよい。別の態様では、ハロゲン化物系材料の不純物の総含有量は、
ハロゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料
の重量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍ
であってもよい。別の態様では、不純物の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大
値のいずれかを含む範囲内とすることができる。
【0113】
不純物相の含有量は、副生成物相（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｐｈａｓｅｓ）に対応する特
徴的な回折ピークの存在により定量分析を行うことにより、ＸＲＤ分析をリートベルト解
析による精密化と組み合わせて決定することができる。リートベルト解析による精密化（
ＲＲ）は、ＸＲＤ図におけるピークの形状及び位置を分析して、２θ角度のわずかな増分
でＸＲＤ回折における２θデータを収集し、ＸＲＤデータを異なる相の比に変換すること
によって、様々な相の寄与を定量的に特定することができる。
徴的な回折ピークの存在により定量分析を行うことにより、ＸＲＤ分析をリートベルト解
析による精密化と組み合わせて決定することができる。リートベルト解析による精密化（
ＲＲ）は、ＸＲＤ図におけるピークの形状及び位置を分析して、２θ角度のわずかな増分
でＸＲＤ回折における２θデータを収集し、ＸＲＤデータを異なる相の比に変換すること
によって、様々な相の寄与を定量的に特定することができる。
【0114】
窒化物系不純物相の場合、特に窒化物系不純物相がモル量又は質量で０．１％未満で存
在する場合、ＬＥＣＯ分析を使用して相の存在を決定し、定量することもできる。ＬＥＣ
Ｏ分析は、試料の燃焼と、沸騰した材料ガスの熱伝導率又は赤外吸収図による窒素（又は
、硫黄、炭素、水素、酸素であってもよい）の存在の分析とに基づいている。
在する場合、ＬＥＣＯ分析を使用して相の存在を決定し、定量することもできる。ＬＥＣ
Ｏ分析は、試料の燃焼と、沸騰した材料ガスの熱伝導率又は赤外吸収図による窒素（又は
、硫黄、炭素、水素、酸素であってもよい）の存在の分析とに基づいている。
【0115】
特定の実施形態では、ハロゲン化物系材料は低レベルの不純物相を含んでもよく、不純
物相は粉末ＸＲＤ分析によって検出されない可能性がある。例えば、ハロゲン化物系材料
のスペクトルにおいて、不純物相の特徴的なピークが識別できない場合がある。当業者で
あれば、最先端の回折計（例えば、Ｒｉｇａｋｕ ＳｍａｒｔＬａｂ又はＢｒｕｋｅｒ
Ｄ２ ＰＨＡＳＥＲ）を使用して、粉末ＸＲＤを実施することができることが分かるであ
ろう。
物相は粉末ＸＲＤ分析によって検出されない可能性がある。例えば、ハロゲン化物系材料
のスペクトルにおいて、不純物相の特徴的なピークが識別できない場合がある。当業者で
あれば、最先端の回折計（例えば、Ｒｉｇａｋｕ ＳｍａｒｔＬａｂ又はＢｒｕｋｅｒ
Ｄ２ ＰＨＡＳＥＲ）を使用して、粉末ＸＲＤを実施することができることが分かるであ
ろう。
【0116】
一実施形態では、不純物は、金属窒化物、金属酸窒化物、金属炭素窒化物、又はそれら
の任意の組合せを含む窒化物系化合物を含み得る。さらなる実施形態では、ハロゲン化物
系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る特定の総含
有量の化物系不純物相を含んでもよい。一態様では、窒化物系不純物相の総含有量は、ハ
ロゲン化物系材料の重量に対して最大で０．５重量％、例えば錯体金属ハロゲン化物の重
量に対して最大で０．３重量％、最大で０．２重量％、最大で０．１重量％、最大で５０
０ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐ
ｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で１０ｐｐｍであってよい。別の
態様では、窒化物系不純物相の総含有量は、複合金属ハロゲン化物の重量に対して少なく
とも０．２ｐｐｍ、例えば複合金属ハロゲン化物の重量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ
、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍであってよい。さらなる態様では、窒化
物系不純物相の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大値のいずれかを含む範囲内
であってよい。
の任意の組合せを含む窒化物系化合物を含み得る。さらなる実施形態では、ハロゲン化物
系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る特定の総含
有量の化物系不純物相を含んでもよい。一態様では、窒化物系不純物相の総含有量は、ハ
ロゲン化物系材料の重量に対して最大で０．５重量％、例えば錯体金属ハロゲン化物の重
量に対して最大で０．３重量％、最大で０．２重量％、最大で０．１重量％、最大で５０
０ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐ
ｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で１０ｐｐｍであってよい。別の
態様では、窒化物系不純物相の総含有量は、複合金属ハロゲン化物の重量に対して少なく
とも０．２ｐｐｍ、例えば複合金属ハロゲン化物の重量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ
、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍであってよい。さらなる態様では、窒化
物系不純物相の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大値のいずれかを含む範囲内
であってよい。
【0117】
一実施形態において、ハロゲン化物系材料は、ハロゲン化アルカリ金属（ＭＸ）を含む
不純物を含んでもよい。ＭＸの特定の例は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、
ＮａＢｒ、ＣｓＢｒ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。別の実施形態では、ハロゲ
ン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る特定
の含有量のＭＸを含み得る。一態様では、ＭＸ相の総含有量は、ハロゲン化物系材料の重
量に対して、最大で１０重量％、例えばハロゲン化物系材料の重量に対して、最大で９重
量％、最大で８重量％、最大で７重量％、最大で６重量％、最大で５重量％、最大で４重
量％、最大で３重量％、最大で２重量％、最大で１重量％、最大で０．５重量％、最大で
０．３重量％、最大で０．２重量％、最大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で
３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０
ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で１０ｐｐｍであってよい。別の態様では、ＭＸ相
の総含有量は、ハロゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロ
ゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少な
くとも２ｐｐｍであってよい。別の態様では、ＭＸ相の総含有量は、本明細書に記載の最
小値又は最大値のいずれかを含む範囲内であってよい。
不純物を含んでもよい。ＭＸの特定の例は、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＮａＣｌ、ＣｓＣｌ、
ＮａＢｒ、ＣｓＢｒ、又はそれらの任意の組合せを含み得る。別の実施形態では、ハロゲ
ン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る特定
の含有量のＭＸを含み得る。一態様では、ＭＸ相の総含有量は、ハロゲン化物系材料の重
量に対して、最大で１０重量％、例えばハロゲン化物系材料の重量に対して、最大で９重
量％、最大で８重量％、最大で７重量％、最大で６重量％、最大で５重量％、最大で４重
量％、最大で３重量％、最大で２重量％、最大で１重量％、最大で０．５重量％、最大で
０．３重量％、最大で０．２重量％、最大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で
３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０
ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で１０ｐｐｍであってよい。別の態様では、ＭＸ相
の総含有量は、ハロゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロ
ゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少な
くとも２ｐｐｍであってよい。別の態様では、ＭＸ相の総含有量は、本明細書に記載の最
小値又は最大値のいずれかを含む範囲内であってよい。
【0118】
一実施形態において、ハロゲン化物系材料は、金属オキシハライド（ＭｅＯＸ）を含む
不純物を含んでいてもよい。ＭｅＯＸの例としては、希土類オキシハライドが挙げられる
。さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は
結晶特性の改善を促進し得るＭｅＯＸの総含有量を含み得る。一態様では、ＭｅＯＸの総
含有量は、錯体金属ハロゲン化物の重量に対して最大で５重量％、例えばハロゲン化物系
材料の重量に対して最大で４重量％、最大で３重量％、最大で２重量％、最大で１重量％
、最大で０．５重量％、最大で０．３重量％、最大で０．２重量％、最大で０．１重量％
、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、
最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で１０ｐｐｍ等、で
あってもよい。別の態様では、ＭｅＯＸ相の含有量は、錯体金属ハロゲン化物の重量に対
して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．
５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍであってよい。別の態様では、
ＭｅＯＸ相の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大値のいずれかを含む範囲内で
あってよい。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、ＭｅＯＸを本質的に含まなくても
よい。
不純物を含んでいてもよい。ＭｅＯＸの例としては、希土類オキシハライドが挙げられる
。さらなる実施形態では、ハロゲン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は
結晶特性の改善を促進し得るＭｅＯＸの総含有量を含み得る。一態様では、ＭｅＯＸの総
含有量は、錯体金属ハロゲン化物の重量に対して最大で５重量％、例えばハロゲン化物系
材料の重量に対して最大で４重量％、最大で３重量％、最大で２重量％、最大で１重量％
、最大で０．５重量％、最大で０．３重量％、最大で０．２重量％、最大で０．１重量％
、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、
最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、又は最大で１０ｐｐｍ等、で
あってもよい。別の態様では、ＭｅＯＸ相の含有量は、錯体金属ハロゲン化物の重量に対
して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．
５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍであってよい。別の態様では、
ＭｅＯＸ相の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大値のいずれかを含む範囲内で
あってよい。特定の態様では、ハロゲン化物系材料は、ＭｅＯＸを本質的に含まなくても
よい。
【0119】
一実施形態では、ハロゲン化物系材料は、金属窒化物、ＭｅｘＮｋを含む不純物を含み
得る。ＭｅｘＮｋの例としては、希土類窒化物が挙げられる。さらなる実施形態では、ハ
ロゲン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る
、特定の総含有量のＭｅｘＮｋ相を含み得る。一態様では、ＭｅｘＮｋの総含有量は、ハ
ロゲン化物系材料の重量に対して最大で０．３重量％、例えば、ハロゲン化物系材料の重
量に対して最大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１０
０ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ
、又は最大で１０ｐｐｍ等であってよい。別の態様では、ＭｅｘＮｋ相の含有量は、ハロ
ゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料の重
量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍ等で
あってよい。別の態様では、ＭｅｘＮｋ相の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最
大値のいずれかを含む範囲内であってよい。
得る。ＭｅｘＮｋの例としては、希土類窒化物が挙げられる。さらなる実施形態では、ハ
ロゲン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る
、特定の総含有量のＭｅｘＮｋ相を含み得る。一態様では、ＭｅｘＮｋの総含有量は、ハ
ロゲン化物系材料の重量に対して最大で０．３重量％、例えば、ハロゲン化物系材料の重
量に対して最大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１０
０ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ
、又は最大で１０ｐｐｍ等であってよい。別の態様では、ＭｅｘＮｋ相の含有量は、ハロ
ゲン化物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料の重
量に対して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍ等で
あってよい。別の態様では、ＭｅｘＮｋ相の総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最
大値のいずれかを含む範囲内であってよい。
【0120】
一実施形態では、ハロゲン化物系材料は、金属窒化物ＭｘＮを含む不純物を含み得る。
ＭｘＮの例としては、アルカリ金属窒化物が挙げられる。さらなる実施形態では、ハロゲ
ン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る、特
定の総含有量のＭｘＮ相を含み得る。一態様では、金属窒化物ＭｘＮの総含有量は、ハロ
ゲン化物系材料の重量に対して最大で０．３重量％、例えば、ハロゲン化物系材料の重量
に対して最大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００
ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、
又は最大で１０ｐｐｍ等であってよい。別の態様では、ＭｘＮの総含有量は、ハロゲン化
物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料の重量に対
して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍ等であって
よい。別の態様では、ＭｘＮの総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大値のいずれ
かを含む範囲内であってよい。
ＭｘＮの例としては、アルカリ金属窒化物が挙げられる。さらなる実施形態では、ハロゲ
ン化物系材料は、ハロゲン化物系材料の特性及び／又は結晶特性の改善を促進し得る、特
定の総含有量のＭｘＮ相を含み得る。一態様では、金属窒化物ＭｘＮの総含有量は、ハロ
ゲン化物系材料の重量に対して最大で０．３重量％、例えば、ハロゲン化物系材料の重量
に対して最大で０．１重量％、最大で５００ｐｐｍ、最大で３００ｐｐｍ、最大で１００
ｐｐｍ、最大で５０ｐｐｍ、最大で４０ｐｐｍ、最大で３０ｐｐｍ、最大で２０ｐｐｍ、
又は最大で１０ｐｐｍ等であってよい。別の態様では、ＭｘＮの総含有量は、ハロゲン化
物系材料の重量に対して少なくとも０．２ｐｐｍ、例えばハロゲン化物系材料の重量に対
して少なくとも０．５ｐｐｍ、少なくとも１ｐｐｍ、又は少なくとも２ｐｐｍ等であって
よい。別の態様では、ＭｘＮの総含有量は、本明細書に記載の最小値又は最大値のいずれ
かを含む範囲内であってよい。
【0121】
多くの異なる態様及び実施形態が可能である。これらの態様及び実施形態の幾つかを本
明細書に記載する。本明細書を読み終えれば、当業者は、それらの態様及び実施形態が単
なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではないことが分かるであろう。実施形
態は、以下に列挙される実施形態のいずれか１つ以上に従うことができる。
明細書に記載する。本明細書を読み終えれば、当業者は、それらの態様及び実施形態が単
なる例示にすぎず、本発明の範囲を限定するものではないことが分かるであろう。実施形
態は、以下に列挙される実施形態のいずれか１つ以上に従うことができる。
【0122】
実施形態
実施形態１．固体電解質材料であって、
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；Ｘはハロゲンを含む）と、
少なくとも２０％の積層欠陥を含む結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
実施形態１．固体電解質材料であって、
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；Ｘはハロゲンを含む）と、
少なくとも２０％の積層欠陥を含む結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【0123】
実施形態２．結晶構造がＣ２／ｍ空間群で表される、実施形態１に記載の固体電解質材
料。
料。
【0124】
実施形態３．固体電解質材料であって、
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３；２≦ｋ＜６；０≦ｆ
≦１；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価の金属元素、４価の
金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組合せを含み；Ｘはハ
ロゲンを含む）と、
菱面体晶系空間群で表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３；２≦ｋ＜６；０≦ｆ
≦１；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価の金属元素、４価の
金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組合せを含み；Ｘはハ
ロゲンを含む）と、
菱面体晶系空間群で表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【0125】
実施形態４．Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、実施形態３に記
載の固体電解質材料。
載の固体電解質材料。
【0126】
実施形態５．Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相から本質的になる、実施
形態３～４のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
形態３～４のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0127】
実施形態６．固体電解質材料であって、
Ｘ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３ーｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；Ｘはハロゲンを含む）と、
六方晶系空間群で表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
Ｘ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３ーｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；Ｘはハロゲンを含む）と、
六方晶系空間群で表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【0128】
実施形態７．Ｐ６３／ｍｃｍ又はＰ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造を含む結晶
相を含む、実施形態６に記載の固体電解質。
相を含む、実施形態６に記載の固体電解質。
【0129】
実施形態８．Ｐ６３／ｍｃｍ又はＰ６３／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造を含む結晶
相から本質的になる、実施形態６又は７に記載の固体電解質材料。
相から本質的になる、実施形態６又は７に記載の固体電解質材料。
【0130】
実施形態９．Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、
実施形態１、３又は６に記載の固体電解質材料。
実施形態１、３又は６に記載の固体電解質材料。
【0131】
実施形態１０．Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａ空間群で表される結晶構造を含む結晶相の濃度
が、最大で７０重量％、最大で５０重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大
で８重量％、又は最大で５重量％である、実施形態９に記載の固体電解質材料。
が、最大で７０重量％、最大で５０重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大
で８重量％、又は最大で５重量％である、実施形態９に記載の固体電解質材料。
【0132】
実施形態１１．Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａ空間群で表される結晶構造を含む結晶相の濃度
が、少なくとも１重量％、少なくとも４重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも２５
重量％、少なくとも５０重量％、又は少なくとも７０重量％である、実施形態９又は１０
に記載の固体電解質材料。
が、少なくとも１重量％、少なくとも４重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも２５
重量％、少なくとも５０重量％、又は少なくとも７０重量％である、実施形態９又は１０
に記載の固体電解質材料。
【0133】
実施形態１２．固体電解質材料であって、
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；及びＸはハロゲンを含む）と、
３～５個のハロゲン化物の原子（ｈａｌｉｄｅ ａｔｏｍｓ）を含む単位格子を有する
単斜晶系空間群によって表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
Ｍ３－ｚ（Ｍｅｋ＋）ｆＸ３－ｚ＋ｋ＊ｆ（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６で
あり；０≦ｆ≦１であり；Ｍはアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、２価の金属元素、３価
の金属元素、４価の金属元素、５価の金属元素、６価の金属元素、又はそれらの任意の組
合せを含み；及びＸはハロゲンを含む）と、
３～５個のハロゲン化物の原子（ｈａｌｉｄｅ ａｔｏｍｓ）を含む単位格子を有する
単斜晶系空間群によって表される結晶構造と、
を含む、固体電解質材料。
【0134】
実施形態１３．Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、実施形態１、
３、６、１２のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
３、６、１２のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0135】
実施形態１４．Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相の濃度が、最大で７０
重量％、最大で５０重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大で８重量％、又
は最大で５重量％である、実施形態１３に記載の固体電解質材料。
重量％、最大で５０重量％、最大で２５重量％、最大で１５重量％、最大で８重量％、又
は最大で５重量％である、実施形態１３に記載の固体電解質材料。
【0136】
実施形態１５．Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相の濃度が、少なくとも
１重量％、少なくとも４重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも２５重量％、少なく
とも５０重量％、又は少なくとも７０重量％である、実施形態１３又は１４に記載の固体
電解質材料。
１重量％、少なくとも４重量％、少なくとも１０重量％、少なくとも２５重量％、少なく
とも５０重量％、又は少なくとも７０重量％である、実施形態１３又は１４に記載の固体
電解質材料。
【0137】
実施形態１６．層状原子配列を含む、実施形態１～１５のいずれか１つに記載の固体電
解質材料。
解質材料。
【0138】
実施形態１７．Ａが単位格子定数ａの値を表し、Ｂが単位格子定数ｂの値を表し、Ａ＝
Ｂである、実施形態３～８のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
Ｂである、実施形態３～８のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0139】
実施形態１８．Ａが単位格子定数ａの値を表し、Ｂが単位格子定数ｂの値を表し、Ａ又
はＢ又はその両方が少なくとも３．０オングストローム、又は少なくとも３．３オングス
トローム、又は少なくとも３．６オングストローム、又は少なくとも３．９オングストロ
ームである、実施形態３～５及び１７のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
はＢ又はその両方が少なくとも３．０オングストローム、又は少なくとも３．３オングス
トローム、又は少なくとも３．６オングストローム、又は少なくとも３．９オングストロ
ームである、実施形態３～５及び１７のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0140】
実施形態１９．Ａ又はＢ又はその両方が、最大で４．８オングストローム、又は最大で
４．６オングストローム、又は最大で４．３オングストローム、又は最大で４．２オング
ストローム、又は最大で４．０オングストロームである、実施形態３～５、１７及び１８
に記載の固体電解質材料。
４．６オングストローム、又は最大で４．３オングストローム、又は最大で４．２オング
ストローム、又は最大で４．０オングストロームである、実施形態３～５、１７及び１８
に記載の固体電解質材料。
【0141】
実施形態２０．Ｃが単位格子定数ｃの値を表し、Ｃが少なくとも１７オングストローム
、少なくとも１８オングストローム、又は少なくとも１９オングストロームである、実施
形態３～５及び１７～１９のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
、少なくとも１８オングストローム、又は少なくとも１９オングストロームである、実施
形態３～５及び１７～１９のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0142】
実施形態２１．Ｃが最大で２１オングストローム、最大で２０．２オングストローム、
又は最大で１９．５オングストロームである、実施形態３～５及び１７～２０のいずれか
１つに記載の固体電解質材料。
又は最大で１９．５オングストロームである、実施形態３～５及び１７～２０のいずれか
１つに記載の固体電解質材料。
【0143】
実施形態２２．Ａが単位格子定数ａの値を表し、Ｂが単位格子定数ｂの値を表し、Ａ又
はＢ又はその両方が少なくとも５．０オングストローム、又は少なくとも５．５オングス
トローム、又は少なくとも６．１オングストローム、又は少なくとも６．３オングストロ
ームである、実施形態６～８のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
はＢ又はその両方が少なくとも５．０オングストローム、又は少なくとも５．５オングス
トローム、又は少なくとも６．１オングストローム、又は少なくとも６．３オングストロ
ームである、実施形態６～８のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0144】
実施形態２３．Ａ又はＢ又はその両方が、最大で８オングストローム、又は最大で７．
５オングストローム、又は最大で７．０オングストローム、又は最大で６．５オングスト
ロームである、実施形態６～８及び２２に記載の固体電解質材料。
５オングストローム、又は最大で７．０オングストローム、又は最大で６．５オングスト
ロームである、実施形態６～８及び２２に記載の固体電解質材料。
【0145】
実施形態２４．Ｃが単位格子定数ｃの値を表し、Ｃが少なくとも４．８オングストロー
ム、少なくとも５．３オングストローム、少なくとも５．７オングストローム、又は少な
くとも６．０オングストロームである、実施形態６～８、２２及び２３のいずれか１つに
記載の固体電解質材料。
ム、少なくとも５．３オングストローム、少なくとも５．７オングストローム、又は少な
くとも６．０オングストロームである、実施形態６～８、２２及び２３のいずれか１つに
記載の固体電解質材料。
【0146】
実施形態２５．Ｃが最大で６．９オングストローム、最大で６．４オングストローム、
又は最大で６．１オングストロームである、実施形態６～８及び２２～２４のいずれか１
つに記載の固体電解質材料。
又は最大で６．１オングストロームである、実施形態６～８及び２２～２４のいずれか１
つに記載の固体電解質材料。
【0147】
実施形態２６．実施形態３～８のいずれか１つに記載の固体電解質材料であって、単位
格子体積Ｖを含み、Ｖは少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方
オングストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オン
グストローム、少なくとも２６０立方オングストロームである、固体電解質材料。
格子体積Ｖを含み、Ｖは少なくとも２００立方オングストローム、少なくとも２１０立方
オングストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、少なくとも２５０立方オン
グストローム、少なくとも２６０立方オングストロームである、固体電解質材料。
【0148】
実施形態２７．実施形態３～８のいずれか１つに記載の固体電解質材料であり、単位格
子体積Ｖを含み、Ｖは最大で２９０立方オングストローム、最大で２７５立方オングスト
ローム、最大で２５０立方オングストローム、最大で２３０立方オングストローム、又は
最大で２２０立方オングストロームである、固体電解質材料。
子体積Ｖを含み、Ｖは最大で２９０立方オングストローム、最大で２７５立方オングスト
ローム、最大で２５０立方オングストローム、最大で２３０立方オングストローム、又は
最大で２２０立方オングストロームである、固体電解質材料。
【0149】
実施形態２８．式単位ＦＵと、ＦＵ毎に正規化された単位格子体積ＶＮ／ＦＵとを含み
、ＶＮ／ＦＵ＝Ｖ／ＦＵであり、ＶＮ／ＦＵは少なくとも２００立方オングストローム、
少なくとも２１０立方オングストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、又は
少なくとも２５０立方オングストロームである、実施形態１～２７のいずれか１つに記載
の固体電解質材料。
、ＶＮ／ＦＵ＝Ｖ／ＦＵであり、ＶＮ／ＦＵは少なくとも２００立方オングストローム、
少なくとも２１０立方オングストローム、少なくとも２３０立方オングストローム、又は
少なくとも２５０立方オングストロームである、実施形態１～２７のいずれか１つに記載
の固体電解質材料。
【0150】
実施形態２９．式単位ＦＵと、ＦＵ毎に正規化された単位格子体積ＶＮ／ＦＵとを含み
、ＶＮ／ＦＵ＝Ｖ／ＮＦＵ及びＮＦＵは式単位の数を表し、ＶＮ／ＦＵは最大で２９０立
方オングストローム、最大で２７５立方オングストローム、最大で２７０立方オングスト
ローム又は最大で２６８立方オングストロームである、実施形態１～２８のいずれか１つ
に記載の固体電解質材料。
、ＶＮ／ＦＵ＝Ｖ／ＮＦＵ及びＮＦＵは式単位の数を表し、ＶＮ／ＦＵは最大で２９０立
方オングストローム、最大で２７５立方オングストローム、最大で２７０立方オングスト
ローム又は最大で２６８立方オングストロームである、実施形態１～２８のいずれか１つ
に記載の固体電解質材料。
【0151】
実施形態３０．ハロゲンの原子毎に正規化された単位格子体積ＶＮ／ＡＡを含み、ＶＮ
／ＡＡ＝Ｖ／ＡＡ及びＡＡは、ＶＮ／ＡＡが少なくとも３０立方オングストローム、少な
くとも３４立方オングストローム、少なくとも３８立方オングストローム、又は少なくと
も４２立方オングストロームである、実施形態１～２９のいずれか１つに記載の固体電解
質材料。
／ＡＡ＝Ｖ／ＡＡ及びＡＡは、ＶＮ／ＡＡが少なくとも３０立方オングストローム、少な
くとも３４立方オングストローム、少なくとも３８立方オングストローム、又は少なくと
も４２立方オングストロームである、実施形態１～２９のいずれか１つに記載の固体電解
質材料。
【0152】
実施形態３１．ハロゲンの原子当たり正規化された単位格子体積ＶＮ／ＡＡを含み、Ｖ
Ｎ／ＡＡ＝Ｖ／ＡＡ及びＡＡは、ＶＮ／ＡＡが最大で５０立方オングストローム、最大で
４６立方オングストローム、最大で４２立方オングストローム、最大で３８立方オングス
トロームである、実施形態１～３０のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
Ｎ／ＡＡ＝Ｖ／ＡＡ及びＡＡは、ＶＮ／ＡＡが最大で５０立方オングストローム、最大で
４６立方オングストローム、最大で４２立方オングストローム、最大で３８立方オングス
トロームである、実施形態１～３０のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0153】
実施形態３２．平均回折結晶子サイズが、少なくとも２０ｎｍ、少なくとも２５ｎｍ、
少なくとも３０ｎｍ、少なくとも３５ｎｍ、又は少なくとも４０ｎｍである、実施形態１
～３１のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
少なくとも３０ｎｍ、少なくとも３５ｎｍ、又は少なくとも４０ｎｍである、実施形態１
～３１のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0154】
実施形態３３．平均回折結晶子サイズが、最大で５００ｎｍ、最大で４００ｎｍ、最大
で３００ｎｍ、最大で２００ｎｍ、又は最大で１００ｎｍである、実施形態１～３２のい
ずれか１つに記載の固体電解質材料。
で３００ｎｍ、最大で２００ｎｍ、又は最大で１００ｎｍである、実施形態１～３２のい
ずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0155】
実施形態３４．微小な歪みが、最大で１％、最大で０．６％、最大で０．３５％、最大
で０．２％、又は最大で０．１％である、実施形態１～３３のいずれか１つに記載の固体
電解質材料。
で０．２％、又は最大で０．１％である、実施形態１～３３のいずれか１つに記載の固体
電解質材料。
【0156】
実施形態３５．補正平均ＦＷＨＭが１．５％未満、最大で１．４％、最大で１．２％、
最大で１％、最大で０．８％、又は最大で０．５％である、実施形態１～３４のいずれか
１つに記載の固体電解質材料。
最大で１％、最大で０．８％、又は最大で０．５％である、実施形態１～３４のいずれか
１つに記載の固体電解質材料。
【0157】
実施形態３６．補正平均ＦＷＨＭが少なくとも０．５％、少なくとも０．８％、又は少
なくとも１である、実施形態１～３５のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
なくとも１である、実施形態１～３５のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0158】
実施形態３７．結晶学的密度が２．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ／ｃｍ３の範囲内である、
実施形態１～３６のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
実施形態１～３６のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0159】
実施形態３８．実施形態３７に記載の固体電解質材料であって、
ＸがＢｒである場合、固体電解質材料の結晶学的密度は、３．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ
／ｃｍ３又は３．４ｇ／ｃｍ３～３．９ｇ／ｃｍ３の範囲であり、又は、
ＸがＣｌである場合、固体電解質材料の結晶学的密度は、２．０ｇ／ｃｍ３～３．２ｇ
／ｃｍ３又は２．２ｇ／ｃｍ３～２．８ｇ／ｃｍ３の範囲である、
固体電解質材料。
ＸがＢｒである場合、固体電解質材料の結晶学的密度は、３．０ｇ／ｃｍ３～４．２ｇ
／ｃｍ３又は３．４ｇ／ｃｍ３～３．９ｇ／ｃｍ３の範囲であり、又は、
ＸがＣｌである場合、固体電解質材料の結晶学的密度は、２．０ｇ／ｃｍ３～３．２ｇ
／ｃｍ３又は２．２ｇ／ｃｍ３～２．８ｇ／ｃｍ３の範囲である、
固体電解質材料。
【0160】
実施形態３９．例１～３８のいずれか１つに記載の固体電解質材料であって、結晶構造
が、
原子的に不規則な空孔及びＭｅ原子；
不規則なＸ１及びＸ２原子（Ｘ１及びＸ２は２つの異なるハロゲン原子を表す）；
不規則な空孔位置及びＭ原子；
不規則なＭ及びＭｅ原子；
不規則なＭ、Ｍｅ及び空孔原子；又は
それらの任意の組合せ、
を含む、固体電解質材料。
が、
原子的に不規則な空孔及びＭｅ原子；
不規則なＸ１及びＸ２原子（Ｘ１及びＸ２は２つの異なるハロゲン原子を表す）；
不規則な空孔位置及びＭ原子；
不規則なＭ及びＭｅ原子；
不規則なＭ、Ｍｅ及び空孔原子；又は
それらの任意の組合せ、
を含む、固体電解質材料。
【0161】
実施形態４０：原子的に不規則な空孔及びＭｅ原子が、原子層又は線状の原子鎖におい
て部分的に不規則である、実施形態３９に記載の固体電解質材料。
て部分的に不規則である、実施形態３９に記載の固体電解質材料。
【0162】
実施形態４１．実施形態１～９及び２０のいずれか１つに記載の固体電解質材料であっ
て、原子の不規則性が、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少な
くとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％である、固
体電解質材料。
て、原子の不規則性が、少なくとも１０％、少なくとも２０％、少なくとも３０％、少な
くとも４０％、少なくとも６０％、少なくとも８０％、又は少なくとも９０％である、固
体電解質材料。
【0163】
実施形態４２．結晶構造が、Ｍｅ原子及び空孔の両方により占有される結晶学的サイト
を含む、実施形態１～４１のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
を含む、実施形態１～４１のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0164】
実施形態４３．結晶学的サイトの多重度が３である、実施形態４２に記載の固体電解質
材料。
材料。
【0165】
実施形態４４．結晶学的サイトがＷｙｃｏｆｆ位置３ａ又は３ｂである、実施形態４２
又は４３に記載の固体電解質材料。
又は４３に記載の固体電解質材料。
【0166】
実施形態４５．ＣｕＫα線で測定されるＸ線回折パターンにおいて、１６°～２５°２
θの間にピークが存在しない、実施形態１～４４のいずれか１つに記載の固体電解質材料
。
θの間にピークが存在しない、実施形態１～４４のいずれか１つに記載の固体電解質材料
。
【0167】
実施形態４６．ＭがＬｉ又はＮａの少なくとも一方を含む、実施形態１～４５のいずれ
か１つに記載の固体電解質材料。
か１つに記載の固体電解質材料。
【0168】
実施形態４７．ＭがＬｉを含む、実施形態１～４６のいずれか１つに記載の固体電解質
材料。
材料。
【0169】
実施形態４８．Ｍｅが、アルカリ土類金属元素、３ｄ遷移金属、Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｂ
ｉ、Ａｌ、Ｇａ、又はそれらの任意の組合せを含む、実施形態１～４７のいずれか１つに
記載の固体電解質材料。
ｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｉｎ、Ｂ
ｉ、Ａｌ、Ｇａ、又はそれらの任意の組合せを含む、実施形態１～４７のいずれか１つに
記載の固体電解質材料。
【0170】
実施形態４９．Ｍｅが希土類元素、Ｚｒ、Ｓｎ、又はそれらの任意の組合せを含む、実
施形態１～４８のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
施形態１～４８のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0171】
実施形態５０．Ｍｅが、Ｙ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｒ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｙｂ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ｚｎ
、Ｓｎ、又はそれらの任意の組合せを含む、実施形態１～４９のいずれか１つに記載の固
体電解質材料。
、Ｓｎ、又はそれらの任意の組合せを含む、実施形態１～４９のいずれか１つに記載の固
体電解質材料。
【0172】
実施形態５１．ＭｅがＹを含む、実施形態１～５０のいずれか１つに記載の固体電解質
材料。
材料。
【0173】
実施形態５２．Ｘが、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ、又はそれらの任意の組合せを含む、実施形
態１～５１のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
態１～５１のいずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0174】
実施形態５３．Ｘが、Ｃｌ、Ｂｒ、又はそれらの組合せを含む、実施形態１～５２のい
ずれか１つに記載の固体電解質材料。
ずれか１つに記載の固体電解質材料。
【0175】
実施形態５４．ＸがＢｒを含む、実施形態１～５３のいずれか１つに記載の固体電解質
材料。
材料。
【0176】
実施形態５５．Ｌｉ、Ｙ、Ｃｌ、及びＢｒからなる、実施形態１～５４のいずれか１つ
に記載の固体電解質材料。
に記載の固体電解質材料。
【0177】
実施形態５６．結晶構造が、少なくとも２０％の積層欠陥、少なくとも３０％、少なく
とも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０
％、又は少なくとも９０％の積層欠陥を含む、実施形態１～５５のいずれか１つに記載の
固体電解質材料。
とも４０％、少なくとも５０％、少なくとも６０％、少なくとも７０％、少なくとも８０
％、又は少なくとも９０％の積層欠陥を含む、実施形態１～５５のいずれか１つに記載の
固体電解質材料。
【0178】
実施形態５７．イオン伝導度が、少なくとも０．００１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．０
１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．４ｍＳ／ｃｍ、少なくとも
０．８ｍＳ／ｃｍ、少なくとも１．２ｍＳ／ｃｍ、少なくとも１．８ｍＳ／ｃｍ、又は少
なくとも２．２ｍＳ／ｃｍである、実施形態１～５６のいずれか１つに記載の固体電解質
材料。
１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．１ｍＳ／ｃｍ、少なくとも０．４ｍＳ／ｃｍ、少なくとも
０．８ｍＳ／ｃｍ、少なくとも１．２ｍＳ／ｃｍ、少なくとも１．８ｍＳ／ｃｍ、又は少
なくとも２．２ｍＳ／ｃｍである、実施形態１～５６のいずれか１つに記載の固体電解質
材料。
【0179】
実施形態５８．イオン伝導度が、最大で１５ｍＳ／ｃｍ、最大で１３ｍＳ／ｃｍ、最大
で１１ｍＳ／ｃｍ、最大で８ｍＳ／ｃｍ、最大で７．２ｍＳ／ｃｍ、又は最大で６．２ｍ
Ｓ／ｃｍである、実施形態１～３８のいずれか１つに記載の固体イオン伝導性材料。
で１１ｍＳ／ｃｍ、最大で８ｍＳ／ｃｍ、最大で７．２ｍＳ／ｃｍ、又は最大で６．２ｍ
Ｓ／ｃｍである、実施形態１～３８のいずれか１つに記載の固体イオン伝導性材料。
【0180】
例
例１
代表的な臭化イットリウムリチウム試料（Ｌｉ３ＹＢｒ６）を、本明細書の実施形態に
記載のプロセスを用いて形成した。ＮＨ４Ｂｒの分解は、４００℃～６００℃で行った。
試料を自動メノウ乳鉢でさらに粉砕して、より微細な粉末粒子を得た。エネルギーボール
ミル粉砕は使用しなかった。最終的に形成された粒子の結晶構造及び結晶性特性を、以下
の表１に表す。
例１
代表的な臭化イットリウムリチウム試料（Ｌｉ３ＹＢｒ６）を、本明細書の実施形態に
記載のプロセスを用いて形成した。ＮＨ４Ｂｒの分解は、４００℃～６００℃で行った。
試料を自動メノウ乳鉢でさらに粉砕して、より微細な粉末粒子を得た。エネルギーボール
ミル粉砕は使用しなかった。最終的に形成された粒子の結晶構造及び結晶性特性を、以下
の表１に表す。
【表1】
【0181】
例２
本明細書の実施形態に記載のプロセスを用いて、代表的なＬｉ３ＹＢｒ６試料を形成し
た。図９は、ＣｕＫα線で記録されたＸ線回折スペクトルを含む。曲線９１０は、試料の
Ｘ線回折パターンを表し、従来の結晶構造の予想されるピークがあるところにバーを記し
た。試料は、１６°～２５°２θの間でピークを示さない。
本明細書の実施形態に記載のプロセスを用いて、代表的なＬｉ３ＹＢｒ６試料を形成し
た。図９は、ＣｕＫα線で記録されたＸ線回折スペクトルを含む。曲線９１０は、試料の
Ｘ線回折パターンを表し、従来の結晶構造の予想されるピークがあるところにバーを記し
た。試料は、１６°～２５°２θの間でピークを示さない。
【0182】
【0183】
例４
本明細書の実施形態に記載のプロセスを用いて、代表的なＬｉ３ＹＢｒ６試料を形成し
た。図１１は、試料の構造モデルを含む。図に示すように、試料は、新しい小さなＣ２／
ｍ空間群によって表される結晶構造を有する。
本明細書の実施形態に記載のプロセスを用いて、代表的なＬｉ３ＹＢｒ６試料を形成し
た。図１１は、試料の構造モデルを含む。図に示すように、試料は、新しい小さなＣ２／
ｍ空間群によって表される結晶構造を有する。
【0184】
例５
本明細書の実施形態に記載のプロセスを使用して、代表的なＬｉ３ＹＣｌ６試料を形成
した。図１２は、試料の構造モデルを含む。図に示すように、試料は、Ｐ６３／ｍｃｍ空
間群で表される結晶構造を有する。
本明細書の実施形態に記載のプロセスを使用して、代表的なＬｉ３ＹＣｌ６試料を形成
した。図１２は、試料の構造モデルを含む。図に示すように、試料は、Ｐ６３／ｍｃｍ空
間群で表される結晶構造を有する。
【0185】
例６
本明細書の実施形態に記載のプロセスを使用して、代表的なＬｉ３ＹＣｌ６試料を形成
した。図１３は、試料の構造モデルを含む。図に示すように、試料は、Ｐ６３／ｍｍｃ空
間群で表される結晶構造を有する。
本明細書の実施形態に記載のプロセスを使用して、代表的なＬｉ３ＹＣｌ６試料を形成
した。図１３は、試料の構造モデルを含む。図に示すように、試料は、Ｐ６３／ｍｍｃ空
間群で表される結晶構造を有する。
【0186】
例７
本明細書の実施形態に記載のプロセスを用いて、臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢ
ｒ６を形成した。ＮＨ４Ｂｒの分解は、４５０℃～６５０℃で行った。結晶構造及び結晶
化度特性を、以下の表２に表す。
本明細書の実施形態に記載のプロセスを用いて、臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢ
ｒ６を形成した。ＮＨ４Ｂｒの分解は、４５０℃～６５０℃で行った。結晶構造及び結晶
化度特性を、以下の表２に表す。
【表2】
【0187】
試料７－１と試料１－１～１－３を比較すると、例１に対して例７の平均結晶子サイズ
が増加することによって示されるように、分解温度を上昇させると結晶化度の増加に役立
ち得ることに留意されたい。
が増加することによって示されるように、分解温度を上昇させると結晶化度の増加に役立
ち得ることに留意されたい。
【0188】
例８
自動メノウ乳鉢で粉砕した後、圧延機内で４００ｒｐｍで２時間の追加のエネルギーボ
ールミルを適用して超微粉末を得た以外は、例１に記載したのと同じ方法で、代表的な臭
化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６試料を形成した。最終的に形成された粒子の結晶
構造及び結晶性特性を、以下の表３に表す。
自動メノウ乳鉢で粉砕した後、圧延機内で４００ｒｐｍで２時間の追加のエネルギーボ
ールミルを適用して超微粉末を得た以外は、例１に記載したのと同じ方法で、代表的な臭
化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６試料を形成した。最終的に形成された粒子の結晶
構造及び結晶性特性を、以下の表３に表す。
【表3】
【0189】
例９
アンモニウム錯化に加えて液体酸性反応を含む、本明細書の実施形態に記載の方法によ
って、代表的な臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６（試料１０－１）を形成した。
ＬｉＢｒ及びＹＢｒ３の直接的な固体反応を４５０℃で２４時間行うことにより、さらな
る臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６（試料１０－２）を形成した。
アンモニウム錯化に加えて液体酸性反応を含む、本明細書の実施形態に記載の方法によ
って、代表的な臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６（試料１０－１）を形成した。
ＬｉＢｒ及びＹＢｒ３の直接的な固体反応を４５０℃で２４時間行うことにより、さらな
る臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６（試料１０－２）を形成した。
【0190】
図１４Ａは、試料１０－１の粉末Ｘ線回折パターン及び従来のＬｉ３ＹＢｒ６のＸＲＤ
スキャンを、比較のために重ね合わせたものである。図１４Ｂは、試料１０－２のＸ線回
折パターン及び従来のＬｉ３ＹＢｒ６のＸＲＤスキャンを、比較のために重ね合わせたも
のである。試料１０－１は、従来のＬｉ３ＹＢｒ６及び試料１０－２のＸＲＤスキャンを
重ね合わせたものと比較して、１６～２５度（２θＣｕ－Ｋ－α）以内にピークを含まな
いことに留意されたい。試料１０－１は約８３％＋／－５％の積層欠陥を含み、試料１０
－２は約１５％＋／－５％の積層欠陥を含む。積層欠陥値の定量化は、本明細書の実施形
態に記載されているように、２０２０年に公開されたＦＡＵＬＴＳソフトウェアを使用し
て実行される。
スキャンを、比較のために重ね合わせたものである。図１４Ｂは、試料１０－２のＸ線回
折パターン及び従来のＬｉ３ＹＢｒ６のＸＲＤスキャンを、比較のために重ね合わせたも
のである。試料１０－１は、従来のＬｉ３ＹＢｒ６及び試料１０－２のＸＲＤスキャンを
重ね合わせたものと比較して、１６～２５度（２θＣｕ－Ｋ－α）以内にピークを含まな
いことに留意されたい。試料１０－１は約８３％＋／－５％の積層欠陥を含み、試料１０
－２は約１５％＋／－５％の積層欠陥を含む。積層欠陥値の定量化は、本明細書の実施形
態に記載されているように、２０２０年に公開されたＦＡＵＬＴＳソフトウェアを使用し
て実行される。
【0191】
試料１０－２の結晶構造及び結晶化度特性を以下の表４にさらに表す。
【表4】
【0192】
例１０
以下の表５に記載の合成方法を利用して、追加の試料を形成する。二元金属ハロゲン化
物の不純物の含有量は表１に記載されており、ＸＲＤ分析をリートベルト解析による精密
化と組み合わせて、副生成物相（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｐｈａｓｅｓ）に対応する特徴的
な回折ピークの存在による定量分析を行うことにより、各不純物の相を検出した。室温（
約２２℃）で、３ＭＨｚ～１０ＨｚのＡＣ周波数及び１０～５０ｍＶのピークツーピーク
正弦波ＡＣ電圧信号の条件下で、金ブロッキング電極を用いた電気化学インピーダンス分
光法を用いて、試料のイオン伝導度を決定した。本明細書で言及されるイオン伝導率はバ
ルクのイオン伝導率であり、バルク粒子の導電率の特徴は最高周波数で現れ、二重層キャ
パシタンスの最低値に関連するため、粒子境界及び電極接点から分離することができるバ
ルク粒子からの導電率が寄与している。
以下の表５に記載の合成方法を利用して、追加の試料を形成する。二元金属ハロゲン化
物の不純物の含有量は表１に記載されており、ＸＲＤ分析をリートベルト解析による精密
化と組み合わせて、副生成物相（ｐａｒａｓｉｔｉｃ ｐｈａｓｅｓ）に対応する特徴的
な回折ピークの存在による定量分析を行うことにより、各不純物の相を検出した。室温（
約２２℃）で、３ＭＨｚ～１０ＨｚのＡＣ周波数及び１０～５０ｍＶのピークツーピーク
正弦波ＡＣ電圧信号の条件下で、金ブロッキング電極を用いた電気化学インピーダンス分
光法を用いて、試料のイオン伝導度を決定した。本明細書で言及されるイオン伝導率はバ
ルクのイオン伝導率であり、バルク粒子の導電率の特徴は最高周波数で現れ、二重層キャ
パシタンスの最低値に関連するため、粒子境界及び電極接点から分離することができるバ
ルク粒子からの導電率が寄与している。
【表5】
【0193】
高エネルギーボールミルによる合成は、主要なハロゲン化金属錯体相の合成反応及び分
解反応と並行して生じ得ることに留意されたい。本明細書の実施形態のプロセスと比較し
て、高エネルギーボールミル合成は、主要なＬｉ３ＹＸ６相の近くに不純物として存在す
るＬｉＸ及びＹＸ３等の単純な化合物の含有量を著しく増やすことができる。不純物相の
含有量が多いと、ハロゲン化物系材料の結晶性が低下する可能性がある。場合によっては
、アニールを行って結晶性を部分的に回復させることができるが、アニールはハロゲン化
物系材料の積層欠陥も大幅に低減する可能性がある。
解反応と並行して生じ得ることに留意されたい。本明細書の実施形態のプロセスと比較し
て、高エネルギーボールミル合成は、主要なＬｉ３ＹＸ６相の近くに不純物として存在す
るＬｉＸ及びＹＸ３等の単純な化合物の含有量を著しく増やすことができる。不純物相の
含有量が多いと、ハロゲン化物系材料の結晶性が低下する可能性がある。場合によっては
、アニールを行って結晶性を部分的に回復させることができるが、アニールはハロゲン化
物系材料の積層欠陥も大幅に低減する可能性がある。
【0194】
１ｂａｒの大気圧での固相反応においてハロゲン化アンモニウムを添加して酸化物（Ｙ
２Ｏ３）又は炭酸塩材料（Ｌｉ２ＣＯ３）から出発する場合、Ｌｉ３ＹＸ６の単相は合成
されないことにも留意されたい。希土類金属（例えば、Ｌｉ３ＹＸ６の例におけるＹ）を
ハロゲン化合物に変換するために、少なくとも２つの化学反応が起こり得る。１つの主反
応で、ＹＸ３が合成され、それがさらに反応してＬｉ３ＹＸ６相を形成することができる
。第２の反応は、ＹＯＸの形成をもたらし得る。ＹＯＸは、安定な化合物であり、Ｌｉ３
ＹＸ６の最終生成物中の不純物である。ハロゲン化物系材料中に高レベルの希土類オキシ
ハロゲン化物相（すなわち、少なくとも６重量％）を生成すると、不純物相の特徴である
余分なＸＲＤピークを生じる可能性があり、ＸＲＤスペクトルに基づく積層欠陥の定量化
には信頼性がない可能性がある。
２Ｏ３）又は炭酸塩材料（Ｌｉ２ＣＯ３）から出発する場合、Ｌｉ３ＹＸ６の単相は合成
されないことにも留意されたい。希土類金属（例えば、Ｌｉ３ＹＸ６の例におけるＹ）を
ハロゲン化合物に変換するために、少なくとも２つの化学反応が起こり得る。１つの主反
応で、ＹＸ３が合成され、それがさらに反応してＬｉ３ＹＸ６相を形成することができる
。第２の反応は、ＹＯＸの形成をもたらし得る。ＹＯＸは、安定な化合物であり、Ｌｉ３
ＹＸ６の最終生成物中の不純物である。ハロゲン化物系材料中に高レベルの希土類オキシ
ハロゲン化物相（すなわち、少なくとも６重量％）を生成すると、不純物相の特徴である
余分なＸＲＤピークを生じる可能性があり、ＸＲＤスペクトルに基づく積層欠陥の定量化
には信頼性がない可能性がある。
【0195】
例１１
追加の代表的なハロゲン化物系材料は、例９の試料１０－１に関して説明したのと同じ
方法で形成される。各試料の式を表６に示す。各試料の積層欠陥の含有量は、例９で説明
したものと同様にして求められる。各試料は、３０～８５％の積層欠陥を有すると予想さ
れる。
追加の代表的なハロゲン化物系材料は、例９の試料１０－１に関して説明したのと同じ
方法で形成される。各試料の式を表６に示す。各試料の積層欠陥の含有量は、例９で説明
したものと同様にして求められる。各試料は、３０～８５％の積層欠陥を有すると予想さ
れる。
【表6】
【0196】
図１５は、試料１１－６のＸＲＤスペクトル及び従来のＬｉ３ＹＢｒ６のＸＲＤスキャ
ンを、比較のために重ね合わせたものである。従来のＬｉ３ＹＢｒ３のＸＲＤスキャンと
比較して、Ｃｕ－Ｋα線に伴う１５°～２５°２θの間の特定のピークは、試料１１－６
のスペクトルには存在しないことに留意されたい。
ンを、比較のために重ね合わせたものである。従来のＬｉ３ＹＢｒ３のＸＲＤスキャンと
比較して、Ｃｕ－Ｋα線に伴う１５°～２５°２θの間の特定のピークは、試料１１－６
のスペクトルには存在しないことに留意されたい。
【0197】
例１２
試料１０－１の粉末ＸＲＤ測定は、それぞれ透過幾何形状の密封されたカプトン毛細管
及び通常の粉末試料ホルダで実行される。図１６は、試験で得たＸＲＤスペクトルを重ね
合わせたものである。両方のスペクトルは、従来のＬｉ３ＹＢｒ３のＸＲＤピークを表す
バーの位置と比較して、ＣｕＫーα放射線で１５°～２５°２θの間に特定のピークがな
いことを示すことに留意されたい。
試料１０－１の粉末ＸＲＤ測定は、それぞれ透過幾何形状の密封されたカプトン毛細管
及び通常の粉末試料ホルダで実行される。図１６は、試験で得たＸＲＤスペクトルを重ね
合わせたものである。両方のスペクトルは、従来のＬｉ３ＹＢｒ３のＸＲＤピークを表す
バーの位置と比較して、ＣｕＫーα放射線で１５°～２５°２θの間に特定のピークがな
いことを示すことに留意されたい。
【0198】
例１３
臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６は、本明細書の実施形態に記載のプロセスを
使用して形成される。ＮＨ４Ｂｒの分解を行う。反応混合物を３０分かけて６５０℃に加
熱し、ＮＨ４Ｂｒの分解のために１５分間保持し、次いで、１時間かけて室温に冷却する
。高温からの急速冷却は、積層欠陥の形成を促進する可能性がある。試料の積層欠陥の含
有量は約５０％と推定される。
臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６は、本明細書の実施形態に記載のプロセスを
使用して形成される。ＮＨ４Ｂｒの分解を行う。反応混合物を３０分かけて６５０℃に加
熱し、ＮＨ４Ｂｒの分解のために１５分間保持し、次いで、１時間かけて室温に冷却する
。高温からの急速冷却は、積層欠陥の形成を促進する可能性がある。試料の積層欠陥の含
有量は約５０％と推定される。
【0199】
例１４
臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６は、本明細書の実施形態に記載のプロセスを
使用して形成される。ＮＨ４Ｂｒの分解は、冷却前に少なくとも１．５時間かけて３５０
℃～４４０℃で行われる。試料の積層欠陥の含有量は１０～２０％であると予想される。
臭化イットリウムリチウムＬｉ３ＹＢｒ６は、本明細書の実施形態に記載のプロセスを
使用して形成される。ＮＨ４Ｂｒの分解は、冷却前に少なくとも１．５時間かけて３５０
℃～４４０℃で行われる。試料の積層欠陥の含有量は１０～２０％であると予想される。
【0200】
利点、他の利点、及び問題の解決策は、特定の実施形態に関して上述されている。しか
しながら、利益、利点、問題の解決策、及び任意の利益、利点、又は解決策を生じさせる
又はより顕著にする可能性がある任意の特徴（複数可）は、請求項のいずれか又は全ての
重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。本明細書における１
つ以上の成分を含む材料に言及する場合は、材料が特定された１つ以上の成分から本質的
になる少なくとも１つの実施形態を含むものと解釈され得る。「本質的になる」という用
語は、特定された材料を含み、材料の特性を有意に変化させない少量の含有物（例えば、
含有不純物等）を除く他の全ての材料を除外する組成物を含むと解釈される。それに加え
て、又はその代わりに、特定の非限定的な実施形態では、本明細書で特定される組成物の
いずれもが、明示的に開示されていない材料を本質的に含まなくてもよい。本明細書の実
施形態は、様々な含有量の特定の成分が材料に含まれており、所与の材料に含まれる成分
の含有量は合計で１００％であることが理解されよう。
しながら、利益、利点、問題の解決策、及び任意の利益、利点、又は解決策を生じさせる
又はより顕著にする可能性がある任意の特徴（複数可）は、請求項のいずれか又は全ての
重要な、必要な、又は本質的な特徴として解釈されるべきではない。本明細書における１
つ以上の成分を含む材料に言及する場合は、材料が特定された１つ以上の成分から本質的
になる少なくとも１つの実施形態を含むものと解釈され得る。「本質的になる」という用
語は、特定された材料を含み、材料の特性を有意に変化させない少量の含有物（例えば、
含有不純物等）を除く他の全ての材料を除外する組成物を含むと解釈される。それに加え
て、又はその代わりに、特定の非限定的な実施形態では、本明細書で特定される組成物の
いずれもが、明示的に開示されていない材料を本質的に含まなくてもよい。本明細書の実
施形態は、様々な含有量の特定の成分が材料に含まれており、所与の材料に含まれる成分
の含有量は合計で１００％であることが理解されよう。
【0201】
本明細書に記載の実施形態の明細書及び図は、様々な実施形態の構造の一般的な理解を
提供することを意図している。本明細書及び図は、本明細書に記載の構造又は方法を使用
する装置及びシステムの全ての要素及び特徴の網羅的且つ包括的な説明として役立つこと
を意図するものではない。また、別個の実施形態は、組み合わせて単一の実施形態として
提供されてもよく、逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で説明される様々な特
徴はまた、別個に又は任意の部分的な組合せで提供されてもよい。さらに、範囲に記載さ
れた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。本明細書を読み終えれば、当
業者には多くの他の実施形態が自明となろう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造
的な置き換え、論理的な置き換え、又は別の変更を行う等して、本開示から他の実施形態
を使用及び導出することができる。したがって、本開示は、限定的ではなく例示的である
と見なされるべきである。
提供することを意図している。本明細書及び図は、本明細書に記載の構造又は方法を使用
する装置及びシステムの全ての要素及び特徴の網羅的且つ包括的な説明として役立つこと
を意図するものではない。また、別個の実施形態は、組み合わせて単一の実施形態として
提供されてもよく、逆に、簡潔にするために単一の実施形態の文脈で説明される様々な特
徴はまた、別個に又は任意の部分的な組合せで提供されてもよい。さらに、範囲に記載さ
れた値への言及は、その範囲内のありとあらゆる値を含む。本明細書を読み終えれば、当
業者には多くの他の実施形態が自明となろう。本開示の範囲から逸脱することなく、構造
的な置き換え、論理的な置き換え、又は別の変更を行う等して、本開示から他の実施形態
を使用及び導出することができる。したがって、本開示は、限定的ではなく例示的である
と見なされるべきである。
【図1A】
【図1B】
【図1C】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図6C】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14A】
【図14B】
【図15】
【図16】
【手続補正書】
【提出日】2023-08-10
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｍ
３－ｚ
（Ｍｅ
ｋ＋
）
ｆ
Ｘ
３－ｚ＋ｋ＊ｆ
（式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ＜６であり；０＜ｆ≦１であり；ＭはＬｉを含むアルカリ金属元素を含み；Ｍｅは、Ｍと異なる金属元素を含み；ＸはＣｌおよびＢｒの少なくとも１つを含むハロゲンを含む）と、
少なくとも２０％の積層欠陥を含む結晶構造と、
１０重量％以下のＭＸ相の含有量と、
を含む、固体電解質材料。
少なくとも２０％の積層欠陥を含む結晶構造と、
１０重量％以下のＭＸ相の含有量と、
を含む、固体電解質材料。
【請求項2】
前記ＭＸ相の含有量が２重量％以下である、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項3】
前記結晶構造がＣ２／ｍ空間群で表される、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項4】
ＣｕＫα線で測定されるＸ線回折パターンが、１６°から２５°２θの間にピークを含まない、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項5】
Ｍｅが、希土類元素、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｃｕ、およびアルカリ土類金属元素の１つ以上を含む、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項6】
Ｍｅが、希土類元素、Ｉｎ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｓｎ、又はそれらの任意の組合せを含む、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項7】
Ｍｅが、ＹおよびＩｎを含む、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項8】
Ｘが、ＣｌおよびＢｒを含む、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項9】
Ｐ－３ｍ１又はＰｎｍａ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項10】
Ｃ２／ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項１に記載の固体電解質材料。
【請求項11】
固体電解質材料であって、
（Ｌｉ １－ｄ－ｅ Ｎａ ｄ Ｍ’ ｅ ） ３－ｚ （Ｍｅ ｋ＋ ） ｆ Ｘ ３－ｚ＋ｋ＊ｆ （式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ≦６であり；０≦ｆ≦１であり；０≦ｄ≦１であり；０≦ｅ＜１であり；（ｄ＋ｅ＋ｆ）＞０であり；（ｆ＋ｄ＋ｅ）＞０であり；Ｍ’はＫ、Ｒｂ、およびＣｓからなる群から選択されるアルカリ金属元素を含み；Ｍｅはアルカリ土類金属元素、希土類元素、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｆｅ、およびＣｕの１つ以上を含み；ＸはＣｌ、Ｆ、およびＢｒの少なくとも１つを含むハロゲンを含む）と、
菱面体晶系空間群又は六方晶系空間群で表される結晶構造と、
最大で５重量％のハロゲン化リチウム相の含有量と、
を含む、固体電解質材料。
（Ｌｉ １－ｄ－ｅ Ｎａ ｄ Ｍ’ ｅ ） ３－ｚ （Ｍｅ ｋ＋ ） ｆ Ｘ ３－ｚ＋ｋ＊ｆ （式中、－３≦ｚ＜３であり；２≦ｋ≦６であり；０≦ｆ≦１であり；０≦ｄ≦１であり；０≦ｅ＜１であり；（ｄ＋ｅ＋ｆ）＞０であり；（ｆ＋ｄ＋ｅ）＞０であり；Ｍ’はＫ、Ｒｂ、およびＣｓからなる群から選択されるアルカリ金属元素を含み；Ｍｅはアルカリ土類金属元素、希土類元素、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｔｉ、Ｓｎ、Ｔｈ、Ｇｅ、Ｖ、Ｔａ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｗ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｆｅ、およびＣｕの１つ以上を含み；ＸはＣｌ、Ｆ、およびＢｒの少なくとも１つを含むハロゲンを含む）と、
菱面体晶系空間群又は六方晶系空間群で表される結晶構造と、
最大で５重量％のハロゲン化リチウム相の含有量と、
を含む、固体電解質材料。
【請求項12】
Ｒ－３ｍ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項１１に記載の固体電解質材料。
【請求項13】
Ｐ６
３
／ｍｃｍ又はＰ６
３
／ｍｍｃ空間群で表される結晶構造を含む結晶相を含む、請求項１１に記載の固体電解質材料。
【請求項14】
ｅ＝０で、ｆ＞０であるとき、ＭｅがＹおよびＩｎを含み、ＸがＢｒおよびＣｌを含む、請求項１１に記載の固体電解質材料。
【請求項15】
少なくとも２５ｎｍの平均回折結晶子サイズ、最大で２重量％の前記ハロゲン化リチウム相の含有量、またはその組み合わせを含む、請求項１１に記載の固体電解質材料。
【外国語明細書】