【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池，特別涉及一種硫化物固態電解質及其制備方法和應用。
技術介紹
1、固態電解質(solid-state?electrolyte,sse)是指在電化學器件中用作離子導體的固體材料，與傳統的液態電解質相比，它具有更高的安全性、更寬的工作溫度范圍和更好的機械穩定性。
2、固態電解質包括氧化物基固態電解質、硫化物基固態電解質以及聚合物基固態電解質，其中如lps(li2s-p2s5)等硫化物基固態電解質具有較好的柔韌性，易于加工成薄膜。
3、然而，現有硫化物固態電解質的離子電導率普遍較低，限制了其在實際電池中的應用。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的是提出一種硫化物固態電解質，旨在解決現有技術中硫化物固態電解質的離子電導率較低的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術提出一種硫化物固態電解質，所述硫化物固體電解質的組成為li5+(5-b)ap1-amas4x2；
3、其中，m包括堿金屬、堿土金屬和過渡金屬中的至少一種；
4、x為f、cl、br中一種或多種；
5、a的取值范圍為0<a<1，b的取值范圍為0<b<5。
6、在一實施方式中，所述硫化物固態電解質的粒徑小于10μm；和/或，
7、所述硫化物固態電解質的離子電導率為10-2～10-3s/cm；和/或，
8、所述m包括na、k、rb、cs、be、mg、ca、sr、ba、zn、cu、a
9、本專利技術還提供一種硫化物固態電解質的制備方法，包括以下步驟：
10、s10、將鋰源、磷源、m源、硫源以及x源混合，進行球磨處理，得到前驅體粉末；
11、s20、將所述前驅體粉末依次進行真空煅燒處理、研磨處理，得到所述硫化物固體電解質。
12、在一實施方式中，所述鋰源包括lih、li2s、licl中的一種或多種；和/或，
13、所述磷源包括p2s5、p2s5、p4、p4s3cl2和zn3p2中的一種或多種；和/或，
14、所述m源包括zns、cos、fes和cds中的一種或多種；和/或，
15、所述硫源包括li2s、p2s5和zns中的一種或多種；和/或，
16、所述x源包括licl、zncl2和fecl2中的一種或多種。
17、在一實施方式中，步驟s10包括：
18、s01、將鋰源、磷源、m源、硫源以及x源混合，進行研磨處理，然后加入球磨介質進行球磨處理，得到第一粉末；
19、s02、將所述第一粉末進行研磨處理，然后進行球磨處理，得到第二粉末；
20、s03、將所述第二粉末進行研磨處理，得到所述前驅體粉末。
21、在一實施方式中，步驟s01和/或步驟02中，所述球磨處理包括在300～700rmp球磨20～40min后暫停20～40min，然后繼續進行球磨；所述球磨處理的總時長為4～6h；和/或，
22、步驟s01、步驟02和/或步驟03中，所述研磨處理的時間為10～20min。
23、在一實施方式中，步驟s01和/或步驟02中，所述球磨介質包括氧化鋯珠、玻璃珠或陶瓷珠。
24、在一實施方式中，所述球磨介質包括氧化鋯珠，所述氧化鋯珠包括第一氧化鋯珠和第二氧化鋯珠，所述第一氧化鋯珠的粒徑為9～10mm，所述第一氧化鋯珠的數量為12～16顆，所述第二氧化鋯珠的粒徑為3～4mm，所述第二氧化鋯珠的數量18～22顆。
25、在一實施方式中，步驟s20中，所述真空煅燒處理的溫度為500～550℃；所述真空煅燒處理的時間為1～3h。
26、本專利技術還提供一種前述的硫化物固體電解質或前述的硫化物固體電解質的制備方法所制備的硫化物固態電解質在制備鋰離子電池中的應用。
27、本專利技術的技術方案中，m金屬元素摻雜一方面可以提高硫化物固態電解質的穩定性；另一方面可以調控晶格中其它元素的運動模式，從而提高鋰離子電導率。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種硫化物固態電解質，其特征在于，所述硫化物固體電解質的組成為Li5+(5-b)aP1-aMaS4X2；
2.如權利要求1所述的硫化物固態電解質，其特征在于，所述硫化物固態電解質的粒徑小于10μm；和/或，
3.一種如權利要求1或2所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，所述鋰源包括LiH、Li2S、LiCl中的一種或多種；和/或，
5.如權利要求3所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟S10包括：
6.如權利要求5所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟S01和/或步驟02中，所述球磨處理包括在300～700rmp球磨20～40min后暫停20～40min，然后繼續進行球磨；所述球磨處理的總時長為4～6h；和/或，
7.如權利要求5所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟S01和/或步驟02中，所述球磨介質包括氧化鋯珠、玻璃珠或陶瓷珠。
8.如權利要求7所述的硫化物固態電解質的
9.如權利要求3所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟S20中，所述真空煅燒處理的溫度為500～550℃；所述真空煅燒處理的時間為1～3h。
10.一種如權利要求1至2任一項所述的硫化物固體電解質或如權利要求3至9任一項所述的硫化物固體電解質的制備方法所制備的硫化物固態電解質在制備鋰離子電池中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種硫化物固態電解質，其特征在于，所述硫化物固體電解質的組成為li5+(5-b)ap1-amas4x2；
2.如權利要求1所述的硫化物固態電解質，其特征在于，所述硫化物固態電解質的粒徑小于10μm；和/或，
3.一種如權利要求1或2所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.如權利要求3所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，所述鋰源包括lih、li2s、licl中的一種或多種；和/或，
5.如權利要求3所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟s10包括：
6.如權利要求5所述的硫化物固態電解質的制備方法，其特征在于，步驟s01和/或步驟02中，所述球磨處理包括在300～700rmp球磨20～40min后暫停20～40min，然后繼續進行球磨；所述球磨處理的總時長為4～6h；和...
【專利技術屬性】
技術研發人員：胡子洋，董偉，潘文鼎，
申請(專利權)人：香港量子人工智能實驗室有限公司，
類型：發明
國別省市：
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