全固态锂二次电池电解质材料、其制备方法及全固态锂二次电池.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103560267103560267A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310534862.8H01M10/0525(2010.01)(22)申请日2013.11.01(71)申请人国家电网公司地址100031北京市西城区西长安街86号申请人中国科学院宁波材料技术与工程研究所(72)发明人许晓雄邱志军彭刚官亦标金翼(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人赵青朵(51)Int.Cl.H01M10/0562(2010.01)H01M10/058(2010.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书10页说明书10页附图4页附图4页(54)发明名称全固态锂二次电池电解质材料、其制备方法及全固态锂二次电池(57)摘要本发明提供了一种全固态锂二次电池电解质材料及其制备方法，该方法将Li2S、P2S5和掺杂物制备得到式（I）所示的全固态锂二次电池电解质材料；所述掺杂物为锂的第III、第IV、第V、第VI和第VII主族非金属元素化合物，以及由第III、第IV、第V、第VI和第VII主族非金属元素中至少两个元素形成的化合物中的一种或多种。式（I）中，M为第III、第IV、第V、第VI和第VII主族非金属元素中的一种或多种；0＜a≤10，0＜b≤5，0＜c≤15，0＜d＜1。所述全固态锂二次电池电解质材料的导电性和电化学稳定性等较好，利于应用。本发明还提供了一种全固态锂二次电池。LiaPbScMd（I）CN103560267ACN1035627ACN103560267A权利要求书1/1页1.式（I）所示的全固态锂二次电池电解质材料：LiaPbScMd（I）；式（I）中，M为第III、第IV、第V、第VI和第VII主族非金属元素中的一种或多种；0＜a≤10，0＜b≤5，0＜c≤15，0＜d＜1。2.根据权利要求1所述的全固态锂二次电池电解质材料，其特征在于，M为硼元素、碳元素、氮元素、氧元素、硒元素、氯元素、溴元素和碘元素中的一种或多种。3.一种全固态锂二次电池电解质材料的制备方法，包括：将Li2S、P2S5和掺杂物混合后进行研磨，所述研磨的时间为至少5h，得到全固态锂二次电池电解质材料；所述掺杂物为锂的第III、第IV、第V、第VI和第VII主族非金属元素化合物，以及由第III、第IV、第V、第VI和第VII主族非金属元素中至少两个元素形成的化合物中的一种或多种。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述掺杂物为氯化锂、溴化锂、碘化锂、硼化锂、碳化锂、氮化锂、氧化锂、硒化锂、氮化磷、氯化硒、氧化硼和氧化磷中的一种或多种。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述Li2S、P2S5和掺杂物的摩尔比为1:（0.01～1）:（0.001～0.1）。6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述研磨为高能球磨，转速为200rpm～600rpm，时间为6h～60h，球料比为1:1～60:1。7.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，将Li2S、P2S5和掺杂物的混合物研磨后，还包括：将研磨后的混合物进行热处理，所述热处理的温度为100℃～500℃，得到全固态锂二次电池电解质材料。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述研磨在惰性气氛下进行，所述惰性气氛的含水量小于100ppm，含氧量小于100ppm。9.一种全固态锂二次电池，包括正极、负极和全固态锂二次电池电解质材料，其特征在于，所述全固态锂二次电池电解质材料为权利要求1或2所述的全固态锂二次电池电解质材料或按照权利要求3～8任一项所述的制备方法制备的全固态锂二次电池电解质材料。2CN103560267A说明书1/10页全固态锂二次电池电解质材料、其制备方法及全固态锂二次电池技术领域[0001]本发明涉及锂二次电池技术领域，特别涉及一种全固态锂二次电池电解质材料、其制备方法及全固态锂二次电池。背景技术[0002]由于锂二次电池具有输出功率大、能量密度高、使用寿命长、平均输出电压高、自放电小、无记忆效应、可快速充放电、循环性能优越和无环境污染等诸多优点，其已成为当今用于便携式电子产品的可充电电源的首选对象，也被认为是最具竞争力的车用动力电池。因此，当前，锂二次电池已走进千家万户，成为社会不可分割的一部分。一般来说，锂二次电池主要包括液态锂二次电池和固态锂二次电池。在固态锂二次电池中，不含液态电解质而采用固态电解质材料的电池称为全固态锂二次电池。由于全固态锂二次电池具有液态锂二次电池不可比拟的安全性，并有望彻底消除电池使用过程中存在的安全隐患，其更符合电动汽车和规模储能领域未来发展的需求。[0003]全固态锂二次电池的核心组成部分