硫化物固态电解质及其制备方法、固态电解质片、固态电池.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CN113839086A(43)申请公布日2021.12.24(21)申请号202110896051.7(22)申请日2021.08.05(71)申请人恒大新能源技术（深圳）有限公司地址518000广东省深圳市坪山区坑梓街道金沙社区寿禾路1号兴利尊典家具厂A栋201(72)发明人杨纳川(74)专利代理机构深圳中一联合知识产权代理有限公司44414代理人方良(51)Int.Cl.H01M10/0562(2010.01)H01M10/0525(2010.01)权利要求书1页说明书10页附图3页(54)发明名称硫化物固态电解质及其制备方法、固态电解质片、固态电池(57)摘要本申请公开了一种硫化物固态电解质及其制备方法、固态电解质片、固态电池。硫化物固态电解质组分为Li6‑xPS5‑xMx+1；其中，M为卤素元素，0.1＜x＜0.8。且其晶型属于空间群F‑43m，为立方面心结构。其与标准品Li7PS6晶型相同。其拉曼图谱在418cm‑1处有一个清晰而尖锐的峰，表3‑现出PS4离子特征峰，其杂质低，纯度高，晶型稳定，而且电导率高。其制备方法能够有效控制金属锂与硫之间的反应温和且可控，反应的效率高。硫化物固态电解质制备方法能够保证制备的Li6‑xPS5‑xMx+1硫化物固态电解质性能稳定，显著降低经济成本。固态电解质片、固态电池均含有本申请硫化物固态电解质。CN113839086ACN113839086A权利要求书1/1页1.一种硫化物固态电解质，其特征在于：其组分为Li6‑xPS5‑xMx+1；其中，M为卤素元素，0.1＜x＜0.8；所述硫化物固态电解质晶型属于空间群F‑43m，为立方面心结构；所述硫化物固态电解质的拉曼图谱在418cm‑1处有一个清晰而尖锐的峰。2.根据权利要求1所述的硫化物固态电解质，其特征在于：所述硫化物固态电解质由固相反应法制备获得；和/或所述卤素元素包括Cl、Br、I中的至少一种。3.根据权利要求1或2所述的硫化物固态电解质，其特征在于：所述硫化物固态电解质的粒径为1μm‑30μm；和/或由所述硫化物固态电解质形成的固态电解质片的电导率达3.98×10‑3S/cm。4.一种硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按照Li6‑xPS5‑xMx+1的元素化学计量比，将金属锂、单质硫、五硫化二磷和卤化锂进行混合处理，得到固体混合物；其中，M为卤素元素，0.1＜x＜0.8；所述金属锂为锂丝、锂片中的至少一种；在保护的气氛中，将所述固体混合物进行热反应，得到硫化物固态电解质。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于：所述混合处理为球磨处理；和/或所述固体混合物的粒径为10μm～100μm；和/或所述热反应的温度为200℃～800℃；和/或待所述热反应之后，还包括对热反应后的固体产物进行破碎处理的步骤。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述球磨处理的球料重量比为1:5～1:15；和/或所述球磨处理所用的球磨珠包括三类直径的混合球磨珠，第一类球磨珠的直径为6‑10mm，第二类球磨珠的直径为3‑5mm，第三类球磨珠的直径为小球1‑2mm；和/或所述球磨处理的转速为300～1000r/min，球磨时间为5～30h。7.根据权利要求4‑6任一项所述的制备方法，其特征在于：所述卤化锂包括LiCl、LiBr、LiI中的至少一种。8.根据权利要求4‑6任一项所述的制备方法，其特征在于：所述锂丝长为1‑5cm，直径为200μm～500μm；所述锂片长为1cm～5cm，厚度为500μm～1000μm，宽为1mm～2mm。9.一种固态电解质片，其特征在于：所述固态电解质片包括权利要求1‑4任一项所述的硫化物固态电解质或包括权利要求5‑8任一项所述的制备方法制备的硫化物固态电解质。10.一种固态电池，其特征在于：包括权利要求1‑4任一项所述的硫化物固态电解质或包括权利要求5‑8任一项所述的制备方法制备的硫化物固态电解质或权利要求9所述的固态电解质片。2CN113839086A说明书1/10页硫化物固态电解质及其制备方法、固态电解质片、固态电池技术领域[0001]本发明属于固态电池领域，具体涉及一种硫化物固态电解质及其制备方法、固态电解质片、固态电池。背景技术[0002]锂离子电池以其较大的输出功率，较高的能量密度以及工作电压，再加上自放电小，工作温度范围较宽，几乎无记忆效应和环境污染等优点，已经成为现在大规模储能的主流方式，但是目前锂离子电池系统存在着一些阻碍其发展的问题，例如由于使用有机液体电解液，存在着易燃易爆等安全问题；有机液体电解质在充放电过程中会与电极发生副反应从而导致电池容量出现不可逆衰减；在电池长时间使用中，液体电解质有可能出现