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固體電解質(zhì)材料及其制備方法和固體電解質(zhì)和電池與流程

文檔序號:11064392閱讀:來源:國知局

技術(shù)特征:

1.一種固體電解質(zhì)材料,其特征在于,該材料含有晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)和非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì),所述晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)為式Li10±1AB2X12表示的晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)中的一種或多種,所述非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)為式y(tǒng)Li2X-(100-y)P2X5表示的非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)中的一種或多種;其中,A為硅、鍺、錫、硼或鋁;B為磷或砷;上述兩個式中的X相同或不同,X為氧、硫或硒;y為65以上且85以下的整數(shù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的固體電解質(zhì)材料,其中,所述晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)為Li10SnP2S12、Li10GeP2S12、Li10SiP2S12、Li11AlP2S12、Li10SnP2Se12、Li10GeP2Se12和Li10SiP2Se12中的一種或多種;

所述非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)為70Li2X-30P2X5、75Li2X-25P2X5和80Li2X-20P2X5中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的固體電解質(zhì)材料,其中,所述晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的至少部分表面被所述非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)包覆。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任意一項所述的固體電解質(zhì)材料,其中,所述晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)和非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的重量比為10-0.1:1,優(yōu)選為8-9:1。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任意一項所述的固體電解質(zhì)材料,其中,所述固體電解質(zhì)材料在25℃下的離子電導(dǎo)率為10-4-10-2S/cm,100℃下的電導(dǎo)率為10-3-0.1S/cm。

6.一種權(quán)利要求1-5中任意一項所述的固體電解質(zhì)材料的制備方法, 該方法包括:

(1)將提供晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分進(jìn)行混合,然后進(jìn)行焙燒,以制得晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì);

(2)將所述晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)與提供非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分進(jìn)行混合。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法,其中,所述提供晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分和提供非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分的用量使得晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)和非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的重量比為10-0.1:1,優(yōu)選為8-9:1。

8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法,其中,步驟(1)中,所述焙燒的條件包括:溫度為350-800℃,時間為6-100h;

優(yōu)選地,步驟(2)中,所述晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)與提供非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分進(jìn)行混合采用高能球磨的方式進(jìn)行,球磨的時間為4-200h,球磨的轉(zhuǎn)速為100-500rpm。

9.根據(jù)權(quán)利要求6-8中任意一項所述的方法,其中,所述提供晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分為Li2S、SnS2和P2S5的組合,Li2O、GeO2和P2O5的組合,Li2O、SnO2和P2O5的組合,Li2S、SiS2和P2S5的組合,Li2S、GeS2和P2S5的組合,Li2S、Al2S3和P2S5的組合,Li2Se、GeSe2和P2Se5的組合以及Li2Se、SnSe2和P2Se5的組合中的一種;

優(yōu)選地,所述提供非晶態(tài)無機(jī)固體電解質(zhì)的組分為Li2S和P2S5的組合。

10.一種含有權(quán)利要求1-5中任意一項所述的固體電解質(zhì)材料的固體電解質(zhì)。

11.一種電池,該電池包括:正極、電解質(zhì)和負(fù)極,其中,所述電解質(zhì)為權(quán)利要求10所述的固體電解質(zhì)。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電池,其中,所述正極含有權(quán)利要求10所述的固體電解質(zhì)。

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