色固體，即第五初料；將第五初料放入燒結(jié)模具中，670°C熱處理Ih即得到72% Li2S.14%P2S5.13.3% GeS2.0.7% Al2S3硫化物固體電解質(zhì)材料。
[0075]按照實施例1的方法測試本實施例得到的硫化物電解質(zhì)材料的電化學性能。結(jié)果顯示，在25°C的條件下，其鋰離子電導率為5.02X 10 3S -cm ^表明本實施例提供的硫化物電解質(zhì)材料在室溫下的導電性較好。
[0076]實施例6
[0077]在氬氣氣氛保護及室溫下，將純度分別為99%以上的Li2S、P2S5, GeS2與Al2S3按照摩爾比5:1:0.95:0.05稱量后，在含水量小于10ppm的條件下裝入反應容器中，然后按照300%質(zhì)量比加入四氫呋喃。四氫呋喃需先采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀多次蒸餾，使其含水量小于1%。加入四氫呋喃后獲得第一初料，對第一初料室溫下磁力攪拌24h后獲得帶有白色沉淀的懸濁液，即為第二初料；將第二初料移入離心管中，1000rpm轉(zhuǎn)速下離心分離lOmin，然后常溫抽慮洗滌，重復此步驟3次得到第四初料；將第四初料放入烘箱中，于100°C烘干1h得到白色固體，即第五初料；將第五初料放入燒結(jié)模具中，550°C熱處理Ih即得到72%Li2S.14% P2S5.13.3% GeS2.0.7% Al2S3 硫化物固體電解質(zhì)材料。
[0078]按照實施例1的方法測試本實施例得到的硫化物電解質(zhì)材料的電化學性能。結(jié)果顯示，在25°C的條件下，其鋰離子電導率為5.42X 10 3S -cm ^表明本實施例提供的硫化物電解質(zhì)材料在室溫下的導電性較好。
[0079]實施例7
[0080]在氬氣氣氛保護及室溫下，將純度分別為99%以上的Li2S、P2S5, GeS2與TiS2按照摩爾比5:1:0.95:0.05稱量后，在含水量小于10ppm的條件下裝入反應容器中，然后按照300%質(zhì)量比加入乙腈。乙腈需先采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀多次蒸餾，使其含水量小于1%。加入乙腈后獲得第一初料，對第一初料室溫下磁力攪拌24h后獲得帶有白色沉淀的懸濁液，即為第二初料；將第二初料移入離心管中，1000rpm轉(zhuǎn)速下離心分離lOmin，然后常溫抽慮洗滌，重復此步驟3次得到第四初料；將第四初料放入烘箱中，于100°C烘干1h得到白色固體，即第五初料；將第五初料放入燒結(jié)模具中，700°C熱處理Ih即得到72% Li2S.14%P2S5.13.3% GeS2.0.7% TiS2硫化物固體電解質(zhì)材料。
[0081]按照實施例1的方法測試本實施例得到的硫化物電解質(zhì)材料的電化學性能。結(jié)果顯示，在25°C的條件下，其鋰離子電導率為5.17X10 3S -cm ^表明本實施例提供的硫化物電解質(zhì)材料在室溫下的導電性較好。
[0082]實施例8
[0083]在氬氣氣氛保護及室溫下，將純度分別為99%以上的Li2S、P2S5, GeS2與TiS2按照摩爾比5:1:0.95:0.05稱量后，在含水量小于10ppm的條件下裝入反應容器中，然后按照300%質(zhì)量比加入四氫呋喃。四氫呋喃需先采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀多次蒸餾，使其含水量小于1%。加入四氫呋喃后獲得第一初料，對第一初料室溫下磁力攪拌24h后獲得帶有白色沉淀的懸濁液，即為第二初料；將第二初料移入離心管中，1000rpm轉(zhuǎn)速下離心分離lOmin，然后常溫抽慮洗滌，重復此步驟3次得到第四初料；將第四初料放入烘箱中，于100°C烘干1h得到白色固體，即第五初料；將第五初料放入燒結(jié)模具中，600°C熱處理Ih即得到72%Li2S.14% P2S5.13.3% GeS2.0.7% TiS2 硫化物固體電解質(zhì)材料。
[0084]按照實施例1的方法測試本實施例得到的硫化物電解質(zhì)材料的電化學性能。結(jié)果顯示，在25°C的條件下，其鋰離子電導率為5.21X10 3S -cm ^表明本實施例提供的硫化物電解質(zhì)材料在室溫下的導電性較好。
[0085]以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應當指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進行若干改進和修飾，這些改進和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)。
[0086]對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種式(I)所示的硫化物固體電解質(zhì)材料:XLi2S.yP2S5.ZM2Sn (I)； 其中，x+y+z = 100%舊為Al、Ge、Ti與La中的一種或多種；η為M的化合價。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的硫化物固體電解質(zhì)材料，其特征在于，所述X的取值范圍為40%?80%。3.—種硫化物固體電解質(zhì)材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: Α)將Li2S、P2S5、M2Sn與有機溶劑混合，得到懸浮液；Li2S、P2S5與M2Sn的摩爾比為x:y:z ； B)將所述混合溶液依次經(jīng)過攪拌-反應、離心、過濾與干燥后，得到初料； C)將所述初料進行熱處理，得到式(I)所示的硫化物固體電解質(zhì)材料；XLi2S.yP2S5.ZM2Sn (I)； 其中，x+y+z = 100%舊為Al、Ge、Ti與La中的一種或多種；η為M的化合價。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自醇類溶劑、醚類溶劑與腈類溶劑中的一種或多種。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑選自乙醇、丙醇、戊己醇、乙醚、乙腈和四氫呋喃中的一種或多種。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述有機溶液的含水量小于lwt%。7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法,其特征在于，所述攪拌的速度為30rpm?800rpm,所述攪拌的時間為1h?80h ;所述離心的轉(zhuǎn)速為3000rpm?20000rpm,所述離心的時間為O?60min ;所述干燥的時間為O?20h,所述干燥的溫度為60°C?200°C。8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述熱處理的溫度為200°C?700°C，所述熱處理的時間為0.5h?10h。9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述混合、攪拌-反應、離心、過濾、干燥與熱處理均在濕度小于10%的環(huán)境下進行。10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述混合、攪拌-反應、離心、過濾、干燥與熱處理各自獨立地在密閉環(huán)境或惰性氣體保護的條件下進行。
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種硫化物固體電解質(zhì)材料及其制備方法，該制備方法包括以下步驟：將Li2S、P2S5、M2Sn與有機溶劑混合，得到懸浮液，然后依次經(jīng)過攪拌、溶解-析晶、離心、過濾與干燥后，進行熱處理，得到硫化物固體電解質(zhì)材料。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在有機溶液中形成含Li、P、M和S的化合物，該化合物與少量有機溶劑會形成結(jié)晶態(tài)，懸浮液中殘留的有機溶劑在離心分離和烘干過程中被分離和揮發(fā)，同時大部分結(jié)晶態(tài)溶劑也會被分離和揮發(fā)，殘留溶劑與結(jié)晶態(tài)溶劑在揮發(fā)過程中，在固體電解質(zhì)中留下納米孔隙，納米孔隙的存在不僅增大了硫化物固體電解質(zhì)材料的比表面積，同時使材料顆粒較為細膩，易于壓實致密，從而增大其離子電導率。
【IPC分類】H01B13/00, H01M10/0562, H01B1/06
【公開號】CN105098228
【申請?zhí)枴緾N201410188063
【發(fā)明人】許曉雄, 黃冰心, 黃禎, 彭剛, 陳曉添
【申請人】中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2014年5月5日