固体电解质材料及其制备方法和固体电解质和电池与流程

文档序号:11064392阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种固体电解质材料,其特征在于,该材料含有晶态无机固体电解质和非晶态无机固体电解质,所述晶态无机固体电解质为式Li10±1AB2X12表示的晶态无机固体电解质中的一种或多种,所述非晶态无机固体电解质为式yLi2X-(100-y)P2X5表示的非晶态无机固体电解质中的一种或多种;其中,A为硅、锗、锡、硼或铝;B为磷或砷;上述两个式中的X相同或不同,X为氧、硫或硒;y为65以上且85以下的整数。

2.根据权利要求1所述的固体电解质材料,其中,所述晶态无机固体电解质为Li10SnP2S12、Li10GeP2S12、Li10SiP2S12、Li11AlP2S12、Li10SnP2Se12、Li10GeP2Se12和Li10SiP2Se12中的一种或多种;

所述非晶态无机固体电解质为70Li2X-30P2X5、75Li2X-25P2X5和80Li2X-20P2X5中的一种或多种。

3.根据权利要求1或2所述的固体电解质材料,其中,所述晶态无机固体电解质的至少部分表面被所述非晶态无机固体电解质包覆。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固体电解质材料,其中,所述晶态无机固体电解质和非晶态无机固体电解质的重量比为10-0.1:1,优选为8-9:1。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的固体电解质材料,其中,所述固体电解质材料在25℃下的离子电导率为10-4-10-2S/cm,100℃下的电导率为10-3-0.1S/cm。

6.一种权利要求1-5中任意一项所述的固体电解质材料的制备方法, 该方法包括:

(1)将提供晶态无机固体电解质的组分进行混合,然后进行焙烧,以制得晶态无机固体电解质;

(2)将所述晶态无机固体电解质与提供非晶态无机固体电解质的组分进行混合。

7.根据权利要求6所述的方法,其中,所述提供晶态无机固体电解质的组分和提供非晶态无机固体电解质的组分的用量使得晶态无机固体电解质和非晶态无机固体电解质的重量比为10-0.1:1,优选为8-9:1。

8.根据权利要求6或7所述的方法,其中,步骤(1)中,所述焙烧的条件包括:温度为350-800℃,时间为6-100h;

优选地,步骤(2)中,所述晶态无机固体电解质与提供非晶态无机固体电解质的组分进行混合采用高能球磨的方式进行,球磨的时间为4-200h,球磨的转速为100-500rpm。

9.根据权利要求6-8中任意一项所述的方法,其中,所述提供晶态无机固体电解质的组分为Li2S、SnS2和P2S5的组合,Li2O、GeO2和P2O5的组合,Li2O、SnO2和P2O5的组合,Li2S、SiS2和P2S5的组合,Li2S、GeS2和P2S5的组合,Li2S、Al2S3和P2S5的组合,Li2Se、GeSe2和P2Se5的组合以及Li2Se、SnSe2和P2Se5的组合中的一种;

优选地,所述提供非晶态无机固体电解质的组分为Li2S和P2S5的组合。

10.一种含有权利要求1-5中任意一项所述的固体电解质材料的固体电解质。

11.一种电池,该电池包括:正极、电解质和负极,其中,所述电解质为权利要求10所述的固体电解质。

12.根据权利要求11所述的电池,其中,所述正极含有权利要求10所述的固体电解质。

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