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      針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法

      606   編輯:中冶有色技術(shù)網(wǎng)   來源:現(xiàn)代自動車株式會社  
      2024-05-09 11:41:04
      權(quán)利要求書: 1.一種針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,包括:制備包含有機(jī)溶劑、Li2S、P2S5和LiCl的固體電解質(zhì)混合物;

      通過在30至60℃的溫度下攪拌固體電解質(zhì)混合物22至26小時從而合成固體電解質(zhì);

      以80至120rpm的速度第一次攪拌固體電解質(zhì)5至10分鐘;

      第一次攪拌之后,以250至300rpm的速度第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì);

      真空干燥經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)12至24小時;并且在350至550℃的溫度下熱處理經(jīng)過真空干燥的固體電解質(zhì)1至5小時從而獲得針狀硫化物類固體電解質(zhì),

      其中所述有機(jī)溶劑包括選自如下的至少一者:乙酯類有機(jī)溶劑、甲酯類有機(jī)溶劑、丙酯類有機(jī)溶劑、丁酯類有機(jī)溶劑和戊酯類有機(jī)溶劑。

      2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,所述有機(jī)溶劑為乙酸乙酯。

      3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,其中,所述固體電解質(zhì)混合物進(jìn)一步包含選自Li2SO4、P2S3、P2O5和GeS2中的至少一種。

      4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,其中,在20至60℃的溫度下進(jìn)行經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)的真空干燥。

      5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,其中,針狀硫化物類固2

      體電解質(zhì)具有0.2至1.0m/g的比表面積。

      6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,其中,在固體電解質(zhì)的第一次攪拌的過程中,避免了Li2S、P2S5和LiCl的粘著,并且Li2S、P2S5和LiCl均勻混合。

      7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法,其中,在經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)的第二次攪拌的過程中,有機(jī)溶劑與Li2S、P2S5和LiCl反應(yīng)。

      8.通過根據(jù)權(quán)利要求1所述的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法制備的電解質(zhì)。

      9.包括根據(jù)權(quán)利要求8所述的電解質(zhì)的全固體電池。

      10.包括根據(jù)權(quán)利要求9所述的全固體電池的車輛。

      說明書: 針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法技術(shù)領(lǐng)域[0001] 本發(fā)明涉及針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法。所述方法可以改進(jìn)全固體電池的充電容量和放電容量,并且可以減少充電和放電過程中充電容量和放電容量的降低。

      背景技術(shù)[0002] 近年來,已經(jīng)提出通過在極性有機(jī)溶劑中反應(yīng)Li2S?P2S5從而合成硫化物類固體電解質(zhì)的方法作為用于合成硫化物類固體電解質(zhì)的批量生產(chǎn)方法。然而,由于反應(yīng)在溶劑中

      進(jìn)行,獲得具有異相球形形狀的無定形顆粒作為硫化物類固體電解質(zhì)。無定形固體電解質(zhì)

      具有較小的比表面積,因此在復(fù)合電極中固體電解質(zhì)和電極活性材料之間的接觸面積可能

      減小。

      [0003] 在相關(guān)技術(shù)中,已經(jīng)公開了混合兩種對電解質(zhì)的硫組分具有不同溶解度的溶劑從而控制微粒的方法,但是其與針狀硫化物類固體電解質(zhì)不相關(guān)。此外,已經(jīng)公開了通過使用

      研磨機(jī)和保溫反應(yīng)容器對顆粒進(jìn)行精細(xì)粉末化的方法,但是在所述方法中,反應(yīng)設(shè)備的尺

      寸可能顯著增加。

      [0004] 公開于背景技術(shù)部分的上述信息僅僅旨在加深對本發(fā)明背景技術(shù)的理解,因此其可以包含的信息并不構(gòu)成在本國已為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的現(xiàn)有技術(shù)。

      發(fā)明內(nèi)容[0005] 在優(yōu)選的方面,提供了一種針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法。所述方法可以制備針狀硫化物類固體電解質(zhì),所述電解質(zhì)可以改進(jìn)充電容量和放電容量并且即使充電和

      放電的循環(huán)次數(shù)增加也可以減少充電容量和放電容量的降低。

      [0006] 在一個方面,本發(fā)明提供了一種針狀硫化物基固體電解質(zhì)的制備方法。所述方法可以包括:制備包含有機(jī)溶劑、Li2S、P2S5和LiCl的固體電解質(zhì)混合物;通過攪拌固體電解質(zhì)

      混合物從而合成固體電解質(zhì);以約80至120rpm的速度第一次攪拌固體電解質(zhì)約5至10分鐘;

      第一次攪拌之后,以約250至300rpm的速度第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì);真空

      干燥經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì);并且在350至550℃下熱處理經(jīng)過真空干燥的固體電解

      質(zhì)約1至5小時從而獲得針狀硫化物類固體電解質(zhì)。

      [0007] 在優(yōu)選的實(shí)施方案中,有機(jī)溶劑可以包括選自如下的至少一者:乙酯類有機(jī)溶劑、甲酯類有機(jī)溶劑、丙酯類有機(jī)溶劑、丁酯類有機(jī)溶劑和戊酯類有機(jī)溶劑。有機(jī)溶劑可以是乙

      酸乙酯。

      [0008] 固體電解質(zhì)混合物可以合適地包含選自Li2SO4、P2S3、P2O5和GeS2中的至少一種。[0009] 優(yōu)選地,可以合適地通過在約30至60℃的溫度下攪拌固體電解質(zhì)混合物約22至26小時從而合成固體電解質(zhì)。真空干燥可以合適地進(jìn)行約12至24小時。

      [0010] 可以合適地在約20至60℃的溫度下進(jìn)行經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)的真空干燥。

      [0011] 優(yōu)選地,針狀硫化物類固體電解質(zhì)可以具有0.2至1.0m2/g的比表面積。[0012] 優(yōu)選地,在固體電解質(zhì)的第一次攪拌的過程中,可以避免Li2S、P2S5和LiCl的粘著,并且Li2S、P2S5和LiCl可以均勻混合。

      [0013] 優(yōu)選地,在經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)的第二次攪拌的過程中,有機(jī)溶劑可以與Li2S、P2S5和LiCl反應(yīng)。

      [0014] 本文還提供了通過本文所述的方法制備的電解質(zhì)。[0015] 還提供了可以包括本文描述的電解質(zhì)的全固體電池。[0016] 還提供了包括本文描述的全固體電池的車輛。[0017] 因此,即使充電和放電循環(huán)次數(shù)增加,全固體電池的充電容量和放電容量可以得到改進(jìn)并且充電容量和放電容量的降低可以減少。

      [0018] 下面討論本發(fā)明的其它方面。附圖說明[0019] 接下來將參照某些示例性實(shí)施例及其所顯示的附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的以上和其它特征,在此之后所給附圖僅作為顯示的方式,因而對本發(fā)明是非限定性的,其中:

      [0020] 圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的示例性制備方法;

      [0021] 圖2A、圖2B和圖2C為實(shí)施例1在熱處理之前的微觀圖;[0022] 圖3A、圖3B和圖3C為實(shí)施例1在熱處理之后的微觀圖;[0023] 圖4A、圖4B和圖4C為對比實(shí)施例1在熱處理之前的微觀圖;[0024] 圖5A、圖5B和圖5C為對比實(shí)施例1在熱處理之后的微觀圖;[0025] 圖6為通過測量對比實(shí)施例1、對比實(shí)施例2和實(shí)施例1的容量隨著循環(huán)(充電和放電)次數(shù)的變化所獲得的曲線圖;并且

      [0026] 圖7為通過測量對比實(shí)施例1、對比實(shí)施例2和實(shí)施例1的容量隨著循環(huán)(充電和放電)次數(shù)的變化所獲得的曲線圖。

      [0027] 應(yīng)當(dāng)了解,附圖不必按比例,顯示了說明本發(fā)明的基本原理的各種優(yōu)選特征的略微簡化的畫法。本文所公開的本發(fā)明的具體設(shè)計(jì)特征(包括例如具體尺寸、方向、位置和形

      狀)將部分地由具體所要應(yīng)用和使用的環(huán)境來確定。

      [0028] 在這些圖中,貫穿附圖的多幅圖,附圖標(biāo)記涉及本發(fā)明的相同或等同的部分。具體實(shí)施方式[0029] 接下來將詳細(xì)引用本發(fā)明的各個實(shí)施方案,實(shí)施方案的示例被顯示在所附附圖中并被描述如下。雖然將結(jié)合示例性實(shí)施方案描述本發(fā)明,但是應(yīng)當(dāng)了解,本說明書并非要將

      本發(fā)明限制于那些示例性實(shí)施方案。相反,本發(fā)明旨在不但覆蓋這些示例性實(shí)施方案,而且

      覆蓋可以被包括在由所附權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的各種替換、修改、

      等效方式和其它實(shí)施方案。

      [0030] 通過關(guān)于附圖的如下優(yōu)選的實(shí)施例將容易地理解本發(fā)明的上述主題、其它主題、特征和優(yōu)點(diǎn)。然而,本發(fā)明不限于本文描述的實(shí)施例,而是可以以各種不同形式實(shí)施。相反,

      本文引入的實(shí)施例使得公開的內(nèi)容徹底并且完整,并且向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明

      的精神。

      [0031] 在描述每幅圖時,相同的附圖標(biāo)記用于相同的組成元件。在附圖中,為了使本發(fā)明清楚起見,結(jié)構(gòu)的尺寸顯示得比實(shí)際尺寸更大。例如第一和第二的術(shù)語可以用于解釋各個

      組成元件,但是組成元件不受所述術(shù)語的限制。所述術(shù)語僅用于區(qū)分一個組成元件和另一

      個組成元件。例如,不偏離本發(fā)明的范圍,第一組成元件可以被稱為第二組成元件,并且相

      似地,第二組成元件可以被稱為第一組成元件。除非單數(shù)表述在上下文中具有明確相反的

      含義,本文使用的單數(shù)表述包括復(fù)數(shù)表述。

      [0032] 在本申請中,應(yīng)理解術(shù)語“包括”或“具有”旨在表示存在說明書中描述的特征、數(shù)目、步驟、操作、組成元件和部件或其組合,而不預(yù)先排除存在或加入一個或多個其它特征、

      數(shù)目、步驟、操作、組成元件、組件或其組合的可能性。此外,一個部件(例如層、膜、區(qū)域和

      板)存在于另一個部件“上方”的情況不僅包括部件直接位于另一個部件上的情況,而且包

      括其間仍然存在另一個部件的情況。相反,一個部件(例如層、膜、區(qū)域和板)存在于另一個

      部件“下方”的情況不僅包括部件直接位于另一個部件下的情況,而且包括其間仍然存在另

      一個部件的情況。

      [0033] 此外,除非特別聲明或者從上下文顯而易見的,本文所使用的術(shù)語“約”被理解為在本領(lǐng)域的正常公差范圍內(nèi),例如在平均2個標(biāo)準(zhǔn)偏差內(nèi)?!凹s”可被理解為在指定值的

      10%、9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0.5%、0.1%、0.05%或0.01%之內(nèi)。除非

      從上下文清楚的,本文提供的所有數(shù)值通過術(shù)語“約”修改。

      [0034] 應(yīng)當(dāng)理解,此處所使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其它類似術(shù)語一般包括機(jī)動車輛,例如包括運(yùn)動型多用途車輛(SU)、大客車、卡車、各種商用車輛的乘用汽車,包括各種

      舟艇、船舶的船只,航空器等等,并且包括混合動力車輛、電動車輛、可插式混合動力電動車

      輛、氫動力車輛以及其它替代性燃料車輛(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此處所提

      到的,混合動力車輛是具有兩種或更多動力源的車輛,例如汽油動力和電力動力兩者的車

      輛。

      [0035] 除非另有聲明,本文使用的所有術(shù)語(包括技術(shù)術(shù)語和科技術(shù)語)具有正如本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的相同含義。還應(yīng)理解常用詞典中定義的術(shù)語應(yīng)被解釋為具

      有與相關(guān)技術(shù)和本公開的上下文中的含義一致的含義,除非本文清楚定義,不應(yīng)被解釋為

      理想的意義或過于正式的意義。

      [0036] 圖1為根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的示例性制備方法的示意性流程圖。

      [0037] 如圖1所示,所述方法可以包括:制備包含乙酯類有機(jī)溶劑、Li2S、P2S5和LiCl的固體電解質(zhì)混合物(S100);通過在約30至60℃的溫度下攪拌固體電解質(zhì)混合物約22至26小時

      從而合成固體電解質(zhì)(S200);以約80至120rpm第一次攪拌固體電解質(zhì)約5至10分鐘(S300);

      以約250至300rpm第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)(S400);真空干燥經(jīng)過第二次

      攪拌的固體電解質(zhì)約12至24小時(S500);并且在約350至550℃的溫度下熱處理經(jīng)過真空干

      燥的固體電解質(zhì)1至5小時(S600),因此獲得針狀硫化物類固體電解質(zhì)。

      [0038] 在一個優(yōu)選的方面,通過根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方案的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法制備的固體電解質(zhì)可以用在電池(例如全固體電池)中。優(yōu)選地,正電極可以

      包含鋰過渡金屬氧化物例如LiCoO2(LCO)和Li[Ni,Co,Mn]O2(NCM),并且負(fù)電極可以包含鋰

      銦(Li?In)、石墨和Li4Ti5O12(LTO)。

      [0039] 固體電解質(zhì)混合物可以通過混合乙酯類有機(jī)溶劑、Li2S、P2S5和LiCl而形成或制得(S100)。有機(jī)溶劑可以表示包含有機(jī)材料的溶劑?!啊悺庇袡C(jī)溶劑可以表示包含“……基

      團(tuán)”或“……化合物”的有機(jī)溶劑。在形成固體電解質(zhì)混合物(S100)時,有機(jī)溶劑可以包括選

      自如下的至少一者:乙酯類有機(jī)溶劑、甲酯類有機(jī)溶劑、丙酯類有機(jī)溶劑、丁酯類有機(jī)溶劑

      和戊酯類有機(jī)溶劑。Li2S、P2S5和LiCl可以合適地彼此反應(yīng)從而形成Li6PS5Cl。

      [0040] 固體電解質(zhì)混合物(S100)可以進(jìn)一步包含Li2SO4、P2S3、P2O5和GeS2中的至少一種。[0041] 可以通過在約30至60℃的溫度下攪拌固體電解質(zhì)混合物約22至26小時從而合成固體電解質(zhì)(S200)。當(dāng)攪拌溫度低于預(yù)定范圍(例如低于約30℃)或者攪拌進(jìn)行小于預(yù)定時

      間(例如小于約22小時)時,反應(yīng)不能充分進(jìn)行,因此可能不能充分合成固體電解質(zhì)。相反,

      當(dāng)攪拌溫度高于預(yù)定范圍(例如高于約60℃)或者攪拌進(jìn)行大于預(yù)定時間(例如大于約26小

      時)時,反應(yīng)可能過度進(jìn)行,因此生產(chǎn)的固體電解質(zhì)的持久性可能變差。

      [0042] 之后,可以以約80至120rpm第一次攪拌固體電解質(zhì)約5至10分鐘(S300)。固體電解質(zhì)的第一次攪拌可以避免Li2S、P2S5和LiCl粘著并且在固體電解質(zhì)混合物中可以均勻混合

      Li2S、P2S5和LiCl。因此,可以避免固體電解質(zhì)中的Li2S、P2S5和LiCl沉淀而不會參與反應(yīng)。當(dāng)

      以小于預(yù)定范圍的攪拌速度(例如小于約80rpm)進(jìn)行固體電解質(zhì)的第一次攪拌(S300)或者

      進(jìn)行時間小于預(yù)定范圍(例如小于約5分鐘)時,Li2S、P2S5和LiCl的至少一者可能粘著,或者

      Li2S、P2S5和LiCl可能無法均勻混合。相反,當(dāng)以大于預(yù)定范圍的攪拌速度(例如大于約

      120rpm)進(jìn)行固體電解質(zhì)的第一次攪拌(S300)或者進(jìn)行時間大于預(yù)定范圍(例如大于約10

      分鐘)時,混合效率可能降低。

      [0043] 經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)可以以約250至300rpm進(jìn)行第二次攪拌(S400)。攪拌時間不受特別限制,并且可以攪拌固體電解質(zhì)直至Li2S、P2S5和LiCl在有機(jī)溶劑的存在下

      完全反應(yīng)。在第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)時,乙酯類有機(jī)溶劑可以與Li2S、

      P2S5和LiCl反應(yīng)。優(yōu)選地,在第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體有機(jī)溶劑時,有機(jī)溶劑可以

      與Li2S、P2S5和LiCl反應(yīng),因此避免產(chǎn)生不具有特定形狀的無定形硫化物類固體電解質(zhì)。當(dāng)

      以小于預(yù)定范圍的攪拌速度(例如小于約250rpm)進(jìn)行第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體

      電解質(zhì)(S400)時,有機(jī)溶劑與Li2S、P2S5和LiCl的反應(yīng)程度可能降低,而當(dāng)以大于預(yù)定范圍

      的攪拌速度(例如大于約300rpm)進(jìn)行第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)(S400)時,

      反應(yīng)效率可能降低。

      [0044] 經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)可以真空干燥約12至24小時(S500)。可以在約20至60℃的溫度下進(jìn)行經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)的真空干燥(S500)。在真空干燥經(jīng)過第二

      次攪拌的固體電解質(zhì)(S500)時,可以蒸發(fā)并且除去有機(jī)溶劑。當(dāng)在小于預(yù)定范圍的溫度(例

      如小于約20℃)下進(jìn)行經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)的真空干燥(S500)時,不能充分蒸發(fā)

      有機(jī)溶劑,而當(dāng)在大于預(yù)定范圍的溫度(例如大于約60℃)下進(jìn)行經(jīng)過第二次攪拌的固體電

      解質(zhì)的真空干燥(S500)時,剩余固體電解質(zhì)的耐久性可能變差。

      [0045] 可以通過在約350至550℃的溫度下熱處理經(jīng)過真空干燥的固體電解質(zhì)約1至5小時從而制備針狀硫化物類固體電解質(zhì)(S600)。通過熱處理經(jīng)過真空干燥的固體電解質(zhì)

      (S600),可以制備針狀硫化物類固體電解質(zhì)。術(shù)語“針狀”可以表示長度大于垂直于長度方

      向的橫截面積的大致針形狀,例如,針形狀的長度大于橫截面積的約10倍,20倍,30倍,40

      倍,50倍或100倍。術(shù)語“硫化物類”表示包含硫化物。針狀硫化物類固體電解質(zhì)可以合適地

      包含至少含有硫化物的固體電解質(zhì)顆粒,其中每個顆??梢跃哂嗅槧钚螤?。當(dāng)在小于預(yù)定

      范圍的溫度(例如小于約350℃)下進(jìn)行經(jīng)過真空干燥的固體電解質(zhì)的熱處理(S600)或者進(jìn)

      行時間小于預(yù)定范圍(例如小于約1小時)時,可能不能充分獲得針狀固體電解質(zhì)。相反,當(dāng)

      在大于預(yù)定范圍的溫度(例如大于約550℃)下進(jìn)行經(jīng)過真空干燥的固體電解質(zhì)的熱處理

      (S600)或者進(jìn)行時間大于預(yù)定范圍(例如大于約5小時)時,可能施加過量的熱,因此持久性

      可能變差,例如固體電解質(zhì)上可能出現(xiàn)裂縫。

      [0046] 可以通過控制制備方法使得針狀硫化物類固體電解質(zhì)具有約0.2至1.0m2/g的比2

      表面積。此外,當(dāng)比表面積大于約1.0m /g時,硫化物類固體電解質(zhì)的形狀可能為球形形狀

      而非針狀形狀。

      [0047] 根據(jù)本發(fā)明的各個示例性實(shí)施方案的針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法可以制備針狀硫化物類固體電解質(zhì)而非無定形(例如球形)硫化物類固體電解質(zhì)。因此,包括針

      狀硫化物類固體電解質(zhì)的全固體電池的充電容量和放電容量的循環(huán)次數(shù)可以增加,即使繼

      續(xù)進(jìn)行充電和放電也可以避免或抑制充電容量和放電容量的降低。

      [0048] 實(shí)施例[0049] 以下實(shí)施例顯示本發(fā)明,但是并不旨在限制本發(fā)明。[0050] 下文將通過具體實(shí)施例更詳細(xì)地描述本發(fā)明。如下實(shí)施例僅為幫助理解本發(fā)明的實(shí)施例,并且本發(fā)明的范圍不限于此。

      [0051] 實(shí)施例1至8[0052] 通過混合乙酸乙酯、Li2S、P2S5和LiCl而形成固體電解質(zhì)混合物。通過在30至60℃的溫度下攪拌固體電解質(zhì)混合物24小時從而合成固體電解質(zhì)。以100rpm的速度第一次攪拌

      固體電解質(zhì)5至10分鐘。以250至300rpm的速度第二次攪拌經(jīng)過第一次攪拌的固體電解質(zhì)直

      至固體電解質(zhì)完全合成。經(jīng)過第二次攪拌的固體電解質(zhì)真空干燥12至24小時。通過在350至

      550℃的溫度下熱處理經(jīng)過真空干燥的固體電解質(zhì)1至5小時從而制備針狀硫化物類固體電

      解質(zhì)。

      [0053] 每個實(shí)施例1至8的電解質(zhì)組成、合成溫度和熱處理溫度在下表1中顯示。[0054] 表1[0055] 電解質(zhì)組成 合成溫度(℃) 熱處理溫度(℃)實(shí)施例1 Li6PS5Cl 30 550

      實(shí)施例2 Li6PS5Cl 40 550

      實(shí)施例3 Li6PS5Cl 50 550

      實(shí)施例4 Li6PS5Cl 60 550

      實(shí)施例5 Li6PS5Cl 40 350

      實(shí)施例6 Li6PS5Cl 40 450

      實(shí)施例7 Li6PS5Cl 40 550

      實(shí)施例8 Li6PS5Cl+Li4P2S6 40 650

      [0056] 對比實(shí)施例1[0057] 將Li2S、P2S5和LiCl混合并且溶解在乙醇中。通過在室溫下攪拌混合物24小時從而在混合物中合成硫化物類固體電解質(zhì)。反應(yīng)之后,通過在室溫下真空干燥使得有機(jī)溶劑揮

      發(fā)。在550℃的溫度下熱處理硫化物類固體電解質(zhì)5小時。

      [0058] 對比實(shí)施例2[0059] 將Li2S、P2S5和LiCl混合并且溶解在四氫呋喃中。通過在室溫下攪拌混合物24小時從而在混合物中合成硫化物類固體電解質(zhì)。反應(yīng)之后,通過在室溫下真空干燥使得有機(jī)溶

      劑揮發(fā)。在550℃的溫度下熱處理硫化物類固體電解質(zhì)5小時。

      [0060] 測試實(shí)施例[0061] 物理性質(zhì)的評估[0062] 1.確定形狀[0063] 圖2A、圖2B和圖2C顯示了實(shí)施例1在熱處理之前的微觀圖。圖3A、圖3B和圖3C顯示了實(shí)施例1在熱處理之后的微觀圖。圖4A、圖4B和圖4C顯示了對比實(shí)施例1在熱處理之前的

      微觀圖。圖5A、圖5B和圖5C顯示了對比實(shí)施例1在熱處理之后的微觀圖。

      [0064] 如圖2A至圖5C所示,在實(shí)施例1和對比實(shí)施例1中,熱處理之后除去雜質(zhì)材料,并且對比實(shí)施例1具有球形形狀而實(shí)施例1具有針狀形狀。

      [0065] 2.比表面積[0066] 表2[0067] 比表面積(m2/g)實(shí)施例1 0.49

      對比實(shí)施例1 2.1

      對比實(shí)施例2 2.3

      [0068] 根據(jù)表2,實(shí)施例1具有比對比實(shí)施例1和2更小的比表面積。[0069] 3.單元電池性能的評估[0070] 在實(shí)施例1和對比實(shí)施例1和2中,形成固體電解質(zhì),并且分別形成Li[Ni,Co,Mn]O2(NCM)和鋰銦(Li?In)作為正電極和負(fù)電極,由此制備全固體電池。測量每個全固體電池的

      容量隨充電和放電循環(huán)次數(shù)的變化,并且顯示在圖6和圖7中。

      [0071] 如圖6所示,在實(shí)施例1中,當(dāng)充電和放電次數(shù)增加時,容量變化基本上較小。[0072] 圖7顯示了當(dāng)充電和放電繼續(xù)進(jìn)行同時相對于單元電池的容量改變電流量時測量的容量。在1C放電過程中,電池可以使用1小時,并且在2C放電過程中,電池可以使用30分

      鐘。根據(jù)圖7,在實(shí)施例1中,當(dāng)充電和放電循環(huán)次數(shù)增加同時相對于單元電池的容量改變電

      流量時,容量變化基本上較小。

      [0073] 4.放電容量的評估[0074] 表3顯示了在實(shí)施例1至8和對比實(shí)施例1和2中通過進(jìn)行充電和放電50次得到的第50次的放電容量。根據(jù)表3,實(shí)施例1至8具有比對比實(shí)施例1和2更大的放電容量。

      [0075] 表3[0076] 第50次的放電容量(mAh/g)實(shí)施例1 115.68

      實(shí)施例2 121.91

      實(shí)施例3 105.65

      實(shí)施例4 100.18

      實(shí)施例5 108.68

      實(shí)施例6 111.47

      實(shí)施例7 121.91

      實(shí)施例8 98.19

      對比實(shí)施例1 79.66

      對比實(shí)施例2 58.61

      [0077] 如圖2A和圖2B所示,相比于實(shí)施例1,對比實(shí)施例1中的正電極復(fù)合層相對不致密并且具有裂紋等。此外,如表1所示,對比實(shí)施例1的能量密度降低。

      [0078] 如上所述,已經(jīng)參考附圖描述了本發(fā)明的實(shí)施例,但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解可以以其它具體形式進(jìn)行本發(fā)明而不改變本發(fā)明的技術(shù)精神或基本特征。因此,

      應(yīng)理解上述實(shí)施例在所有方面都不是限制性的而是說明性的。

      [0079] 已經(jīng)參考各個示例性實(shí)施方案詳細(xì)描述了本發(fā)明。然而,本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解可以在這些實(shí)施方案中做出改變而不偏離本發(fā)明的原理和精神,本發(fā)明的范圍在所附權(quán)利

      要求及其等價形式中限定。



      聲明:
      “針狀硫化物類固體電解質(zhì)的制備方法” 該技術(shù)專利(論文)所有權(quán)利歸屬于技術(shù)(論文)所有人。僅供學(xué)習(xí)研究,如用于商業(yè)用途,請聯(lián)系該技術(shù)所有人。
      我是此專利(論文)的發(fā)明人(作者)
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