[發明專利]處理反鈣鈦礦型固態電解質的方法、固態電解質、電池以及車輛

有效

• 申請號: 201711478431.9
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號: CN109534366B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 克勞迪烏·布庫爾·博格丹;楊紅新;馬忠龍;王格日樂圖;龐瑞君;譚宏亮
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;C01D15/00
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明提出了處理反鈣鈦礦型固態電解質的方法、固態電解質、電池以及車輛。具體的，提出了一種處理反鈣鈦礦型固態電解質的方法。所述反鈣鈦礦型固態電解質包括Li₃OX,所述X為鹵素元素，所述方法包括：將Li₃OX粉末進行干燥處理；以及對經過所述干燥處理的Li₃OX粉末進行球磨處理。經過該方法處理的LiRAP材料中，不含自由H離子且玻璃化轉變溫度保持較低。

技術領域

本發明涉及能源以及汽車制造領域，具體地，本發明涉及處理反鈣鈦礦型固態電解質的方法、固態電解質、電池以及車輛。

背景技術

隨著傳統能源的枯竭，鋰離子電池等新能源儲能器件受到了越來越廣泛的關注。隨著新能源儲能器件的發展，新能源車輛的性能也獲得了大幅的提升，并得到了廣泛的應用。

對于鋰離子電池而言，固體鋰離子導體，或固態電解質，是影響電池性能的重要因素。目前常見的固體鋰離子導體多由氧化物基化合物、硫基化合物和聚合物構成。其中，氧化物基固體鋰電解質由于離子導電性低、金屬鋰穩定性差以及玻璃化轉變溫度較高等缺陷，未能夠獲得廣泛的應用。硫基固體電解質雖然能夠提供高電導率，但電壓穩定窗口較窄，且在鋰金屬和高壓陰極上都不穩定，需要昂貴的涂層才能發揮作用。聚合物固體電解質較軟，已證明對鋰金屬具有很高的穩定性，然而該類型的固體電解質離子傳導率低，鋰離子遷移率低。也即是說，雖然目前的鋰離子電池性能已獲得了大幅的提升，然而如能夠提供一種性能優良的固態電解質材料，則可以進一步顯著提升鋰離子電池的性能。

因此，目前處理固態電解質的方法及固態電解質，仍有待改進。

發明內容

本申請是基于發明人對以下事實和問題的發現和認識作出的：

近年來反鈣鈦礦型固態電解質(LiRAP)，由于鋰金屬穩定性好和玻璃化轉變溫度低，可形成非晶玻璃無晶界等優點，吸引了研究人員的廣泛關注。雖然LiRAP材料的理論性能較為優越，然而利用LiRAP材料制備的鋰離子電池的性能，卻難以達到其理論上可以獲得的優越性能。發明人經過深入研究發現，這主要是由于在鋰離子電池中，全干燥(電池內部不含水)的狀態下才能夠體現該電池的最好性能。鋰離子電池的上述全干燥狀態需要在230-250攝氏度左右進行處理，而通常LiRAP材料的玻璃化溫度，在100-130攝氏度之間。因此，導致利用LiRAP材料的鋰離子電池，實際無法在較為優選的全干燥狀態下進行組裝使用，或是LiRAP材料需要在含有游離H離子的情況下被使用，進而造成了電池性能的不理想。并且，LiRAP材料一旦經高溫(230-250攝氏度)干燥后，其玻璃化溫度將升高，即：高溫干燥后的LiRAP材料將喪失其玻璃化轉變溫度較低的優勢。因此，如能夠提供一種處理LiRAP固態電解質的方法，使得既可以令LiRAP材料完全干燥，又可以保持LiRAP材料較低的玻璃化溫度，則能夠大幅提高利用該材料制備的鋰離子電池的性能。

本發明旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種可以獲得不含自由氫離子且玻璃化轉變溫度保持較低的處理LiRAP材料的方法。

在本發明的一個方面，本發明提出一種處理反鈣鈦礦型固態電解質的方法。所述反鈣鈦礦型固態電解質包括Li₃OX,所述X為鹵素元素，所述方法包括：將Li₃OX粉末進行干燥處理；以及對經過所述干燥處理的Li₃OX粉末進行球磨處理。經過該方法處理的LiRAP材料中，不含自由氫離子且玻璃化轉變溫度保持較低。

根據本發明的實施例，所述干燥處理的溫度為200～250攝氏度。由此，可以較為充分的進行干燥。