[發明專利]固態電解質及其制備方法與包含其的電化學裝置及電子裝置

有效

• 申請號: 201910063614.7
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號: CN109761265B
• 公開（公告）日: 2020-08-14
• 發明（設計）人: 周墨林;徐磊敏;鄭建明;蓋建麗
• 申請（專利權）人: 寧德新能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562
• 代理公司: 北京律盟知識產權代理有限責任公司 11287
• 代理人: 林斯凱

本申請實施例涉及一種固態電解質及其制備方法與包含其的電化學裝置及電子裝置。該固態電解質，其包括含鋰過渡金屬硫化物，所述含鋰過渡金屬硫化物的化學式為Li_2?2a+bCd_1+aM_cGe_1?dS₄，其中，M選自由Al、Ga、In、Si、Sn及其組合所組成的群組，0<a≤0.25，0≤b≤0.2，0≤c≤0.2，且0≤d≤0.2。本申請實施例通過提供上述具有thio?LISICON結構且不含磷(P)的固態電解質，有效的改善了傳統的硫磷化物固態電解質在大氣環境下化學穩定性差的缺點，使其能有同時具有良好的化學穩定性和較高的離子電導率，進而降低所述固態電解質的加工環境需求及其制造成本。

技術領域

本申請的實施例涉及電化學裝置技術領域，更具體地，涉及固態電解質及其制備方法。

背景技術

以下說明及實例并不由于其包含于此章節中而被認為是現有技術。

電化學裝置(例如，鋰離子電池)已伴隨著科技的進步及環保要求的提高進入了我們日常的生活。然而傳統的鋰離子電池需使用易燃的有機溶劑作為電解液，故而存在著很大的安全隱患。特別的，為了滿足電子裝置對于電化學裝置的高能量性能的需求，使得電化學裝置的能量密度越來越高，伴隨而來的安全風險也越來越突出。因此，探索具有良好安全性能的電化學裝置就顯得尤為重要。

為了從根源上解決上述安全問題，引入固態電解質來替代有機電解液是其中一個可行的解決方案。然而傳統的固態電解質依然存在離子電導率過低或是化學穩定性不足的問題，因此，有必要對傳統的固態電解質做進一步的改良以獲得同時具有較高離子電導率及良好的化學穩定性的固態電解質。

發明內容

鑒于背景技術中存在的問題，本申請的目的在于提供一種優化了在大氣環境下的化學穩定性且具有較高離子電導率的固態電解質及其組裝而成的電化學裝置。

本申請的一些實施例提供一種固態電解質，其包括含鋰過渡金屬硫化物，所述含鋰過渡金屬硫化物的化學式為Li_2-2a+bCd_1+aM_cGe_1-dS₄，其中，M選自由Al、Ga、In、Si、Sn及其組合所組成的群組，0<a≤0.25，0≤b≤0.2，0≤c≤0.2，且0≤d≤0.2。

根據本申請的一些實施例，所述含鋰過渡金屬硫化物屬于正交晶系。

根據本申請的一些實施例，所述含鋰過渡金屬硫化物具有thio-LISICON型晶體結構。

根據本申請的一些實施例，所述thio-LISICON型晶體結構的基本組成單元包含LiS₄、CdS₄、MS₄和GeS₄四面體結構單元。