[發明專利]含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質

在審

• 申請號: 202111166201.5
• 申請日: 2021-09-30
• 公開（公告）號: CN115911522A
• 公開（公告）日: 2023-04-04
• 發明（設計）人: 吳凡;王朔;李泓
• 申請（專利權）人: 天目湖先進儲能技術研究院有限公司;長三角物理研究中心有限公司;中國科學院物理研究所
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0525
• 代理公司: 天津知川知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 12249
• 代理人: 鄭聰

1.一種含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，鋰Li、磷P、硫S、摻雜元素M，材料結構因子Δ為468.7±1～887.7±1，其中，Δ＝{N(Li)×312.5+N(P)×346}×4，式中，N(Li)表示的是Li的原子百分比，N(P)表示的是P的原子百分比。

2.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，鋰Li、磷P、硫S、摻雜元素M的組成為：0＜N(Li)≤0.67，0＜N(P)≤0.375，0.3125≤N(S)≤0.625，0.03≤N(M)≤0.2，式中，N(Li)表示的是Li的原子百分比，N(P)表示的是P的原子百分比，N(S)表示的是S的原子百分比，N(M)表示摻雜元素M的原子百分比，各元素之和為100％；元素組成范圍內材料的熱分解溫度≥300℃。

3.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，材料結構因子Δ為600±1～887.7±1，其中，Δ＝{N(Li)×312.5+N(P)×346}×4，式中，N(Li)表示的是Li的原子百分比，N(P)表示的是P的原子百分比。

4.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，鋰Li、磷P、硫S元素的組成為：為0.093≤N(Li)≤0.55，0.12≤N(P)≤0.375，0.33≤N(S)≤0.525，0.12≤N(M)≤0.2，式中，N(Li)表示的是Li的原子百分比，N(P)表示的是P的原子百分比，N(S)表示的是S的原子百分比，N(M)表示摻雜元素M的原子百分比，各元素之和為100％；元素組成范圍內材料的熱分解溫度≥500℃。

5.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，元素M為氧O、硒Se、氟F、氯Cl、溴Br、碘I非金屬元素或者鎂Mg、鈣Ca、鍶Sr、鋅Zn、鈧Sc、銻Sb、硅Si、鍺Ge、錫Sn、硼B、鋁Al、鎵Ga、銦In、鈦Ti、鋯Zr、釩V、鈮Nb、銅Cu、鎳Ni、錳Mn、鉻Cr、銀Ag、鑭La、鈰Ce、鋱Tb、碲Te、鉛Pb、砷As、鉍Bi等金屬元素中的至少一種。

6.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，所述硫化物電解質，450℃以下不會出現放熱峰；或者，會是在210～320℃附近出現相轉變峰，但不會出現相分解的放熱峰。

7.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，所述硫化物電解質的X射線衍射中，在2θ＝34±0.5deg之前具有較強的衍射主峰，所呈現的結晶主峰不會出現在2θ＝34±0.5deg之后。

8.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，所述硫化物電解質的300℃以上的X射線衍射中，在2θ＝26.5±0.5deg附近會出現結晶相A的結晶峰；或在2θ＝32.5±0.5deg附近會出現結晶相B的結晶峰。

9.根據權利要求1所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質，其特征在于，所述硫化物電解質的離子導電率為3mS/cm以上，電子電導率不高于1×10^-10S/cm；在L*a*b*色度系統的亮度L*值為50.0～80.0；密度為1.5～3.0g/cm³。

10.含有權利要求1～9任一項所述含摻雜元素的耐高溫硫化物電解質的電池。