[發(fā)明專利]電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)及其制備方法和全固態(tài)電池

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210096183.6
• 申請(qǐng)日: 2022-01-26
• 公開（公告）號(hào): CN114497712A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳偉林;許曉雄;林久;唐光盛;戈志敏
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江鋒鋰新能源科技有限公司
• 主分類號(hào): H01M10/0562
• 分類號(hào): H01M10/0562;H01M4/131;H01M4/62;H01M10/0525;C01B17/22;C01B25/14;C01G23/00
• 代理公司: 寧波實(shí)鈞知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33466
• 代理人: 王月玲

1.一種電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)，其特征在于：利用過渡金屬硫化物、含鋰硫化物以及硫化物固體電解質(zhì)復(fù)合，經(jīng)熱處理后過渡金屬硫化物與含鋰硫化物反應(yīng)生成含鋰過渡金屬硫化物，進(jìn)而構(gòu)建一種相互嵌合的含鋰過渡金屬硫化物的電子-離子混合導(dǎo)體硫化物固體電解質(zhì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)，其特征在于：所述含鋰過渡金屬硫化物包括Li_xM_y1S_z1，其中，1≤x≤10，1≤y1≤5，1≤z≤16，M包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg中的至少一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)，其特征在于：所述硫化物固體電解質(zhì)包括二元硫化物固體電解質(zhì)、LGPS型晶體硫化物固體電解質(zhì)、Thio-LiSICON系列、硫銀鍺礦型晶體硫化物固體電解質(zhì)中的至少一種；

所述二元硫化物固體電解質(zhì)以Li₂S-P₂S₅為主體，具體為(100-a)Li₂S·a P₂S₅，a＝20-40；b Li₂S·a P₂S₅·c LiBr·d LiI，b:a＝3～4，(c+d)/(a+b+c+d)＝5～50％。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)，其特征在于：所述過渡金屬硫化物包括M_y2S_z2，其中，1≤y2≤5,1≤z2≤9，M包括Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Y、Zr、Nb、Mo、Tc、Ru、Pd、Ag、Cd、Hf、Ta、W、Re、Os、Ir、Pt、Au、Hg中的至少一種。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)，其特征在于：所述含鋰硫化物包括Li₂S、Li₂S₂、Li₂S₄、Li₂S₆、Li₂S₈中的至少一種。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)，其特征在于：所述過渡金屬硫化物、含鋰硫化物和硫化物固體電解質(zhì)按照摩爾份數(shù)(1-30)：(1-30)：(40-98)復(fù)合。

7.電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)及其制備方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、將硫化物固體電解質(zhì)、過渡金屬硫化物及含鋰硫化物充分混合均勻；

步驟二、將混合后的粉體進(jìn)行熱處理,過渡金屬硫化物與含鋰硫化物反應(yīng)得到含鋰過渡金屬硫化物，進(jìn)而得到一種含鋰過渡金屬硫化物的電子-離子混合導(dǎo)體硫化物固體電解質(zhì)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)及其制備方法，其特征在于：所述步驟二中的熱處理溫度為160℃～680℃，升溫速率為1～10℃/min，保溫時(shí)間為1h～30h。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)及其制備方法，其特征在于：所述步驟一中混合后的粉體經(jīng)100目篩過篩處理。

10.一種全固態(tài)電池，其特征在于：包括正極、負(fù)極以及設(shè)置于正極與負(fù)極之間的如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的含鋰過渡金屬硫化物的電子-離子混合導(dǎo)體電解質(zhì)。