[發明專利]一種鹵化物固態電解質及其制備方法和全固態電池的制備方法

在審

• 申請號: 202211072887.6
• 申請日: 2022-09-02
• 公開（公告）號: CN115332621A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 張典政;陳規偉;冀亞娟
• 申請（專利權）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0525
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 陳小龍

1.一種鹵化物固態電解質，其特征在于，所述鹵化物固態電解質包括Li_2+aM_1-aN_aF_bCl_6-b，其中，M包括Zr、Y、In、Sc、Er或Ga中的任意一種，N包括Fe、Al、Ti、Mn或Zn中的任意一種，0a≤0.5，0b≤2。

2.一種如權利要求1所述的鹵化物固態電解質的制備方法，其特征在于，所述制備方法包括：

將干燥后的LiCl、LiF、MCl_x和NCl_y依次進行第一球磨和煅燒處理后得到所述鹵化物固態電解質，其中，x為3或4，2≤y≤4。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于，所述LiCl、LiF、MCl_x和NCl_y的摩爾比為(0.5～3)：(0.1～2)：(0.1～1)：(0.1～1)。

4.根據權利要求2或3所述的制備方法，其特征在于，所述干燥的溫度為120～180℃；

優選地，所述干燥的時間為6～10h；

優選地，所述第一球磨之前進行第一研磨。

5.根據權利要求2-4任一項所述的制備方法，其特征在于，所述第一球磨的氣氛包括氬氣氣氛；

優選地，所述第一球磨的球料比為(5～40):1；

優選地，所述第一球磨包括低速球磨和高速球磨；

優選地，所述低速球磨的速率為200～400rpm；

優選地，所述低速球磨的時間為1.5～2.5h；

優選地，所述高速球磨的速率為400～800rpm；

優選地，所述高速球磨的時間為24～40h；

優選地，所述煅燒處理的溫度為250～400℃；

優選地，所述煅燒處理的氣氛包括氬氣氣氛；

優選地，所述煅燒處理的時間為3～10h。

6.一種全固態電池的制備方法，其特征在于，所述全固態電池包括如權利要求1所述鹵化物固態電解質，所述制備方法包括：

(1)將第一鹵化物固態電解質、正極主材和導電劑依次進行第二研磨和第二球磨得到復合正極粉末；

(2)將第二鹵化物固態電解質加入模型電池中，進行第一冷壓處理后，將步驟(1)所述復合正極粉末加入模型電池的一側，進行第二冷壓處理，將負極金屬片貼在模型電池的另一側，進行第三冷壓處理，得到全固態電池。

7.根據權利要求6所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述正極主材包括NCM622、NCN712、NCM811、N90、磷酸鐵鋰、錳酸鋰或鈷酸鋰中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，步驟(1)所述導電劑包括導電炭黑、石墨烯、碳納米管、碳納米纖維或科琴黑中的任意一種或至少兩種的組合；

優選地，以所述復合正極粉末的質量為100％計，步驟(1)所述第一鹵化物固態電解質占所述復合正極粉末的質量分數為15～40wt％；

優選地，以所述復合正極粉末的質量為100％計，步驟(1)所述正極主材占所述復合正極粉末的質量分數為55～80wt％；

優選地，以所述復合正極粉末的質量為100％計，步驟(1)所述導電劑占所述復合正極粉末的質量分數為2～10wt％。

8.根據權利要求6或7所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)所述第二球磨的時間為4～8h；

優選地，步驟(1)所述第二球磨的速率為200～400rpm。

9.根據權利要求6-8任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述第二鹵化物固態電解質的質量為80～120mg；

優選地，步驟(2)所述復合正極粉末的質量為10～30mg；

優選地，步驟(2)所述負極金屬片包括Li-Fe合金、Li-In合金、Li-Mg合金、Li-Zn合金、Li-Al合金、銦片或鋰片中的任意一種；

優選地，步驟(2)所述負極金屬片的厚度為0.1～0.2mm。

10.根據權利要求6-9任一項所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述第一冷壓處理的壓力為300～500Mpa；

優選地，步驟(2)所述第一冷壓處理的時間≥5min

優選地，步驟(2)所述第二冷壓處理的壓力為300～400Mpa；

優選地，步驟(2)所述第二冷壓處理的時間≥5min；

優選地，步驟(2)所述第三冷壓處理的壓力為50～150Mpa；

優選地，步驟(2)所述第三冷壓處理的時間≥5min。