针状硫化物类固体电解质的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种针状硫化物类固体电解质的制备方法。所述方法可以包括：制备包含有机溶剂、Li2S、P2S5和LiCl的固体电解质混合物；通过在约30至60℃的温度下搅拌固体电解质混合物约22至26小时从而合成固体电解质；以约80至120rpm的速度第一次搅拌固体电解质约5至10分钟；第一次搅拌之后，以约250至300rpm的速度第二次搅拌经过第一次搅拌的固体电解质；真空干燥经过第二次搅拌的固体电解质约12至24小时；并且在约350至550℃的温度下热处理经过真空干燥的固体电解质约1至5小时从而获得针状硫化物类固体电解质。

Preparation of acicular sulfide solid electrolytes

The invention relates to a preparation method of acicular sulfide solid electrolyte. The method can include: preparing solid electrolyte mixtures containing organic solvents, Li2S, P2S5 and LiCl; synthesizing solid electrolyte by stirring the solid electrolyte mixtures for about 22 to 26 hours at temperatures of about 30 to 60 degrees Celsius; stirring the solid electrolyte for about 5 to 10 minutes at a speed of about 80 to 120 rpm for the first time; stirring the solid electrolyte for the second time at a speed of about 250 to 300 rpm after the first stirring. Solid electrolytes mixed with first stirring, vacuum drying and second stirring for about 12 to 24 hours, and vacuum drying for about 1 to 5 hours after heat treatment at about 350 to 550 degrees Celsius to obtain acicular sulfide solid electrolytes.

【技术实现步骤摘要】
针状硫化物类固体电解质的制备方法
本专利技术涉及针状硫化物类固体电解质的制备方法。所述方法可以改进全固体电池的充电容量和放电容量，并且可以减少充电和放电过程中充电容量和放电容量的降低。
技术介绍
近年来，已经提出通过在极性有机溶剂中反应Li2S-P2S5从而合成硫化物类固体电解质的方法作为用于合成硫化物类固体电解质的批量生产方法。然而，由于反应在溶剂中进行，获得具有异相球形形状的无定形颗粒作为硫化物类固体电解质。无定形固体电解质具有较小的比表面积，因此在复合电极中固体电解质和电极活性材料之间的接触面积可能减小。在相关技术中，已经公开了混合两种对电解质的硫组分具有不同溶解度的溶剂从而控制微粒的方法，但是其与针状硫化物类固体电解质不相关。此外，已经公开了通过使用研磨机和保温反应容器对颗粒进行精细粉末化的方法，但是在所述方法中，反应设备的尺寸可能显著增加。公开于
技术介绍
部分的上述信息仅仅旨在加深对本专利技术
技术介绍
的理解，因此其可以包含的信息并不构成在本国已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
在优选的方面，提供了一种针状硫化物类固体电解质的制备方法。所述方法可以制备针状硫化物类固体电解质，所述电解质可以改进充电容量和放电容量并且即使充电和放电的循环次数增加也可以减少充电容量和放电容量的降低。在一个方面，本专利技术提供了一种针状硫化物基固体电解质的制备方法。所述方法可以包括：制备包含有机溶剂、Li2S、P2S5和LiCl的固体电解质混合物；通过搅拌固体电解质混合物从而合成固体电解质；以约80至120rpm的速度第一次搅拌固体电解质约5至10分钟；第一次搅拌之后，以约250至300rpm的速度第二次搅拌经过第一次搅拌的固体电解质；真空干燥经过第二次搅拌的固体电解质；并且在350至550℃下热处理经过真空干燥的固体电解质约1至5小时从而获得针状硫化物类固体电解质。在优选的实施方案中，有机溶剂可以包括选自如下的至少一者：乙酯类有机溶剂、甲酯类有机溶剂、丙酯类有机溶剂、丁酯类有机溶剂和戊酯类有机溶剂。有机溶剂可以是乙酸乙酯。固体电解质混合物可以合适地包含选自Li2SO4、P2S3、P2O5和GeS2中的至少一种。优选地，可以合适地通过在约30至60℃的温度下搅拌固体电解质混合物约22至26小时从而合成固体电解质。真空干燥可以合适地进行约12至24小时。可以合适地在约20至60℃的温度下进行经过第二次搅拌的固体电解质的真空干燥。优选地，针状硫化物类固体电解质可以具有0.2至1.0m2/g的比表面积。优选地，在固体电解质的第一次搅拌的过程中，可以避免Li2S、P2S5和LiCl的粘着，并且Li2S、P2S5和LiCl可以均匀混合。优选地，在经过第一次搅拌的固体电解质的第二次搅拌的过程中，有机溶剂可以与Li2S、P2S5和LiCl反应。本文还提供了通过本文所述的方法制备的电解质。还提供了可以包括本文描述的电解质的全固体电池。还提供了包括本文描述的全固体电池的车辆。因此，即使充电和放电循环次数增加，全固体电池的充电容量和放电容量可以得到改进并且充电容量和放电容量的降低可以减少。下面讨论本专利技术的其它方面。附图说明接下来将参照某些示例性实施例及其所显示的附图详细地描述本专利技术的以上和其它特征，在此之后所给附图仅作为显示的方式，因而对本专利技术是非限定性的，其中：图1显示了根据本专利技术的示例性实施方案的针状硫化物类固体电解质的示例性制备方法；图2A、图2B和图2C为实施例1在热处理之前的微观图；图3A、图3B和图3C为实施例1在热处理之后的微观图；图4A、图4B和图4C为对比实施例1在热处理之前的微观图；图5A、图5B和图5C为对比实施例1在热处理之后的微观图；图6为通过测量对比实施例1、对比实施例2和实施例1的容量随着循环(充电和放电)次数的变化所获得的曲线图；并且图7为通过测量对比实施例1、对比实施例2和实施例1的容量随着循环(充电和放电)次数的变化所获得的曲线图。应当了解，附图不必按比例，显示了说明本专利技术的基本原理的各种优选特征的略微简化的画法。本文所公开的本专利技术的具体设计特征(包括例如具体尺寸、方向、位置和形状)将部分地由具体所要应用和使用的环境来确定。在这些图中，贯穿附图的多幅图，附图标记涉及本专利技术的相同或等同的部分。具体实施方式接下来将详细引用本专利技术的各个实施方案，实施方案的示例被显示在所附附图中并被描述如下。虽然将结合示例性实施方案描述本专利技术，但是应当了解，本说明书并非要将本专利技术限制于那些示例性实施方案。相反，本专利技术旨在不但覆盖这些示例性实施方案，而且覆盖可以被包括在由所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围之内的各种替换、修改、等效方式和其它实施方案。通过关于附图的如下优选的实施例将容易地理解本专利技术的上述主题、其它主题、特征和优点。然而，本专利技术不限于本文描述的实施例，而是可以以各种不同形式实施。相反，本文引入的实施例使得公开的内容彻底并且完整，并且向本领域技术人员充分传达本专利技术的精神。在描述每幅图时，相同的附图标记用于相同的组成元件。在附图中，为了使本专利技术清楚起见，结构的尺寸显示得比实际尺寸更大。例如第一和第二的术语可以用于解释各个组成元件，但是组成元件不受所述术语的限制。所述术语仅用于区分一个组成元件和另一个组成元件。例如，不偏离本专利技术的范围，第一组成元件可以被称为第二组成元件，并且相似地，第二组成元件可以被称为第一组成元件。除非单数表述在上下文中具有明确相反的含义，本文使用的单数表述包括复数表述。在本申请中，应理解术语“包括”或“具有”旨在表示存在说明书中描述的特征、数目、步骤、操作、组成元件和部件或其组合，而不预先排除存在或加入一个或多个其它特征、数目、步骤、操作、组成元件、组件或其组合的可能性。此外，一个部件(例如层、膜、区域和板)存在于另一个部件“上方”的情况不仅包括部件直接位于另一个部件上的情况，而且包括其间仍然存在另一个部件的情况。相反，一个部件(例如层、膜、区域和板)存在于另一个部件“下方”的情况不仅包括部件直接位于另一个部件下的情况，而且包括其间仍然存在另一个部件的情况。此外，除非特别声明或者从上下文显而易见的，本文所使用的术语“约”被理解为在本领域的正常公差范围内，例如在平均2个标准偏差内。“约”可被理解为在指定值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％之内。除非从上下文清楚的，本文提供的所有数值通过术语“约”修改。应当理解，此处所使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似术语一般包括机动车辆，例如包括运动型多用途车辆(SUV)、大客车、卡车、各种商用车辆的乘用汽车，包括各种舟艇、船舶的船只，航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、可插式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其它替代性燃料车辆(例如源于非石油的能源的燃料)。正如此处所提到的，混合动力车辆是具有两种或更多动力源的车辆，例如汽油动力和电力动力两者的车辆。除非另有声明，本文使用的所有术语(包括技术术语和科技术语)具有正如本专利技术所属领域的技术人员通常理解的相同含义。还应理解常用词典中定义的术语应被解释为具有与相关技术和本公开的上下文中的含义一致的含义，除非本文清楚定义，不应本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种针状硫化物类固体电解质的制备方法，包括：制备包含有机溶剂、Li2S、P2S5和LiCl的固体电解质混合物；通过在30至60℃的温度下搅拌固体电解质混合物22至26小时从而合成固体电解质；以80至120rpm的速度第一次搅拌固体电解质5至10分钟；第一次搅拌之后，以250至300rpm的速度第二次搅拌经过第一次搅拌的固体电解质；真空干燥经过第二次搅拌的固体电解质12至24小时；并且在350至550℃的温度下热处理经过真空干燥的固体电解质1至5小时从而获得针状硫化物类固体电解质。

【技术特征摘要】
2017.10.13 KR 10-2017-01333371.一种针状硫化物类固体电解质的制备方法，包括：制备包含有机溶剂、Li2S、P2S5和LiCl的固体电解质混合物；通过在30至60℃的温度下搅拌固体电解质混合物22至26小时从而合成固体电解质；以80至120rpm的速度第一次搅拌固体电解质5至10分钟；第一次搅拌之后，以250至300rpm的速度第二次搅拌经过第一次搅拌的固体电解质；真空干燥经过第二次搅拌的固体电解质12至24小时；并且在350至550℃的温度下热处理经过真空干燥的固体电解质1至5小时从而获得针状硫化物类固体电解质。2.根据权利要求1所述的针状硫化物类固体电解质的制备方法，其中，所述有机溶剂包括选自如下的至少一者：乙酯类有机溶剂、甲酯类有机溶剂、丙酯类有机溶剂、丁酯类有机溶剂和戊酯类有机溶剂。3.根据权利要求1所述的针状硫化物类固体电解质的制备方法，所述有机溶剂为乙酸乙酯。4.根据权利要求1所述的针状硫化物类固体电解质的制备方法，其中，所述固体电解质混合物进一步包含选自Li2SO4、P2S3、P2O5和GeS2中的至少一种。5.根据权利要求1所述的针状硫化物类固体电解质的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：权五珉，尹龙燮，卢圣友，吴胜贤，崔善镐，申东彧，朴璨辉，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，汉阳大学校产学协力团，
类型：发明
国别省市：韩国,KR