一种含卤素晶体硫化物固态电解质规模化制备方法技术

本发明专利技术主要涉及硫化物固态电解质技术领域，提供了一种成本低、精度高、安全性好、损耗小、环保节能、适用于产业化的制备含卤素族元素的晶体硫化物固态电解质材料的方法，包括如下步骤：（1）将Li源、Si源、P源、S源、Cl源原材料按设计比例称重；（2）将Li源、芳香族化合物放入醚类溶剂搅拌配置成溶液；（3）将步骤（1）中部分S源加入到上述溶液中，加热搅拌后形成悬浊液；（4）分离悬浊液，干燥后获得固相沉淀；（5）将Si源和步骤（1）中剩余S源利用行星式球磨机进行混合，获得混合物；（6）将固相沉淀、混合物、P源、Cl源利用行星式球磨机进行混合；（7）将步骤（6）中混合产物在惰性气氛下进行烧结，即得到含卤素族的硫化物电解质。

A large scale preparation method of solid electrolyte containing halide crystal sulfide

【技术实现步骤摘要】
一种含卤素晶体硫化物固态电解质规模化制备方法
本专利技术属于无机固态电解质领域，具体涉及一种含卤素晶体硫化物固态电解质规模化制备方法。
技术介绍
随着科学技术的高速发展，锂离子电池以其优越的性能广泛应用于消费电子、医疗电子、电动汽车、轨道交通、移动储能、智能电网、航空航天及国防军事等领域，这些领域对电池的能量密度、功率密度和安全性提出了更高的要求。而常规体系的锂离子电池已经处于能量密度的“瓶颈”，中美日等科学家一致认为，可规模化锂离子电池的能量密度无法超过350W·h/Kg，而且在其能量密度提高的过程中，易挥发、易燃烧的有机液态电解质极易诱发安全事故。以不易燃的固态电解质替代有机液态电解液的固态电池是解决现有锂离子电池“瓶颈”问题的主要解决方案之一，其中以高离子电导率的硫化物固态电解质为主要发展方向。非专利文献1中公开了Li-Ge-P-S基晶体固态电解质体系，其离子电导率在12ms/cm；非专利文献2中公开了Li-Si-P-S-Cl晶体固态电解质（结构与Li-Ge-P-S基晶体固态电解质体系一致），其离子电导率在25ms/cm；已经远超本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含卤素族元素的晶体硫化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n（1）将Li源、Si源、P源、S源、Cl源原材料按设计比例称重；/n（2）将Li源、芳香族化合物放入醚类溶剂搅拌配置成溶液；/n（3）将步骤（1）中部分S源加入到上述溶液中，加热搅拌后形成悬浊液；/n（4）分离悬浊液，干燥后获得固相沉淀；/n（5）将Si源和步骤（1）中剩余S源利用行星式球磨机进行混合，获得混合物；/n（6）将固相沉淀、混合物、P源、Cl源利用行星式球磨机进行混合；/n（7）将步骤（6）中混合产物在惰性气氛下进行烧结，即得到含卤素族的硫化物电解质。/n

【技术特征摘要】
1.一种含卤素族元素的晶体硫化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
（1）将Li源、Si源、P源、S源、Cl源原材料按设计比例称重；
（2）将Li源、芳香族化合物放入醚类溶剂搅拌配置成溶液；
（3）将步骤（1）中部分S源加入到上述溶液中，加热搅拌后形成悬浊液；
（4）分离悬浊液，干燥后获得固相沉淀；
（5）将Si源和步骤（1）中剩余S源利用行星式球磨机进行混合，获得混合物；
（6）将固相沉淀、混合物、P源、Cl源利用行星式球磨机进行混合；
（7）将步骤（6）中混合产物在惰性气氛下进行烧结，即得到含卤素族的硫化物电解质。


2.根据权利要求1所述的一种含卤素族元素的晶体硫化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于：所述原材料的元素摩尔比为Li：Si：P：S：Cl=（6-12）:（0-2）:（0-2）:（10-12）:（0-2）；所述Li源为Li2S、LiCl、Li2CO3、LiOH、醋酸锂或金属锂中的至少一种；所述Si源为SiS2、SiO2、SiC或Si中的至少一种；所述P源为P2S5、P2O5、红磷、黄磷或磷酸中的至少一种；所述S源为Li2S、P2S5、SiS2或S中的至少一种；所述Cl源为LiCl、液氯、氯仿或含氯有机物中的至少一种。


3.根据权利要求1所述的一种含卤素族元素的晶体硫化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）加热温度为50~100℃。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴凡，王朔，李泓，
申请(专利权)人：天目湖先进储能技术研究院有限公司，长三角物理研究中心有限公司，中国科学院物理研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32