【技术实现步骤摘要】
本公开涉及具有核-壳结构的固体电解质及其制造方法。
技术介绍
1、可充电的二次电池已经广泛地用于小型电子设备(诸如蜂窝电话和笔记本计算机)以及大型车辆(诸如混合动力车辆和电动车辆)中。因此，需要开发具有更高稳定性和能量密度的二次电池。
2、传统的二次电池(secondary battery)主要包括基于有机液体电解质配置的电池(cell)，并且在稳定性和能量密度的改善方面受到限制。
3、使用无机固体电解质的全固态电池基于有机溶剂被排除的技术，并且由于电池可以以更安全和更简单的形式制造而备受关注。
4、在现在开发的固体电解质中，硫化物类固体电解质是全固态电池的最具代表性的固体电解质，并且具有问题，诸如低锂离子传导性、结晶相中的不稳定性、差的大气稳定性、以及窄区域中的高导电相的组成比，并且硫化物类固体电解质的商业化和大规模生产进展缓慢。
5、当硫化物类固体电解质暴露于湿气时，产生有毒的硫化氢，并且硫化物类固体电解质劣化，因此其锂离子传导率降低。硫化物类固体电解质容易暴露于大气，因此在大规模生产中具有困难，并且在全固态电池的商业化中成为障碍。
6、在该
技术介绍
部分中公开的上述信息仅用于增强对本专利技术的
技术介绍
的理解，并且因此上述信息可能包含并不形成在该国为本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
技术实现思路
1、在优选的方面，本公开提供了具有显著改善的大气稳定性和高锂离子传导性的固体电解质。
2、在一个方面，本公
3、[化学式1]
4、liapsbx1c
5、在此，a满足4≤a≤7，b满足3≤b≤7，c满足0≤c≤2，并且x1包括br或i。
6、[化学式2]
7、lidpsex2f
8、在此，d满足4≤d≤7，e满足3≤e≤7，f满足0≤f≤2，x2包括cl或br，并且x1的离子半径大于x2的离子半径。
9、第一电解质可以适当地包括li6ps5br，并且第二电解质可以包括li6ps5cl。
10、第一电解质的粒径d50可以是约1μm至40μm。
11、第二电解质的粒径d50可以是约0.5μm至20μm。
12、第一电解质的粒径d50可以比第二电解质的粒径d50大2倍至5倍。
13、如在此使用的术语“d50”是指中值颗粒直径或中值粒径。
14、固体电解质的粒料密度可以是约1.8g/ml至2.0g/ml。
15、固体电解质的平均颗粒直径可以是约100μm至300μm。
16、当固体电解质在室温下与具有约20wt％水分含量的空气接触时，固体电解质的硫化氢产生量可以等于或小于约100000ppm/g。
17、固体电解质可以进一步包括表层，表层涂覆在壳体的表面上并且包括由化学式3表示的第三电解质。
18、[化学式3]
19、ligpshx3i
20、在此，g可以满足4≤g≤7，h可以满足3≤h≤7，i可以满足0≤i≤2，x3可以包括cl，并且x2的离子半径可以大于x3的离子半径。
21、第一电解质可以适当地包括li6ps5i，第二电解质可以适当地包括li6ps5br，并且第三电解质可以适当地包括li6ps5cl。
22、在另一方面，本公开提供一种制造固体电解质的方法。该方法包括：制备由化学式1表示的第一电解质：制备由化学式2表示的第二电解质：制备包括第一电解质和第二电解质的混合物；以及通过向混合物施加剪切应力来制造固体电解质，固体电解质包括包含第一电解质的核体和包含第二电解质并且被涂覆在所述核体的表面上的壳体。
23、[化学式1]
24、liapsbx1c
25、在此，a满足4≤a≤7，b满足3≤b≤7，c满足0≤c≤2，并且x1包括br或i。
26、[化学式2]
27、lidpsex2f
28、在此，d满足4≤d≤7，e满足3≤e≤7，f满足0≤f≤2，x2包括cl或br，并且x1的离子半径大于x2的离子半径。
29、制备第一电解质的步骤可以包括通过将第一前体溶解在第一有机溶剂中来制备第一溶液，通过在约80℃至150℃的温度下干燥第一溶液来制备第一粉末，以及在约200℃至600℃的温度下热处理第一粉末约达1小时至24小时。
30、制备第二电解质的步骤可以包括通过将第二前体溶解在第二有机溶剂中制备第二溶液，通过在约80℃至150℃的温度下干燥第二溶液来制备第二粉末，在约200℃至600℃的温度下热处理第二粉末达约1小时至24小时，以及研磨热处理的第二粉末。
31、混合物可以包括摩尔比为约1：3至5的第一电解质和第二电解质。
32、通过将混合物放入容器中并以约69m/s至100m/s的转速搅拌容器约10分钟至3小时，可以将剪切应力施加至混合物。
33、如本文中所描述的固体电解质的粒料密度可以是约1.8g/ml至2.0g/ml。如本文中所描述的固体电解质的平均颗粒直径可以是约100μm至300μm。
34、当固体电解质在室温下与水分含量为约20wt％的空气接触时，如本文所述的固体电解质的硫化氢产生量可以等于或小于约100000ppm/g。
35、还提供了包括如本文所述的固体电解质的全固态电池。
36、进一步提供了包括如本文中描述的全固态电池的车辆。
37、下文讨论了本专利技术的其他方面。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种固体电解质，包括：
2.根据权利要求1所述的固体电解质，其中：
3.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述第一电解质的粒径D50为1μm至40μm。
4.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述第二电解质的粒径D50是0.5μm至20μm。
5.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述第一电解质的粒径D50是所述第二电解质的粒径D50的2倍至5倍。
6.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述固体电解质的粒料密度为1.8g/ml至2.0g/ml。
7.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述固体电解质的平均颗粒直径是100μm至300μm。
8.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，当所述固体电解质在室温下与具有20wt％水分含量的空气接触时，所述固体电解质的硫化氢产生量等于或小于100000ppm/g。
9.根据权利要求1所述的固体电解质，进一步包括表层，所述表层设置在所述壳体的表面上并且包含由化学式3表示的第三电解质，
10.根据权利要求9所述的固体
11.一种制造固体电解质的方法，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其中，制备所述第一电解质包括：
13.根据权利要求11所述的方法，其中，制备所述第二电解质包括：
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述第一电解质的粒径D50为1μm至40μm，其中所述第二电解质的粒径D50为0.5μm至9μm，其中所述第一电解质的粒径D50是所述第二电解质的粒径D50的2倍至5倍。
15.根据权利要求11所述的方法，其中，当所述固体电解质在室温下与具有20wt％水分含量的空气接触时，所述固体电解质的硫化氢产生量等于或小于100000ppm/g。
...【技术特征摘要】
1.一种固体电解质，包括：
2.根据权利要求1所述的固体电解质，其中：
3.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述第一电解质的粒径d50为1μm至40μm。
4.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述第二电解质的粒径d50是0.5μm至20μm。
5.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述第一电解质的粒径d50是所述第二电解质的粒径d50的2倍至5倍。
6.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述固体电解质的粒料密度为1.8g/ml至2.0g/ml。
7.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，所述固体电解质的平均颗粒直径是100μm至300μm。
8.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，当所述固体电解质在室温下与具有20wt％水分含量的空气接触时，所述固体电解质的硫化氢产生量等于或小于100000ppm/...
【专利技术属性】
技术研发人员：李尚树，金昭英，李尚宪，闵泓锡，宋仁雨，郑沃敦，宋瑀燮，李荣晟，尹昭映，尹瑛燮，权世晩，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：
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