【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本公开涉及固体电解质和包括该固体电解质的全固态电池。
技术介绍
1、可再充电锂电池广泛用作用于驱动小型电子装置(诸如移动电话、膝上型计算机、智能电话等)的电源，并且更广泛地用作用于驱动电动车辆和存储用于能量存储设备等的电力的电源。
2、可再充电锂电池的最常见类型是锂离子电池，其使用液体电解质，因而存在问题(例如，泄漏、点燃、爆炸等的潜在危险)。
3、最近，作为解决锂离子电池的问题的下一代电池，其中用固体电解质代替液体电解质的“全固态电池”成为焦点。然而，固体电解质的离子电导率比液体电解质的离子电导率低，因此具有对电极和电解质之间的离子移动的界面电阻的问题。因此，对于全固态电池的工业批量生产，需要降低固体电解质的离子电导率以及电极和电解质之间的离子运动的界面电阻。
4、另一方面，当全固态电池被制造成具有微芯片形状时，全固态电池基本上具有电池特性，并且还可基于其尺寸和形状与it部件(诸如mlcc、功率电感器部件等)一起使用。在微芯片型全固态电池中，从生态友好性、产品性能和批量生产的角度来看，使用氧化物基固体电解质而不是硫化物基固体电解质或聚合物基固体电解质是有利的。然而，通常已知的氧化物基固体电解质具有非晶玻璃结构，因此在用于制造微芯片型全固态电池的共烧制过程中可能热膨胀或容易破裂。
技术实现思路
1、【技术问题】
2、一个实施例提供了一种特定成分体系的氧化物作为固体电解质(第一固体电解质)，该固体电解质(第一固体电解质)能够增加离子电导
3、另一实施例提供了一种固体电解质(第二固体电解质)，该固体电解质(第二固体电解质)通过同时进一步包括特定成分体系的氧化物作为第一组分和另一成分体系的氧化物或盐作为第二组分而具有进一步改善的离子电导率。
4、另一实施例提供了一种全固态电池，全固态电池包括根据第一实施例的固体电解质和根据第二实施例的固体电解质中任一种的固体电解质。
5、【技术方案】
6、一个实施例提供了第一固体电解质。
7、所述第一固体电解质可以是包括li、si、b、zr和p的氧化物。
8、在所述第一固体电解质中，基于100mol％的2li、si、2b、zr和2p的总量，包括的2li的量可大于或等于约40mol％且小于或等于约80mol％，包括的si的量可大于约0mol％且小于或等于约30mol％，包括的2b的量可大于约0mol％且小于或等于约60mol％，包括的zr的量可大于约0mol％且小于或等于约50mol％，并且包括的2p的量可大于约0mol％且小于或等于约60mol％。
9、所述第一固体电解质中2li/(si+2b+zr)的摩尔分数可为约0.5至约5。
10、所述第一固体电解质可由化学式1表示：
11、[化学式1]
12、a(li2o)·b(sio2)·c(b2o3)·d(p2o5)·e(zro2)
13、其中，在化学式1中，a至e是表示摩尔分数的实数，40≤a≤60，0<b≤30，0<c≤60，0<d≤60，并且0<e≤50。
14、a、b、c、d和e可满足a+b+c+d+e＝100。
15、所述第一固体电解质的软化点可大于或等于约500℃且小于或等于约550℃。
16、所述第一固体电解质可以是玻璃或玻璃陶瓷。
17、所述第一固体电解质可以是玻璃陶瓷，并且在使用cu-kα的x射线衍射(xrd)分析中可出现li3po4晶相，并且具体地，在非晶结构中可存在尺寸大于或等于约1nm且小于或等于约10nm的li3po4晶相。
18、所述第一固体电解质可具有大于或等于约1.0×10-8s/cm的离子电导率。
19、另一实施例提供了一种第二固体电解质。
20、所述第二固体电解质可包括：包括li、si、b、zr和p的氧化物；并且还可包括作为第二组分的包括li、al、na、mg、k、ca、ti、v、cr、mn、fe、co、ni、cu、zn、ga、se、rb、s、y、nb、mo、ag、in、sn、sb、cs、ba、hf、ta、w、pb、bi、au、la、nd、eu、i、cl、br或f中的至少一种元素的氧化物或盐。
21、所述第二固体电解质中的2li/(si+2b+zr)的摩尔分数可为约0.5至约5。
22、所述第二固体电解质可由化学式2表示：
23、[化学式2]
24、a(li2o)·b(sio2)·c(b2o3)·d(p2o5)·e(zro2)·f(xmyn)
25、其中，在化学式2中，a至f是表示摩尔分数的实数，40≤a≤60、0<b≤30、0<c≤60、0<d≤60、0<e≤50、0≤f≤50；x是li、al或它们的组合；y是cl、o或它们的组合；0<m≤5并且0<n≤5。
26、a、b、c、d、e和f可满足a+b+c+d+e＝100。
27、所述第二固体电解质的软化点可大于或等于约500℃且小于或等于约550℃。
28、所述第二固体电解质可以是玻璃或玻璃陶瓷。
29、所述第二固体电解质可以是玻璃陶瓷，其中，在使用cu-kα的x射线衍射(xrd)分析中出现li3po4的峰，并且具体地，在非晶结构中可存在尺寸大于或等于约1nm且小于或等于约10nm的li3po4晶相。可选地，在使用cu-kα的x射线衍射(xrd)分析时，所述第二固体电解质可进一步显示出li4b7o12cl或al2o3的峰。
30、所述第二固体电解质的离子电导率可大于或等于约1.0×10-7s/cm。
31、一种固体电解质可包括基于-b-o-si-o-p-o-zr-网络的非晶结构。
32、所述固体电解质还可包括li3po4晶相。
33、li3po4晶相的尺寸可大于或等于约1nm且小于或等于约10nm。
34、所述固体电解质还可包括li4b7o12cl晶相或al2o3晶相。
35、另一个实施例提供了一种全固态电池，所述全固态电池包括：主体，所述主体包括主体，所述主体包括固体电解质层以及正极层和负极层，所述正极层和所述负极层交替堆叠，所述固体电解质层设置在所述正极层和所述负极层之间；以及第一外电极和第二外电极，分别设置在所述主体的两侧，其中，所述固体电解质层包括所述第一固体电解质和所述第二固体电解质中的任一种。
36、所述正极层和所述负极层可各自独立地包括集流体层和在集流体层上的电极活性材料层；其中，所述集流体层和所述电极活性材料层各自独立地包括所述第一固体电解质和所述第二固体电解质中的任一种以及碳基导电材料；并且所述电极活性材料层还可包括电极活性材料。
37、【有益效果】...
【技术保护点】
1.一种固体电解质，所述固体电解质包括Li、Si、B、Zr和P。
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，
4.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
5.根据权利要求4所述的固体电解质，其中，a+b+c+d+e＝100。
6.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
7.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
8.根据权利要求7所述的固体电解质，其中，
9.根据权利要求8所述的固体电解质，其中，
10.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
11.一种固体电解质，所述固体电解质包括：
12.根据权利要求11所述的固体电解质，其中，
13.根据权利要求11所述的固体电解质，其中，
14.根据权利要求13所述的固体电解质，其中，a+b+c+d+e+f＝100。
15.根据权利要求11所述的固体电解质，其中，
16.根据权利要求11所述的固体电解质，其中，
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种固体电解质，所述固体电解质包括li、si、b、zr和p。
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，
4.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
5.根据权利要求4所述的固体电解质，其中，a+b+c+d+e＝100。
6.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
7.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
8.根据权利要求7所述的固体电解质，其中，
9.根据权利要求8所述的固体电解质，其中，
10.根据权利要求1所述的固体电解质，其中，
11.一种固体电解质，所述固体电解质包括：
12.根据权利要求11所述的固体电解质，其中，
13.根据权利要求11所述的固体电解质，其中，
14.根据权利要求13所述的固体电解质，其中，a+b+c+d+e+f＝100。
15.根据权利...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。