一种具备容量输出的卤化物基固态电解质及其在固态锂电池中的应用制造技术

本发明专利技术公开了一种具备容量输出的卤化物基固态电解质及其在固态锂电池中的应用，属于固态锂电池技术领域。本发明专利技术以不可变价的M1金属的氯化物、可变价的M2金属的氯化物和氯化锂按照化学计量比通过球磨法或高温熔融法制备得到一种Li<subgt;x</subgt;M1<subgt;y</subgt;M2<subgt;1‑y</subgt;Cl<subgt;6</subgt;卤化物基固态电解质，与传统的卤化物固态电解质相比，本发明专利技术的固态电解质中的M2金属元素可在特定的充放电电压内，在锂离子嵌入脱出过程中，实现变价而贡献额外的容量，减少正极中支撑电解质的引入造成的能量密度损失。另一方面，M2金属元素可作为杂原子掺杂到高离子导卤化物固态电解质中引入缺陷或者锂空位，加速锂离子传输，提高固态电解质的离子电导率，提升电池的倍率性能，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态锂电池，具体涉及一种具备容量输出的卤化物基固态电解质及其在固态锂电池中的应用。

技术介绍

1、固态锂电池使用不可燃固态电解质来取代液态电解液，使得锂金属负极的使用成为可能。因此，固态锂电池被认为是最具应用前景的兼具高的能量密度和高安全性的动力电源，是推动新能源汽车的全面普及和“双碳”目标的实现的重要保障。

2、固态电解质作为固态电池的核心部件，主要起着阻碍正负极直接接触、防住短路及传递锂离子的作用。固态电解质的性质(如离子电导率、电化学稳定窗口等)直接决定着固态电池的综合电化学性能。

3、由于现有的氧化物正极材料(主要包括磷酸铁锂、钴酸锂、三元材料)的离子电导率较低，需要在构筑正极时添加支撑电解质来构筑“活性物质-支撑电解质-导电剂”三相界面来保证高的活性物质利用率及高的容量发挥。为了保证电极中离子传输，支撑电解质在正极的质量占比一般在30wt.％以上。作为非活性组分的支撑电解质将大幅度降低固态电池的能量密度。因此，提升固态电解质的离子电导率，降低支撑电解质等非活性组分对于固态电解质能量密度的影响具有重要意义。...

【技术保护点】

1.一种LixM1yM21-yCl6卤化物固态电解质，其特征在于，其中0.5≤x≤4，0<y<1；

2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，金属氯化物与氯化锂的摩尔比为1/0.1～1/10；优选1/2～1/4。

3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，M1金属元素和M2金属元素的摩尔比为20/1～1/20；优选5/1～1/5。

4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，固态电解质的离子电导率为1×10-5S/cm～5×10-2S/cm；优选5×10-5S/cm～1×10-2S/cm。

5.权利要求1-4任一...

【技术特征摘要】

1.一种lixm1ym21-ycl6卤化物固态电解质，其特征在于，其中0.5≤x≤4，0<y<1；

2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，金属氯化物与氯化锂的摩尔比为1/0.1～1/10；优选1/2～1/4。

3.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，m1金属元素和m2金属元素的摩尔比为20/1～1/20；优选5/1～1/5。

4.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，固态电解质的离子电导率为1×10-5s/cm～5×10-2s/cm；优选5×10-5s/cm～1×10-2s/cm。

5.权利要求1-4任一项所述的lixm1ym21-ycl6卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，主要包括以下步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：李先锋，杨晓飞，周旭，万峰，段宇浩，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：