一种双无机复合固体电解质及其在全固态电池中的应用制造技术

本发明专利技术提供一种双无机复合固体电解质及其制备方法，双无机复合固体电解质由无机固体电解质A镶嵌在无机固体电解质B中组成，所述无机固体电解质A为氧化物固体电解质，所述无机固体电解质B为硫化物固体电解质，所述双无机复合固体电解质可以充分发挥不同种类固体电解质的优势，可以充分利用硫化物固体电解质的高离子电导以及简单的加工工艺，同时有效发挥对金属锂界面稳定且空气稳定的氧化物固体电解质的优势，与目前广泛研究的各种单一种类的固体电解质相比，所述双无机复合固体电解质不仅具有高离子电导率，而且具有工艺简单、空气稳定、对金属锂界面稳定的优势，具有广阔的研究空间和应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固体电解质领域，具体涉及一种双无机复合固体电解质及其在全固态电池中的应用。

技术介绍

1、锂离子电池凭借着其能量密度高、能量效率高、循环寿命长、无记忆效应等优点受到研究人员的广泛关注。相比于传统的液体电解质，固体电解质具有不易泄露、不易燃烧等优势，表现出更好的安全性，被认为是电解质材料的发展方向。使用固体电解质的全固态电池由于具有较好的安全性和较高的能量密度，目前受到了学术界和产业界的广泛研究。但是，目前广泛研究的固体电解质材料往往存在离子电导率较低、对金属锂负极界面不稳定的问题。经过长期的研究和发展，目前已经开发出了部分高离子电导率的固体电解质材料，例如以li10gep2s12为代表的硫化物固体电解质材料，其离子电导率可以到达10-2s/cm，而且在室温下冷压即可以成为具有较高离子电导率的陶瓷，工艺简单，但是尽管拥有较高的离子电导率，硫化物固体电解质与金属锂负极的界面是不稳定的，而且空气稳定性较差，限制了其进一步的应用和发展。在研究中，氧化物固体电解质材料的离子电导率相较于硫化物电解质优势不大，但是其与金属锂负极表现出较好的稳定性，而且具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种双无机复合固体电解质，其特征在于，是无机固体电解质B均匀镶嵌在无机固体电解质A中而成；无机固体电解质A质量占比51-99wt％；所述无机固体电解质A为硫化物固体电解质，室温离子电导率为1×10-4至1×10-2S/cm；无机固体电解质B是氧化物固体电解质，室温离子电导率为1×10-5至1×10-3S/cm。

2.根据权利要求1所述的双无机复合固体电解质，其特征在于，所述无机固体电解质A选自Li2GeS3、Li4GeS4、Li2ZnGeS4、Li4-2xZnxGeS4(其中0≤x≤1)、Li5GaS4、Li4+x+y(Ge1-y-xGax)S4(其中0≤x≤0.2，0≤...

【技术特征摘要】

1.一种双无机复合固体电解质，其特征在于，是无机固体电解质b均匀镶嵌在无机固体电解质a中而成；无机固体电解质a质量占比51-99wt％；所述无机固体电解质a为硫化物固体电解质，室温离子电导率为1×10-4至1×10-2s/cm；无机固体电解质b是氧化物固体电解质，室温离子电导率为1×10-5至1×10-3s/cm。

2.根据权利要求1所述的双无机复合固体电解质，其特征在于，所述无机固体电解质a选自li2ges3、li4ges4、li2znges4、li4-2xznxges4(其中0≤x≤1)、li5gas4、li4+x+y(ge1-y-xgax)s4(其中0≤x≤0.2，0≤y≤1)、li10gep2s12xyoxfy(其中0≤x≤1，0≤y≤1)、li2+2xzn1-xgeo4(其中0≤x≤1)、li3+zxzy1-zo4(y＝p，as或v；x＝si，ge或ti，0≤z≤1)、li11-xm2-xp1+xs12(m＝ge，sn或si，0≤x≤2)、xli2s·(100–x)p2s5(其中x为50-87.5)、li6ps5x(x＝cl，br或i)。

3.根据权利要求1所述的双无机复合固体电解质，其特征在于，所述无机固体电解质b包括石榴石型、钙钛矿型、反钙钛矿型、nasicon型。

4.根据权利要求3所述的双无机复合固体电解质，其特征在于，石榴石型固体电解质组成为li7-xaxla3-xzr2-xmxo12(a＝mg，ca，s，ba，nb或ta；m＝ta，nb，hf，al，si，ga，ge，sc，ti，v，y或sn，其中0≤x≤1)；钙钛矿型固体电解质的组成为li3xla2/3-xtio3(其中0≤x≤1)、li2x-ysr1-xtayzr1-yo3(x＝0.75y，其中0≤x≤0.2，0≤y≤1)、li3xla1/3-...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭玉国，张旭升，辛森，万立骏，
申请(专利权)人：中国科学院化学研究所，
类型：发明
国别省市：