一种表层掺杂的硫化物固体电解质及其制备方法和应用技术

技术编号:42675647 阅读:90 留言:0更新日期:2024-09-10 12:27
本发明专利技术公开了本发明专利技术涉及一种表层掺杂的硫化物固体电解质及其制备方法和应用,所述表层掺杂的硫化物固体电解质包括硫化物固体电解质主体,所述硫化物固体电解质主体的表层掺杂有掺杂元素,所述掺杂元素包括卤素和金属元素,所述表层为外表面至距离外表面垂直距离不大于100nm的区域。本发明专利技术通过对硫化物固体电解质的表层进行卤素和金属元素的掺杂,对于硫化物固体电解质的离子电导率基本没有抑制作用,仍能保持较高的离子电导率。同时,本发明专利技术使用稳定的表层掺杂改善了其对正极材料的稳定性,抑制了其与正极材料之间的副反应,提高了其与正极材料的界面兼容性,因此,本发明专利技术的表层掺杂的硫化物固体电解质能够保证全固态二次电池的化学稳定性和卓越电性能,保证正极活性材料容量发挥及全电池的首效和循环性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电池,涉及一种表层掺杂的硫化物固体电解质及其制备方法和应用


技术介绍

1、全固态锂离子电池具有能量密度高、安全性强和循环寿命长等优点。不同于液态锂离子电池中隔膜充当锂离子导体和电子绝缘体。在全固态电池中,具有高离子电导率和低电子电导率,且电化学窗口宽的固体电解质材料决定了全固态电池的性能。

2、无机固体电解质中,氧化物电解质具有较低的室温离子电导率,延展性差,界面阻抗高。硫化物电解质具有最优的室温离子电导率(~10-2s/cm)。卤化物固体电解质具有较宽的电化学窗口和较为良好的室温离子电导率(~10-3s/cm)。但是,固态锂离子电池的技术仍面临着一些关键问题,如电解质材料的正负极兼容性,湿空气稳定性等等。

3、现有的硫化物电解质,例如li6ps5cl(lpsc)、li10ge2ps12(lgps)等,拥有最优的室温离子电导率而被认为是最优的固态电池电解质层,但是,硫化物电解质对于高能量密度的三元正极材料兼容性差,因而在高电位下容易发生副反应而降解,导致电池的容量损失,甚至发生微短路而引发电池失效,即使对正极材料进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述表层掺杂的硫化物固体电解质包括硫化物固体电解质主体,所述硫化物固体电解质主体的表层掺杂有掺杂元素,所述掺杂元素包括卤素和金属元素,所述表层为外表面至距离外表面垂直距离不大于100nm的区域。

2.根据权利要求1所述的表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述表层掺杂的方式为:采用金属卤化物,利用挥发热扩散的方法对硫化物固体电解质主体进行掺杂;

3.根据权利要求1或2所述的表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述表层掺杂的硫化物固体电解质具有结晶相。

4.根据权利要求1-3任一项所述的表层掺杂的硫...

【技术特征摘要】

1.一种表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述表层掺杂的硫化物固体电解质包括硫化物固体电解质主体,所述硫化物固体电解质主体的表层掺杂有掺杂元素,所述掺杂元素包括卤素和金属元素,所述表层为外表面至距离外表面垂直距离不大于100nm的区域。

2.根据权利要求1所述的表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述表层掺杂的方式为:采用金属卤化物,利用挥发热扩散的方法对硫化物固体电解质主体进行掺杂;

3.根据权利要求1或2所述的表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述表层掺杂的硫化物固体电解质具有结晶相。

4.根据权利要求1-3任一项所述的表层掺杂的硫化物固体电解质,其特征在于,所述掺杂元素在所述硫化物固体电解质主体的表层呈现梯度掺杂,掺杂元素由硫化物固体电解质的外表面向内核垂直方向的含量逐渐减少。

5.一种如权利要求1-4任一项所述的表层掺杂的硫化物固体电解质的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:陶守宣苗力孝王寅铭朱甜朱志国
申请(专利权)人:蜂巢能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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