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一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质及其制备方法技术

技术编号:43352727 阅读:32 留言:0更新日期:2024-11-19 17:40
本发明专利技术公开了一种晶相‑非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质及其制备方法,卤化物型固体电解质的物相结构为由非晶相物质填充晶相物质晶界的混合相,所述非晶相物质的质量占比为3.0~15.0wt%。该材料使一定比例的晶相材料于晶界处转化为非晶相,从而填充晶界,以消除卤化物电解质所面临的高晶界阻抗问题,提升离子电导率;该材料制备方法简单,过程易于控制,该方法可大大促进卤化物电解质的晶相颗粒间的流动性,从而增加材料延展性,提升电解质膜的加工性能与界面力学稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态锂/钠(离子)电池,特别是一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质及其制备方法


技术介绍

1、固态锂/钠(离子)电池相比于传统基于电解液体系的锂/钠离子电池具有显著的能量密度与安全性能优势。固体电解质是固态电池的关键材料,其离子输运性能极大地影响着固态电池的综合电化学性能。不同于电解液中离子的定向迁移机制,固体电解质中的离子输运主要依靠离子在晶格缺陷所提供的空位中的移动来实现。受制于晶体缺陷浓度、阴离子静电引力、活性阳离子质量与半径等因素影响,固体电解质中目前仅有硫银锗矿型li6ps5cl、li6ps5br及lisicon型li10gep2s12具有可比拟于商业电解液的离子电导率。然而,硫化物基电解质电压窗口较窄,与电极接触后副反应严重,故增加电池极化并降低库伦效率,甚至加剧负极枝晶生长。而具有宽电压窗口电解质如石榴石型或nasicon型固体电解质等氧化物电解质杨氏模量较大(>100gpa),易引起电解质膜机械失效或界面接触损失。

2、相比之下,卤化物基固体电解质x3-am1-by6(1≥a≥0,0.2≥b≥0,x碱金属本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质,其特征在于,所述卤化物型固体电解质的物相结构为由非晶相物质填充晶相物质晶界的混合相,所述非晶相物质的临界质量占比为3.0~15.0wt%。

2.根据权利要求1所述的一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质,其特征在于,所述卤化物型固体电解质的结构式为A3-aM1-bB6;其中:1≥a≥0,0.2≥b≥0,A为Li+或Na+中的一种,M为In、Er、Y、Ho、Sc、Lu、Yb、Ti、Zr、Nb、Ta中的一种或几种,B为F、Cl、Br、I中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固...

【技术特征摘要】

1.一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质,其特征在于,所述卤化物型固体电解质的物相结构为由非晶相物质填充晶相物质晶界的混合相,所述非晶相物质的临界质量占比为3.0~15.0wt%。

2.根据权利要求1所述的一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质,其特征在于,所述卤化物型固体电解质的结构式为a3-am1-bb6;其中:1≥a≥0,0.2≥b≥0,a为li+或na+中的一种,m为in、er、y、ho、sc、lu、yb、ti、zr、nb、ta中的一种或几种,b为f、cl、br、i中的一种或几种。

3.根据权利要求1所述的一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质的制备方法,其特征在于,按照如下的步骤顺序依次进行:

4.根据权利要求3所述的一种晶相-非晶相锂/钠离子卤化物型固体电解质的制备方法,其特征在于,步骤s3中,所述淬火处理中先对晶相卤化物电解质于200~600℃下烧结30~600s,然后以30~500℃/s降温速率进行淬冷处理。

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【专利技术属性】
技术研发人员:冯吴亮卢世刚赵玉峰王培瑶赵瑞瑞
申请(专利权)人:上海大学
类型:发明
国别省市:

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