【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及鋰離子電池，特別是涉及一種固態(tài)電解質(zhì)及鋰離子電池。
技術介紹
1、鋰離子電池是便攜式電子設備、電動汽車、儲能系統(tǒng)等領域的主要能源儲存設備。通過發(fā)展和改進，鋰離子電池的能量密度、功率密度、電池容量、循環(huán)壽命等性能都顯著提升，鋰離子的應用領域也得到了拓展，需求日益增多，對鋰離子電池的性能也提出了更高的要求。固態(tài)電解質(zhì)作為影響鋰離子電池性能的核心因素之一，因不含可燃性有機溶劑，具有更高的安全性等而得到受到廣泛關注。
2、固態(tài)電解質(zhì)包括氧化物固態(tài)電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)、玻璃態(tài)固態(tài)電解質(zhì)、鹵化物固態(tài)電解質(zhì)等。氧化物固態(tài)電解質(zhì)雖然具有高離子導電性和穩(wěn)定性，但制備和處理復雜，阻抗高；聚合物固態(tài)電解質(zhì)具有較優(yōu)的機械柔韌性和較低阻抗，但其對溫度和濕度較為敏感，高溫穩(wěn)定性差，循環(huán)壽命短；玻璃態(tài)固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子導電性和優(yōu)異的機械穩(wěn)定性和化學穩(wěn)定性，但制備和加工難度大。鹵化物固態(tài)電解質(zhì)因具有高離子電導率以及良好的界面相容性而受到廣泛關注。
3、但鹵化物固態(tài)電解質(zhì)在長期使用中可能會發(fā)生結構變化或相變，導致電解質(zhì)性能下降，此外，鹵化物固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰負極的電化學穩(wěn)定性較差，容易在固態(tài)電池循環(huán)中發(fā)生副反應，進而造成固態(tài)電解質(zhì)結構破壞、循環(huán)穩(wěn)定性降低等問題。因此，開發(fā)具有良好結構穩(wěn)定性且具有更優(yōu)異離子導電率的鹵化物固態(tài)電解質(zhì)材料是目前急需解決的問題。
技術實現(xiàn)思路
1、基于此，針對上述問題，本申請?zhí)峁┮环N固態(tài)電解質(zhì)及鋰離子電池，以解決上述技術問題。
2
3、且，2+a-c-2d＜2，0.1≤c+d≤0.5，c+2d＞a；其中，0.01≤a≤0.4，0.1≤b≤0.6，0＜c≤0.5，0＜d≤0.5；a、b、c、d均為至少一種金屬元素；x為鹵素元素。
4、在一些實施方式中，所述元素a和元素b的元素種類數(shù)總和n滿足3≤n≤10。
5、在一些實施方式中，所述固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率λ滿足：λ≥1.8ms·cm-1。
6、在一些實施方式中，b＞a。
7、在一些實施方式中，所述元素c的價態(tài)為五價；所述元素d的價態(tài)為六價；所述元素a的價態(tài)為三價；所述元素b的價態(tài)為四價。
8、在一些實施方式中，所述元素c包括mo；所述元素d包括w。
9、在一些實施方式中，所述元素a包括fe、al、sc、v、ga、y、ru、rh、in、bi、au、ir、re、la、ce、pr、nd、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb、lu中的至少一種；所述元素b包括zr、ti、ge、sn、te、pt、hf中的至少一種。
10、在一些實施方式中，所述元素x為至少一種鹵素元素。
11、在一些實施方式中，所述元素x為氯元素。
12、本申請的第二方面提供了一種鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，包括如下步驟：
13、按通式的化學計量比稱取前驅(qū)體lix和金屬元素a、b、c、d對應的鹵化物ax、bx、cx、dx，在手套箱中加入球磨罐中，并加入對應比例的球磨珠，密封。
14、將球磨罐放入高能球磨機中，球磨，得到復合固態(tài)電解質(zhì)。
15、在一些實施方式中，lix、ax、bx、cx、dx的摩爾比為2+a-c-2d：a：b：c：d。
16、在一些實施方式中，2+a-c-2d＜2，0.1≤c+d≤0.5，c+2d＞a，其中，0.01≤a≤0.4，0.1≤b≤0.6，0＜c≤0.5，0＜d≤0.5。優(yōu)選地，b＞a。
17、本申請的第三方面提供了一種鋰離子電池，包括正極、負極、固態(tài)電解質(zhì)膜。
18、在一些實施方式中，所述固態(tài)電解質(zhì)膜包括上述第一方面提供的固態(tài)電解質(zhì)。
19、本申請通過在鹵化物固態(tài)電解質(zhì)，尤其是氯化物固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)制造缺鋰環(huán)境，以及調(diào)控組分及比例，以及價態(tài)配合等調(diào)節(jié)手段協(xié)同作用，制備晶體結構穩(wěn)定，無序化程度高的固態(tài)電解質(zhì)，使得制備的氯化物固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率大于1.8ms*cm-1，耐高壓性能優(yōu)良，與正負極兼容性好。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術保護點】
1.一種固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)包括鹵化物固態(tài)電解質(zhì)，所述鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的化學通式為Li2+a-c-2dAaBbCcDdX6，
2.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素A和元素B的元素種類數(shù)總和N滿足3≤N≤10。
3.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率λ滿足：λ≥1.8mS·cm-1。
4.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，b＞a。
5.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素C的價態(tài)為五價；所述元素D的價態(tài)為六價；元素A的價態(tài)為三價；元素B的價態(tài)為四價。
6.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素C包括Mo；所述元素D包括W。
7.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素A包括Fe、Al、Sc、V、Ga、Y、Ru、Rh、In、Bi、Au、Ir、Re、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的至少一種；元素B包括Zr、Ti、Ge、Sn、Te、Pt、Hf中的至少一種。
8.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素X為至少一種鹵素元素。
9.根據(jù)權利要求8所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素X為氯元素。
10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池包括正極、負極、固態(tài)電解質(zhì)膜；
...【技術特征摘要】
1.一種固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)包括鹵化物固態(tài)電解質(zhì)，所述鹵化物固態(tài)電解質(zhì)的化學通式為li2+a-c-2daabbccddx6，
2.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素a和元素b的元素種類數(shù)總和n滿足3≤n≤10。
3.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，所述固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率λ滿足：λ≥1.8ms·cm-1。
4.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，b＞a。
5.根據(jù)權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于，元素c的價態(tài)為五價；所述元素d的價態(tài)為六價；元素a的價態(tài)為三價；元素b的價態(tài)為四價。
6.根據(jù)權利要求1所...
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：易紅明，張雪，張苗，
申請(專利權)人：清陶昆山能源發(fā)展股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
還沒有人留言評論。發(fā)表了對其他瀏覽者有用的留言會獲得科技券。