【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)涉及電池電解質(zhì)，具體涉及一種改性硫化物電解質(zhì)的制備方法。
技術(shù)介紹
1、硫化物電解質(zhì)因其空氣穩(wěn)定性差、與金屬鋰負(fù)極兼容性差等問(wèn)題，制約其應(yīng)用。為了改善此類(lèi)問(wèn)題，公開(kāi)號(hào)為cn116111181a的中國(guó)專(zhuān)利通過(guò)硫化物引發(fā)聚合方式，在硫化物顆粒表面包覆聚合物，提高與金屬鋰穩(wěn)定性。但該類(lèi)方法引入的聚合物會(huì)降低電解質(zhì)窗口，同時(shí)聚合物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率低于硫化物，會(huì)導(dǎo)致電解質(zhì)整體電導(dǎo)率降低；公開(kāi)號(hào)為cn115954536a的中國(guó)專(zhuān)利在電解質(zhì)制備過(guò)程中，引入f等雜原子，提高了電解質(zhì)對(duì)鋰穩(wěn)定性，但該類(lèi)方法會(huì)在電解質(zhì)體相和表面都摻入雜原子，會(huì)引起電導(dǎo)率降低；公開(kāi)號(hào)為cn114388803a的中國(guó)專(zhuān)利通過(guò)蒸發(fā)四氯化錫在硫化物電解質(zhì)表面摻雜錫元素，提高了空氣穩(wěn)定性，但該類(lèi)方法由于使用了蒸鍍，對(duì)氣流的要求比較高，產(chǎn)品制備的不確定性比較高。目前，已有相關(guān)研究證實(shí)了lif能夠改善界面穩(wěn)定性，tao?deng等人在chem上發(fā)表的論文insitu?formation?of?polymer-inorganic?solid-electrolyte?int?erphase?for?stablepolymeric?solid-state?lithium-metal?batteries(doi:https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.06.019)公開(kāi)了利用快速紫外光聚合技術(shù)在鋰金屬和復(fù)合聚合物電解質(zhì)中間引入氟化鹽層，可以在界面處生成穩(wěn)定的lif-sei，從而改善界面穩(wěn)定性。但是，快速紫外光聚合技術(shù)在工程上復(fù)雜，而且所制備
2、韓國(guó)延世大學(xué)的yoon?seok?jung團(tuán)隊(duì)報(bào)道，通過(guò)氣相沉積技術(shù)，在li6ps5cl電解質(zhì)表明生成超薄(≈5nm)超疏水聚二甲基硅氧烷(pdms)或氟化pdms(f-pdms)保護(hù)層可以增強(qiáng)空氣敏感。但電導(dǎo)率降低至原來(lái)25％和31％，電導(dǎo)率下降幅度較大。
3、因此如何在電解質(zhì)表面制備一層保護(hù)層，可以提高電解質(zhì)對(duì)鋰穩(wěn)定性和空氣穩(wěn)定性，需要對(duì)處理方法和原材料進(jìn)行設(shè)計(jì)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專(zhuān)利技術(shù)針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種改性硫化物電解質(zhì)的制備方法。
2、本專(zhuān)利技術(shù)是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：
3、第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種改性硫化物電解質(zhì)的制備方法，包括以下步驟：
4、s1：將硫化物電解質(zhì)分散于路易斯酸溶液中，球磨；
5、s2：將反應(yīng)后的電解質(zhì)烘干，得到改性硫化物電解質(zhì)。
6、優(yōu)選地，所述含氟路易斯酸為三氟甲磺酸鹽，三氟化硼，五氟苯基硼，五氟化銻，五氟化鉭，五氟化鈮中的至少一種。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述三氟甲磺酸鹽包括三氟甲磺酸鋁。
7、優(yōu)選地，步驟s1中，所述球磨的方法包括：在氧化鋯球磨罐中球磨，球料比為1-20:1，球磨時(shí)間為1-10h，實(shí)驗(yàn)過(guò)程在氬氣氛圍下進(jìn)行。
8、在一些實(shí)施例中，所述溶液的溶劑包括苯類(lèi)、烷烴類(lèi)、鹵代酯、鹵代醚、鹵代烷烴中的至少一種。
9、進(jìn)一步地，所述溶劑為低極性溶劑。
10、優(yōu)選地，含氟路易斯酸溶液中，含氟路易斯酸與溶劑的質(zhì)量比為1:10～100。
11、優(yōu)選地，所述電解質(zhì)與含氟路易斯酸溶液質(zhì)量比為1～10:1。
12、優(yōu)選地，步驟s2中，所述烘干的方法包括：在惰性氣體氛圍中加熱，加熱條件為在200-400℃下加熱1-10h。
13、在一些實(shí)施例中，所述惰性氣體包括氬氣。
14、優(yōu)選地，步驟s1中，所述硫化物電解質(zhì)包括硫銀鍺礦型，鋰鍺磷硫型，二元li2s-p2s5型中的至少一種。在一些優(yōu)選實(shí)施例中，所述二元li2s-p2s5型包括li5.5ps4.5cl1.5。
15、第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了采取上述制備方法制得的改性硫化物電解質(zhì)。
16、第三方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供了一種全固態(tài)電池，包含上述改性硫化物電解質(zhì)。
17、優(yōu)選地，改性硫化物電解質(zhì)作為電解質(zhì)層的組分和/或正極材料的組分。
18、優(yōu)選地，所述電解質(zhì)層的厚度為10-1000μm。
19、在一些實(shí)施例中，所述全固態(tài)電池的正極包括電解質(zhì)、正極活性材料，電解質(zhì)層包括改性硫化物電解質(zhì)，負(fù)極包括鋰、石墨、硅、硅合金、鋰硅合金中的至少一種。
20、進(jìn)一步地，所述全固態(tài)電池的正極包括改性硫化物電解質(zhì)、ncm811。
21、在一些實(shí)施例中，所述正極為改性硫化物電解質(zhì)、ncm811、vgcf研磨后制備得到的復(fù)合正極。
22、在一些實(shí)施例中，所述正極中改性硫化物電解質(zhì)、ncm811、vgcf的混合質(zhì)量比例為100-x-y:x:y，其中50≤x≤95，0≤y≤5。
23、本專(zhuān)利技術(shù)采用的路易斯酸為親電子試劑，可以與硫化物電解質(zhì)中的路易斯堿原子進(jìn)行絡(luò)合，對(duì)硫原子進(jìn)行保護(hù)，避免空氣中水分的攻擊。同時(shí)路易斯酸為含氟材料，可以在電解質(zhì)表面構(gòu)建氟化層，提高電解質(zhì)與電極穩(wěn)定性。
24、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專(zhuān)利技術(shù)具有以下有益效果：
25、(1)采用本專(zhuān)利技術(shù)的制備方法，操作簡(jiǎn)單，使用原料少，可以大大節(jié)約生產(chǎn)成本；
26、(2)采用路易斯酸堿對(duì)穩(wěn)定硫化物中硫原子，提高電解質(zhì)與金屬鋰親和性和空氣穩(wěn)定性；生成氟化物界面，穩(wěn)定電解質(zhì)表面。
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1.一種改性硫化物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含氟路易斯酸包括三氟甲磺酸鹽、三氟化硼、五氟苯基硼、五氟化銻、五氟化鉭、五氟化鈮中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述球磨的方法包括：在氧化鋯球磨罐中球磨，球料比為1-20:1，球磨時(shí)間為1-10h，球磨過(guò)程在惰性氣體氛圍下進(jìn)行；所述含氟路易斯酸溶液采用的溶劑包括苯類(lèi)、烷烴類(lèi)、鹵代酯、鹵代醚、鹵代烷烴中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述含氟路易斯酸溶液中，路易斯酸與溶劑的質(zhì)量比為1:10～100；硫化物電解質(zhì)與含氟路易斯酸溶液的質(zhì)量比為1～10:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述烘干的方法包括：在氬氣氛圍中加熱，加熱條件為在200-400℃下加熱1-10h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述硫化物電解質(zhì)包括硫銀鍺礦型、鋰鍺磷硫型、二元Li2S-P2S5型中的至少一種。
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1.一種改性硫化物電解質(zhì)的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述含氟路易斯酸包括三氟甲磺酸鹽、三氟化硼、五氟苯基硼、五氟化銻、五氟化鉭、五氟化鈮中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟s1中，所述球磨的方法包括：在氧化鋯球磨罐中球磨，球料比為1-20:1，球磨時(shí)間為1-10h，球磨過(guò)程在惰性氣體氛圍下進(jìn)行；所述含氟路易斯酸溶液采用的溶劑包括苯類(lèi)、烷烴類(lèi)、鹵代酯、鹵代醚、鹵代烷烴中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述含氟路易斯酸溶液中，路易斯酸與溶劑的質(zhì)量比為1:10～100；硫化物電解質(zhì)與含氟路易斯酸溶液的質(zhì)量比為1～10:1。
5.根據(jù)權(quán)利要求...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張希，朱金輝，陳振營(yíng)，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：上海屹鋰新能源科技有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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