【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于全固態電池，涉及一種硫化物固態電解質的細化方法。
技術介紹
1、硫化物固態電解質因有著高鋰離子電導率、良好的電解質/電極界面接觸等優異性質，得到了研究人員的廣泛關注。在全固態電池組裝過程中，考慮到對高能量密度的需求，需要將電解質同粘結劑混合制備成電解質膜，并需要將電解質膜盡可能的做薄，薄至30μm左右。然而，由于硫銀鍺礦相硫化物固態電解質通常由固相反應或者固相反應+熱處理工藝制備得到，其粉體粒徑較大，若僅通過研缽研磨破碎，最大粒徑將達到幾百微米，難以滿足電解質膜對電解質小粒徑的需求。
2、現有技術常采用第一溶劑將硫化鋰溶解，即形成鋰相關的離子和硫相關的離子，再通過第一溶劑與第二溶劑沸點的差異，將第一溶劑揮發使得硫化鋰結晶析出。該方法雖然在一定程度上降低硫化鋰的粒徑，但會得到少量雜相；且該方法不適用于lpsx等硫化物電解質，會導致硫化物電解質無法重結晶，且可能會增大硫化物電解質粒徑。
技術實現思路
1、本專利技術的目的是克服現有技術的缺點與不足，提供一種硫化物固態電解質的細化方法。為解決現有技術得到的硫化物固態電解質粗粉粒徑太大的問題，本專利技術利用烷烴分散劑與含氧基團溶劑間的協同作用，通過添加含氧基團溶劑對粉體刻蝕，同時烷烴分散劑使得粉體在球磨過程中分散，并對粉體起到保護作用以避免過刻蝕而破壞粉體，獲得粒徑低至500nm左右的硫化物固態電解質粉體。
2、本專利技術的目的可以通過以下方案來實現：
3、第一方面，本專利技術提供一種硫化物
4、s1、將硫化物電解質粉體分散于烷烴分散劑和含氧基團溶劑的混合液中，得到粉體分散液；
5、s2、對步驟s1中的粉體分散液進行球磨處理，真空干燥，得到細化后的硫化物電解質粉體。
6、作為本專利技術的一個實施方案，所述硫化物電解質粉體的粒徑d50≤500μm；所述細化后的硫化物電解質粉體的粒徑d50<1μm。
7、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s1中，所述硫化物電解質包括lpsx；其中，l為li，x為cl、br、i中的一種或多種。
8、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s1中，所述烷烴分散劑包括二甲苯、正己烷、正庚烷、對二甲苯中的至少一種。所述烷烴分散劑還包括上述種類烷烴衍生物的烷烴分散劑。
9、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s1中，所述含氧基團溶劑包括酯類、醚類、醇類中的一種。
10、優選的，所述含氧基團溶劑為酯類溶劑，即含酯基溶劑。
11、在一些實施例中，所述酯類溶劑包括碳酸二甲酯、乙酸乙酯中的一種。酯基帶孤對電子的氧會進攻硫化物電解質表面正價的鋰，從而使其一定程度上分解，更利于研磨球對其更均勻、充分的沖擊，細化得到的硫化物電解質粉體粒徑更小。
12、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s1中，硫化物電解質粉體與烷烴分散劑的質量比為1:1-100，含氧基團溶劑與烷烴分散劑的質量比為1：10-200。若分散劑比例過高，漿料太稀，會導致研磨球對粉體顆粒沖擊力不足，影響細化效果；分散劑比例過低，粉體無法充分分散；溶劑比例過高，對粉體破壞嚴重；溶劑比例過低，起不到明顯作用。
13、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s1中，所述分散的方法包括磁力攪拌、機械攪拌、超聲分散中的至少一種。使用不與所使用溶液反應的玻璃、石英等材質的密閉容器，在密封條件下進行分散。
14、本專利技術所使用的分散劑和溶劑純度均為超干，水含量＜30ppm。
15、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s2中，所述球磨處理包括機械球磨、振動球磨、輥磨、超聲粉碎中的至少一種。
16、進一步地，所述球磨處理為先進行50-200rpm?min-1低速360度全方位球磨1-10h，再進行300-600rpm?min-1的高速臥式球磨1-10h。本專利技術中，低速360度全方位球磨，使球磨罐中粉體、研磨球、溶液充分混合均勻；然后進行高速球磨，進行粉體細化。
17、本專利技術中，所述球磨處理包括：將分散液轉移至球磨罐，加入研磨球密閉后在球磨機中進行。
18、在一些優選實施例中，所述球磨處理采用的研磨球包括氧化鋯、氧化鋁、瑪瑙、不銹鋼中的至少一種，所述研磨球的直徑為0.3-2mm，球料比為25-35:1。若研磨球直徑過大，會導致研磨球之間縫隙過大，對粉體研磨不充分；若研磨球直徑過小會導致其動能小，對粉體沖擊力不夠，細化效果不明顯。此外，球徑過小，也會提高球與粉體的分離難度。
19、作為本專利技術的一個實施方案，步驟s2中，球磨處理后進行干燥，所述干燥的溫度為20-250℃。
20、第二方面，本專利技術提供一種固態電池，包括如所述細化方法得到的硫化物固態電解質。
21、與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
22、1、本專利技術采用溶劑+分散劑結合的濕法球磨細化方法，溶劑的酯基帶孤對電子的氧會進攻硫化物電解質表面正價的鋰，從而在其表面起到刻蝕效果，在研磨球的沖擊作用下破碎細化。分散劑對破碎后的顆粒起到良好的分散作用，同時對顆粒表面起到保護作用以避免過刻蝕導致的電解質分解。相對于單獨使用溶劑或分散劑，本專利技術利用溶劑和分散劑協同提高對硫化物電解質的分解效果，使其粒徑能夠降低至500nm左右。
23、2、本專利技術意外發現，相對于其他含氧基團，酯基對硫化物電解質表面的鋰的進攻性最為合適，既不會因反應性過強使硫化物電解質完全分解，也不會因與電解質無相互作用而起不到分散效果，更有利于后續研磨球對其均勻、充分的沖擊，從而能夠顯著細化硫化物電解質粉體。
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1.一種硫化物固態電解質的細化方法，其特征在于，所述細化方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，所述硫化物電解質粉體的粒徑D50≤500μm；所述細化后的硫化物電解質粉體的粒徑D50<1μm。
3.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，步驟S1中，所述硫化物電解質包括LPSX；其中，L為Li，X為Cl、Br、I中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，步驟S1中，所述烷烴分散劑包括二甲苯、正己烷、正庚烷、對二甲苯中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，所述酯類溶劑包括碳酸二甲酯、乙酸乙酯中的一種。
6.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，步驟S1中，硫化物電解質粉體與烷烴分散劑的質量比為1:1-100，含氧基團溶劑與烷烴分散劑的質量比為1：10-200。
7.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，步驟S2中，所述球磨處理包括機械球磨、振動球磨、輥磨、超聲粉碎中的至少一種；所述球磨處理采用的研磨球包括氧化鋯、氧化鋁、瑪瑙、
8.一種固態電池，其特征在于，包括如權利要求1-7中任一項所述細化方法得到的硫化物固態電解質。
...【技術特征摘要】
1.一種硫化物固態電解質的細化方法，其特征在于，所述細化方法包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，所述硫化物電解質粉體的粒徑d50≤500μm；所述細化后的硫化物電解質粉體的粒徑d50<1μm。
3.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，步驟s1中，所述硫化物電解質包括lpsx；其中，l為li，x為cl、br、i中的一種或多種。
4.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，步驟s1中，所述烷烴分散劑包括二甲苯、正己烷、正庚烷、對二甲苯中的至少一種。
5.根據權利要求1所述的細化方法，其特征在于，所述酯類溶劑...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張希，賀明輝，焦體文，呂萬林，
申請(專利權)人：上海屹鋰新能源科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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