[发明专利]富锂反钙钛矿硫化物、包括其的固体电解质材料及其应用

权利要求书

1.一种富锂反钙钛矿硫化物，具有以下化学通式：

(Li_mM_n)_3-xS_1-y(X_aY_b)_1-z

其中，0<m≤1，0≤n≤0.5，且m+n≤1；0<a≤1，0≤b<1，且a+b≤1；

0≤x≤0.5，0≤y≤0.5，0≤z≤0.5，且x＝2y+z；

M的化学价为g，则有m+n×g＝1；

M选自H、Na、K、Rb、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、In、C、Si、Ge、P、S和Se中的一种或多种；

X由F_cCl_dBr_eI_f表示，0≤c≤1，0≤d≤1，0≤e≤1，0≤f≤1，且c+d+e+f＝a。

Y的化学价为-h，且a+b×h＝1，Y选自AlF^4-、AlH^4-、B(OH)^4-、BF^4-、CF₃SO^3-、CH^3-、CH₃CO^2-、ClO^2-、ClO^3-、ClO^4-、H₂PO^4-、HCO^2-、HCO^3-、HF^2-、HSO^4-、IO₂F^2-、IO^3-、IO^4-、N^3-、NCO^-、NH^2-、NH₂CH₂COO^-、NO^2-、NO^3-、O^2-、O^3-、OH^-、PF^6-、PO^3-、S^6-、SCN^-、SH^-、SO₃F^-、O^2-、CO₃^2-和N^3-中的一种或多种。

2.一种固体电解质材料，含有权利要求1所述的富锂反钙钛矿硫化物，所述富锂反钙钛矿硫化物在所述固体电解质材料中所占的质量百分比为15～100％。

3.根据权利要求2所述的固体电解质材料，其特征在于，所述固体电解质材料的组成表达式为αA+βB+γC+δD，α>0，β≥0，γ≥0，δ≥0其α+β+γ+δ＝100％；

其中，A为富锂反钙钛矿硫化物；

B为含锂离子导体材料，所述含锂离子导体材料包括无机锂离子导体材料和有机锂离子导体材料；

C为非锂离子导体含锂材料中的一种或多种；

D为不含锂离子的惰性材料中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的固体电解质材料，其特征在于，当所述固体电解质材料包括无机锂离子导体材料时，所述无机锂离子导体材料为晶体型、非晶体型、晶体-非晶体复合晶型或锂离子导体-绝缘体复合型材料；

可选地，所述晶体型的锂离子导体为Li₃N、Li-β-Al₂O₃、钙钛矿体系、NASICON体系、LISICON体系、Thi_o-LISICON体系或石榴石结构体系的锂离子导体；

可选地，所述非晶体型的锂离子导体为LiPON型及其衍生物、对晶态机械处理所得无定形态、氧化物玻璃或硫化物玻璃，优选为LiSON、LiPOS、LiBSO或LiSiPON；

可选地，所述晶体-非晶体复合晶型锂离子导体为氧化物玻璃陶瓷、硫化物玻璃陶瓷、或氧化物-硫化物混合型玻璃陶瓷。