[发明专利]基于硫化物的固体电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种基于硫化物的固体电解质，其包含：

相对于100摩尔份硫化锂Li₂S和五硫化二磷P₂S₅的混合物而言

5摩尔份至20摩尔份的硫化镍Ni₃S₂；以及

5摩尔份至40摩尔份的卤化锂，

其中基于硫化物的固体电解质具有立方晶体结构，所述立方晶体结构在X射线衍射谱中具有在衍射角2θ为15.5±0.5°、18±0.5°、25.5±0.5°、30±0.5°、31.5±0.5°、40±0.5°、45.5±0.5°、48±0.5°、53±0.5°、55±0.5°、56.5±0.5°和59.5±0.5°的区域中的衍射峰。

2.根据权利要求1所述的基于硫化物的固体电解质，其中所述混合物包含：

60摩尔％至90摩尔％的硫化锂；和

10摩尔％至40摩尔％的五硫化二磷。

3.根据权利要求1所述的基于硫化物的固体电解质，其中所述卤化锂表示为LiX，其中X为Cl、Br或I。

4.根据权利要求1所述的基于硫化物的固体电解质，其中基于硫化物的固体电解质的结晶温度是200℃至400℃。

5.根据权利要求1所述的基于硫化物的固体电解质，其中基于硫化物的固体电解质的结晶温度是400℃至600℃。

6.根据权利要求1所述的基于硫化物的固体电解质，其中基于硫化物的固体电解质具有宽结晶温度范围内的高离子电导率。

7.一种基于硫化物的固体电解质的制备方法，所述方法包括：

通过添加相对于100摩尔份的硫化锂Li₂S和五硫化二磷P₂S₅的混合物5摩尔份至20摩尔份的硫化镍Ni₃S₂和5摩尔份至40摩尔份的卤化锂来制备起始材料；

研磨起始材料以获得非晶化材料；以及

对非晶化材料进行热处理以获得结晶化的基于硫化物的固体电解质，

其中基于硫化物的固体电解质具有立方晶体结构，所述立方晶体结构在X射线衍射谱中具有在衍射角2θ为15.5±0.5°、18±0.5°、25.5±0.5°、30±0.5°、31.5±0.5°、40±0.5°、45.5±0.5°、48±0.5°、53±0.5°、55±0.5°、56.5±0.5°和59.5±0.5°的区域中的衍射峰。

8.根据权利要求7所述的方法，其中所述混合物包括：

60摩尔％至90摩尔％的硫化锂；和

10摩尔％至40摩尔％的五硫化二磷。

9.根据权利要求7所述的方法，其中卤化锂表示为LiX，其中X为Cl、Br或I。

10.根据权利要求7所述的方法，其中热处理在400℃至600℃进行以获得具有立方晶体结构的结晶化的基于硫化物的固体电解质。

11.根据权利要求7所述的方法，其中热处理在200℃至400℃进行以获得具有立方晶体结构的结晶化的基于硫化物的固体电解质。

12.一种通过权利要求7所述的方法制备的基于硫化物的固体电解质。

13.根据权利要求12所述的基于硫化物的固体电解质，其中混合物包含：

60摩尔％至90摩尔％的硫化锂；和

10摩尔％至40摩尔％的五硫化二磷。

14.根据权利要求12所述的基于硫化物的固体电解质，其中卤化锂表示为LiX，其中X为Cl、Br或I。