[发明专利]反钙钛矿型固态电解质及合成方法、电池、车辆

说明书

本发明公开了反钙钛矿型固态电解质及合成方法、电池、车辆。根据本发明的实施例，所述反钙钛矿型固态电解质包括Li₃OX，所述X为卤素元素，所述方法包括：将LiOH以及LiX放入球磨罐中进行球磨处理，以便获得所述反钙钛矿型固态电解质。由此，可以简化反钙钛矿型固态电解质的合成过程，获得具有优良性能的反钙钛矿型固态电解质，且球磨处理不需要加热，进而可以降低能耗，降低反钙钛矿型固态电解质的生产成本。

技术领域

本发明涉及电化学领域，具体地，涉及反钙钛矿型固态电解质及合成方法、电池、车辆。

背景技术

电池在我们生活中的实际应用起着重要的作用，包括电子消费，提供汽车的动力，间歇性可再生能源发电的固定负载等。然而，目前的商业化电池已经不能满足社会快速发展下的需求，比如便携式电子器件、电动车、网络储能系统的等。现在电池的发展需要具有更高的能量密度、更长的循环寿命，而且更安全廉价。过去200年间，绝大部分电池的研究关注的都是液态电解质系统，即使其具有高导电性和优秀的电极表面润湿性，但其电化学性能和热稳定性不好，离子选择性低，安全性差。而用固态电解质替代液态电解质不仅克服了液态电解质持久的问题，也为开发新的化学电池提供了可能性，基于这些优点，固态电解质电池的研究使用已经出现迅速增长的趋势。目前，反钙钛矿型材料是一种很有潜力的无机晶体固态电解质材料，受到众多研究者以及商家的密切关注。

然而，目前的反钙钛矿型固态电解质及合成方法、电池、车辆仍有待改进。

发明内容

本发明是基于发明人对于以下事实和问题的发现和认识作出的：

目前，反钙钛矿型固态电解质存在生产成本较高、合成过程较复杂的问题。发明人经过深入研究以及大量实验发现，这主要是由于目前用于合成反钙钛矿型固态电解质的方法存在较多缺点导致的。目前，用于合成反钙钛矿型固态电解质的方法主要有固态合成法、热液合成法以及真空沉积法。其中，固态合成法需要在高于400℃的温度下进行，热液合成法需要在高于230℃的温度下进行，真空沉积法需要将起始原料在真空环境中沉积到基材上，由此，目前用于合成反钙钛矿型固态电解质的方法能耗较高、过程复杂，从而导致反钙钛矿型固态电解质的生产成本较高。

本发明旨在至少一定程度上缓解或解决上述提及问题中至少一个。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种反钙钛矿型固态电解质合成方法。根据本发明的实施例，所述反钙钛矿型固态电解质包括Li₃OX，所述X为卤素元素，所述方法包括：将LiOH以及LiX放入球磨罐中进行球磨处理，以便获得所述反钙钛矿型固态电解质。由此，可以简化反钙钛矿型固态电解质的合成过程，获得具有优良性能的反钙钛矿型固态电解质，且球磨处理不需要加热，进而可以降低能耗，降低反钙钛矿型固态电解质的生产成本。

根据本发明的实施例，所述X为Cl。由此，可以利用球磨过程制备Li₃OCl，获得Li₃OCl型固态电介质。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括：将掺杂剂与LiOH以及LiX混合，并放入所述球磨罐中进行球磨处理，所述掺杂剂包括Na、Mg、Al元素的至少之一。由此，该反钙钛矿型固态电解质可以适用多种环境。

根据本发明的实施例，该方法进一步包括：将球磨球、Ba(OH)₂·8H₂O以及水放入所述球磨罐中进行球磨处理。由此，可以对LiOH以及LiX等粉末进行较好的球磨处理，获得性能优良的反钙钛矿型固态电解质。

根据本发明的实施例，所述球磨罐为氧化锆球磨罐，所述球磨球为氧化锆球。氧化锆球磨罐具有高硬度、高强度、高韧性以及极高的耐磨性、耐化学腐蚀性，球磨处理效果好，利用氧化锆球作球磨球可以不引入杂质，保证最终形成的反钙钛矿型固态电解质的纯度。