[发明专利]使用溶解-沉淀制备高离子导电硫化物基固体电解质的方法及其所用的组合物

说明书

本申请涉及使用溶解‑沉淀制备高离子导电硫化物基固体电解质的方法及其所用的组合物。使用溶解‑沉淀制备高离子导电硫化物基固体电解质的方法包括制备复合溶剂，该复合溶剂包括含有氰基的第一溶剂和具有小于4的极性指数的第二溶剂；将包含硫化锂(Li₂S)和五硫化二磷(P₂S₅)的原料引入到复合溶剂中；以及搅拌原料以获得硫化物沉淀。

技术领域

本公开涉及使用溶解-沉淀制备高离子导电硫化物基固体电解质的方法及其所用的组合物。

背景技术

可以充电和放电的二次电池用于诸如混合动力车辆和电动车辆的大型运输工具，以及诸如移动电话和笔记本电脑的小型电子设备。因此，有必要开发具有更高稳定性和能量密度的二次电池。

二次电池是基于有机溶剂(例如，有机液体电解质)制造的，因此在提高其稳定性和能量密度的程度上存在限制。

同时，使用无机固体电解质的全固态电池基于避免有机溶剂的技术。因此，可以制造更安全和更简单的全固态电池，并且因此近年来，全固态电池引起了相当大的关注。

固体电解质分为氧化物基固体电解质和硫化物基固体电解质。硫化物基固体电解质显示出比氧化物基固体电解质更高的锂离子导电性。另外，硫化物基固体电解质表现出高延展性。因此，硫化物基固体电解质具有加工柔性，并且因此硫化物基固体电解质可用于各种目的。美国专利申请公开第US2015/0093652号公开了一种制备硫化物固体电解质的方法。

在本背景技术部分中公开的上述信息仅提供用于增强对本发明的背景的理解，并且因此，其可能包含不构成对于本领域普通技术人员而言在本国已知的现有技术的信息。

发明内容

本发明的一个方面是提供一种能够减少处理时间并防止杂质残留在最终产品中的高离子导电硫化物基固体电解质的制造方法及其所用的组合物。

本发明的一个方面提供了一种用于制备硫化物基固体电解质的组合物，该组合物包含复合溶剂和原料，复合溶剂包含含有具有氰基的第一溶剂和具有小于4的极性指数的第二溶剂，原料包含硫化锂(Li₂S)和五硫化二磷(P₂S₅)。

第一溶剂可以是乙腈。

第二溶剂可以选自由异丙醇、2-丁醇及它们的组合组成的组。

复合溶剂可包含大于或等于99.975wt％且小于100wt％的第一溶剂和大于0wt％且小于或等于0.025wt％的第二溶剂。

原料可以进一步包含卤化锂(LiX，其中X是卤素元素)。

原料可以包含50mol％至62.5mol％的硫化锂(Li₂S)、12.5mol％至20mol％的五硫化二磷(P₂S₅)和25mol％至37.5mol％的卤化锂(LiX)。

本发明的另一方面提供了一种制备硫化物基固体电解质的方法，该方法包括制备复合溶剂，复合溶剂包含含有氰基的第一溶剂和具有小于4的极性指数的第二溶剂；将包含硫化锂(Li₂S)和五硫化二磷(P₂S₅)的原料引入到复合溶剂中；以及搅拌原料以获得硫化物沉淀。

该方法可以进一步包括去除复合溶剂。

该方法可以进一步包括在去除复合溶剂之后热处理硫化物沉淀以使硫化物沉淀结晶。

第一溶剂可以是乙腈。

第二溶剂可以选自由异丙醇、2-丁醇及它们的组合组成的组。