[发明专利]一种硫化物电解质材料制备方法

说明书

本发明公开了一种硫化物电解质材料制备方法，包括：惰性气体或真空条件下，取Li₂S和P₂S₅及Al₂S₃、GeS₂、GeSe₂、P₂S₃、P₂O₅中一种或多种，放入球磨罐，加入球磨珠，将球磨罐密封，以200rpm转速球磨1h，再以300~1000rpm转速球磨20~30h；取球磨后电解质材料及ZnO、MgO、CaO中一种或多种，放入球磨罐，加入球磨珠，将球磨罐密封，以400rpm转速球磨4h，得硫化物电解质材料。通过在Li₂S‑P₂S₅中引入Al₂S₃、GeS₂、GeSe₂、P₂S₃、P₂O₅中一种或多种来提高其电导率，同时引入ZnO、MgO、CaO中一种或多种改善其化学稳定性，减小H₂S释放。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种硫化物电解质材料制备方法。

背景技术

先进锂离子电池多数还是液态电池，其液态电解质因燃点低，闪点低且有很强的腐蚀性，严重影响了锂离子电池的安全性能，故而多数学者开始关注固态电池与固态电解质。

固态电解质中高导电率的无机电解质是研究热点之一，目前Li₂S-P₂S₅电解质材料在全固态锂及锂离子电池中具有很好的应用前景，但是仍存在一些问题，如该电解质材料的电导率较低，化学稳定性较差，与空气中的水分反应会释放出较多的H₂S有毒气体。

发明内容

有鉴于此，本发明期望提供一种硫化物电解质材料制备方法，通过在Li₂S-P₂S₅体系中引入Al₂S₃、GeS₂、GeSe₂、P₂S₃、P₂O₅等物质中的一种或多种来提高电解质材料的电化学性能和化学稳定性，从而提高其电导率，同时引入ZnO、MgO、CaO中的一种或多种来改善电解质材料的化学稳定性，减小H₂S气体的释放。

为达到上述目的，本发明提供了一种硫化物电解质材料制备方法，包括以下步骤：

a) 在惰性气体气氛或真空条件下，取参与物质Li₂S和P₂S₅以及Al₂S₃、GeS₂、GeSe₂、P₂S₃、P₂O₅中的一种或多种，共同放入球磨罐中，然后加入粒径4mm的球磨珠，将球磨罐密封，先以200rpm的转速球磨1h，然后以300~1000rpm转速球磨20~30h，得初步电解质材料，其中所述参与物质的摩尔比范围是60~70：15~30：1~10；

b) 在惰性气体气氛或真空条件下，取所述初步电解质材料以及稳定剂ZnO、MgO、CaO中的一种或多种，共同放入球磨罐中，然后加入粒径4mm的球磨珠，将球磨罐密封，以400rpm的转速球磨4h，得最终硫化物电解质材料，其中所述初步电解质材料、稳定剂的摩尔比范围为90~99：1~10。

优选地，所述惰性气体为氮气或氦气或氩气。