[发明专利]一种掺杂硫化物固态电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质，其特征在于，所述掺杂硫化物固态电解质通式为：Li₇P_1-aM_aS_6-bO_b，其中，M为VB族元素的一种或多种，0a1，0b2.5。

2.如权利要求1所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质，其特征在于，所述M为VB族元素中的Nb、Ta、V中的一种或多种。

3.一种如权利要求1所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤

步骤1、将Li源、S源、P源、VB族元素以及O氧元素源混合并进行球磨，得到固态电解质粉末；

步骤2、将步骤1得到的所述固态电解质粉末在300-900MPa下压片，得到固态电解质片；

步骤3、将步骤2得到的所述固态电解质片进行煅烧，煅烧温度350-650℃，煅烧时间7-48h，得到所述掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质。

4.如权利要求3所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述Li源为Li₂S、Li₂S₂中的一种或多种。

5.如权利要求3所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述S源为S、P₂S₅、P₄S₉、P₄S₃、Li₂S、Li₂S₂中的一种或多种。

6.如权利要求3所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述P源为P、P₂S₅、P₄S₉、P₄S₃、P₄S₆、P₄S₅中的一种或多种。

7.如权利要求3所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤1所述VB族元素以及O元素源为Nb₂O₅，Ta₂O₅，V₂O₅中的一种或多种。

8.如权利要求3所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤2所述球磨的转速为380-650rpm，时间为17-60h。

9.一种如权利要求1-8任一项所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质应用于全固态电池，其特征在于，所述全固态电池的制备方法包括以下步骤

步骤1、将正极材料，导电碳材料以及所述掺杂硫化物固态电解质混合，研磨均匀后得到正极活性物质粉末；

步骤2、将所述正极活性物质粉末分散于聚偏氟乙烯-N-甲基吡咯烷酮溶液中，搅拌均匀后涂敷在铝箔上，制得正极片；

步骤3、将所述掺杂硫化物固态电解质压制得到装配电池所使用的掺杂硫化物固态电解质片，所述掺杂硫化物固态电解质片的厚度为100-500μm；

步骤4、将步骤2的所述正极片放在步骤3的所述掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质片的一侧加压压制，并在所述掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质片的另一侧附上锂箔，压制成所述全固态电池。

10.如权利要求9所述的掺杂VB族元素，氧元素的硫化物固态电解质应用于全固态电池，其特征在于，步骤2所述正极活性物质粉末包括LiCoO₂、LiFePO₄、LiNi_xCoyMn_1-x-yO₂、LiNi_xCoyAl_1-x-yO₂、LiNi_0.5Mn_1.5O₄、LiFe_xMn_1-xPO₄中的一种或多种。