[发明专利]一种卤化物固态电解质及其制备方法和全固态电池的制备方法

权利要求书

1.一种卤化物固态电解质，其特征在于，所述卤化物固态电解质包括Li_2+aM_1-aN_aF_bCl_6-b，其中，M包括Zr、Y、In、Sc、Er或Ga中的任意一种，N包括Fe、Al、Ti、Mn或Zn中的任意一种，0a≤0.5，0b≤2。

2.一种如权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将干燥后的LiCl、LiF、MCl_x和NCl_y依次进行第一球磨和煅烧处理后得到所述卤化物固态电解质，其中，x为3或4，2≤y≤4。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述LiCl、LiF、MCl_x和NCl_y的摩尔比为(0.5～3)：(0.1～2)：(0.1～1)：(0.1～1)。

4.根据权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述干燥的温度为120～180℃；

优选地，所述干燥的时间为6～10h；

优选地，所述第一球磨之前进行第一研磨。

5.根据权利要求2-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述第一球磨的气氛包括氩气气氛；

优选地，所述第一球磨的球料比为(5～40):1；

优选地，所述第一球磨包括低速球磨和高速球磨；

优选地，所述低速球磨的速率为200～400rpm；

优选地，所述低速球磨的时间为1.5～2.5h；

优选地，所述高速球磨的速率为400～800rpm；

优选地，所述高速球磨的时间为24～40h；

优选地，所述煅烧处理的温度为250～400℃；

优选地，所述煅烧处理的气氛包括氩气气氛；

优选地，所述煅烧处理的时间为3～10h。

6.一种全固态电池的制备方法，其特征在于，所述全固态电池包括如权利要求1所述卤化物固态电解质，所述制备方法包括：

(1)将第一卤化物固态电解质、正极主材和导电剂依次进行第二研磨和第二球磨得到复合正极粉末；

(2)将第二卤化物固态电解质加入模型电池中，进行第一冷压处理后，将步骤(1)所述复合正极粉末加入模型电池的一侧，进行第二冷压处理，将负极金属片贴在模型电池的另一侧，进行第三冷压处理，得到全固态电池。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述正极主材包括NCM622、NCN712、NCM811、N90、磷酸铁锂、锰酸锂或钴酸锂中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，步骤(1)所述导电剂包括导电炭黑、石墨烯、碳纳米管、碳纳米纤维或科琴黑中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，以所述复合正极粉末的质量为100％计，步骤(1)所述第一卤化物固态电解质占所述复合正极粉末的质量分数为15～40wt％；

优选地，以所述复合正极粉末的质量为100％计，步骤(1)所述正极主材占所述复合正极粉末的质量分数为55～80wt％；

优选地，以所述复合正极粉末的质量为100％计，步骤(1)所述导电剂占所述复合正极粉末的质量分数为2～10wt％。

8.根据权利要求6或7所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第二球磨的时间为4～8h；

优选地，步骤(1)所述第二球磨的速率为200～400rpm。

9.根据权利要求6-8任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二卤化物固态电解质的质量为80～120mg；

优选地，步骤(2)所述复合正极粉末的质量为10～30mg；

优选地，步骤(2)所述负极金属片包括Li-Fe合金、Li-In合金、Li-Mg合金、Li-Zn合金、Li-Al合金、铟片或锂片中的任意一种；

优选地，步骤(2)所述负极金属片的厚度为0.1～0.2mm。

10.根据权利要求6-9任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一冷压处理的压力为300～500Mpa；

优选地，步骤(2)所述第一冷压处理的时间≥5min

优选地，步骤(2)所述第二冷压处理的压力为300～400Mpa；

优选地，步骤(2)所述第二冷压处理的时间≥5min；

优选地，步骤(2)所述第三冷压处理的压力为50～150Mpa；

优选地，步骤(2)所述第三冷压处理的时间≥5min。