[发明专利]改性硫基固态电解质及其制备方法、固态锂离子电池

权利要求书

1.一种改性硫基固态电解质，其特征在于，所述改性硫基固态电解质包括硫基固态电解质体和附着于所述硫基固态电解质体表面的涂覆层，其中，所述涂覆层包括改性的聚丙烯酰胺凝胶，所述硫基固态电解质体包括硫基固态电解质颗粒的集合体，所述硫基固态电解质颗粒包括硫基固态电解质粉末和包覆于所述硫基固态电解质粉末表面的包覆层，所述包覆层包括Li₂O-2B₂O₃包覆层。

2.根据权利要求1所述的改性硫基固态电解质，其特征在于，所述涂覆层的厚度为2～4μm，优选所述包覆层与所述硫基固态电解质体的质量比为2～4:96～98。

3.根据权利要求1或2所述的改性硫基固态电解质，其特征在于，所述硫基固态电解质颗粒选自(1+x)Li₂S·xP₂S₅、Li₄P₂S₆、Li₃PS₄、Li₇P₃S₁₁、Li_6-yPS_5-yX_1+y和Li_11-zM_2-zP_1+zS₁₂中的任意一种或多种，其中，0＜x＜1，0≤y≤0.6，0.5≤z≤1.5，M选自Ge、Sn、Si中的任意一种或多种，X为卤素，优选所述X选自Cl、Br、I中的任意一种或多种。

4.一种权利要求1至3中任一项所述改性硫基固态电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

步骤S1，将包括硫基固态电解质前驱体、Li₂O-2B₂O₃与溶剂进行混合后，得到混合物；

步骤S2，对所述混合物依次进行球磨处理、干燥以及烧结，得到硫基固态电解质颗粒；

步骤S3，对所述硫基固态电解质颗粒进行成型处理，得到硫基固态电解质体；以及

步骤S4，对所述硫基固态电解质体的表面涂覆改性的聚丙烯酰胺凝胶后烘烤，得到所述改性硫基固态电解质。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述硫基固态电解质颗粒的D50粒径为0.370～0.520μm；

优选所述球磨处理的转速为300～350r/min，优选所述球磨处理的时间为4～6h；

优选所述干燥的温度为90～100℃，优选所述干燥的时间为2～3h；

优选所述烧结的温度为270～300℃，优选所述烧结的时间为30～40min。

6.根据权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述改性的聚丙烯酰胺凝胶的制备过程包括：

将聚丙烯酰胺在LiBr溶液中进行浸渍，得到所述改性的聚丙烯酰胺；

优选所述LiBr溶液的浓度为2～4mol/L，优选所述浸渍的时间为30～60min。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烘烤的温度为150～180℃，优选所述烘烤的时间为2～3h。

8.根据权利要求4至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述成型处理的过程包括：

对所述硫基固态电解质颗粒进行冷压处理，得到所述硫基固态电解质体；

优选所述冷压处理的压力为260～300MPa，优选所述冷压处理的时间为90～120s。