[发明专利]基于固体电解质的锂-硫-电池

权利要求书

1. 锂-硫-电池，其包含

-阳极（1），和

-阴极（2），

其中所述阳极（1）包含锂而所述阴极（2）包含硫，其中将所述阳极（1）和所述阴极（2）通过至少一种传导锂离子而不传导电子的固体电解质（3）分开。

2. 根据权利要求1的锂-硫-电池，其中所述传导锂离子而不传导电子的固体电解质（3）具有石榴石结构。

3. 根据权利要求1或2的锂-硫-电池，其中所述传导锂离子而不传导电子的固体电解质（3）具有下列通式的石榴石结构：

Li_xA₃B₂0₁₂

其中3≤x≤7，和A为钾、镁、钙、锶、钡、钇、镧；镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱和/或镥，而B为锆、铪、铌、钽、钨、铟、锡、锑、铋和/或碲。

4. 根据权利要求1-3之一的锂-硫-电池，其中所述阳极（1）由金属锂或者锂合金而形成。

5. 根据权利要求1-4之一的锂-硫-电池，其中所述锂-硫-电池特别是在阴极一侧包含至少一种传导锂离子和电子的固体电解质（4、4a、4b）。

6. 根据权利要求5的锂-硫-电池，其中所述传导锂离子而不传导电子的固体电解质（3）朝向所述阴极（2）一侧用由传导锂离子和电子的固体电解质形成的层（4）覆盖。

7. 根据权利要求1-6之一的锂-硫-电池，其中所述阴极（2）包含至少一个由传导锂离子和电子的固体电解质（4a）形成的导电元件（L），特别是其中在该导电元件（L）上形成由传导锂离子和电子的固体电解质（4b）形成的结构（S），特别是其中该结构（S）由例如针状的传导锂离子和电子的固体电解质晶体（4b）形成。

8. 根据权利要求7的锂-硫-电池，其中所述导电元件（L）的一段与传导锂离子而不传导电子的固体电解质（3）接触，而所述导电元件（L）的另一段与阴极集流体（5）接触。

9. 根据权利要求5-8之一的锂-硫-电池，其中所述传导锂离子和电子的固体电解质（4、4a、4b）含有钛酸锂。

10. 根据权利要求1-9之一的锂-硫-电池，其中所述锂-硫-电池是基于固体电解质（3、4、4a、4b）的锂-硫-电池，特别是该锂-硫-电池不含在室温为液态的电解质。

11. 根据权利要求1-10之一的锂-硫-电池，其中所述阴极包含至少一种传导电子的固体（G），该固体特别是选自石墨、炭黑、碳纳米管和它们的组合。

12. 操作包含阳极（1）和阴极（2）的锂-硫-电池的方法，其中所述阳极（1）含有锂而所述阴极（2）含有硫，和其中将所述阳极（1）和所述阴极（2）通过至少一种传导锂离子而不传导电子的特别是根据权利要求1-11之一的锂-硫-电池的固体电解质（3）分开， 其中在高于或等于115℃的温度操作该锂-硫-电池。

13. 根据权利要求12的方法，其中在≥115℃到≤189℃的温度范围操作该锂-硫-电池。

14. 根据权利要求12的方法，其中在高于或等于200℃，特别是在高于或等于300℃的温度操作该锂-硫-电池。

15. 根据权利要求1-11之一的锂-硫-电池在高于或等于115℃，特别是在高于或等于200℃，例如在高于或等于300℃的温度下的应用。