[发明专利]使用湿法合成的基于硫化物的固态电解质及用于制造其的组合物和方法

权利要求书

1.一种基于硫化物的固态电解质，表示为化学式1，

[化学式1]

A(Li₂S)·B(P₂S₅)·C(MX4)，其中：

A、B和C分别是Li₂S、P₂S₅和MX₄的摩尔数，并满足60A100，0B40，0C≤30且A+B+C＝100；

M包含选自由Ge、Si、Sb、Sn及它们的组合组成的组的至少一种；并且

X包含选自Cl、Br、I及它们的组合组成的组的至少一种。

2.根据权利要求1所述的基于硫化物的固态电解质，满足表示为化学式2的组成，

[化学式2]

(1-x)[y(Li₂S)·(100-y)(P₂S₅)]·x[(100-z)(Li₂S)·z(MX₄)]，

其中0x≤0.85，70≤y≤90和0z≤35。

3.根据权利要求2所述的基于硫化物的固态电解质，满足表示为化学式3的组成，

[化学式3]

(1-x)(75Li₂S·25P₂S₅)·x(67Li₂S·33MX₄)，

其中0x≤0.85。

4.根据权利要求1所述的基于硫化物的固态电解质，当测量X射线衍射图案时，表现出在2θ＝17.5°±0.5°，18.1°±0.5°，20.0°±0.5°，20.9°±0.5°，25.0°±0.5°，27.8°±0.5°，29.2°±0.5°，30.0°±0.5°，31.4°±0.5°和33.3°±0.5°范围内的峰。

5.根据权利要求1所述的基于硫化物的固态电解质，具有PS₄^3-和(MS_1/2S₃)^3-的负离子簇分布并具有M-S键。

6.一种用于制造权利要求1所述的基于硫化物的固态电解质的组合物，所述组合物包含：

包含Li₂S、P₂S₅和MX₄的原材料；和

配置为溶解或分散所述MX₄的溶剂。

7.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述原材料包含：

大于60摩尔％至小于100摩尔％的Li₂S；

大于0摩尔％至小于40摩尔％的P₂S₅；和

大于0摩尔％至30摩尔％或更少的所述MX₄。

8.根据权利要求6所述的组合物，其中，所述溶剂包含选自由四氢呋喃、丙烯腈及它们的组合组成的组的至少一种。

9.一种用于制造权利要求1所述的基于硫化物的固态电解质的方法，包括：

制备原材料的混合物；和

将所述混合物添加到溶剂中并搅动在所述溶剂中的混合物。

10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括热处理搅动的产物。

11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述原材料包含：

大于60摩尔％至小于100摩尔％的Li₂S；

大于0摩尔％至小于40摩尔％的P₂S₅；和

大于0摩尔％至30摩尔％或更少的所述MX₄。