[发明专利]一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法

权利要求书

1.一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，通过锡、硅对LGPS基材料的镉位进行替位掺杂，在保持结构和性能的同时降低其生产成本，具体包括以下步骤：

（1）将Li₂S与P₂S₅、GeS₂、SnS、SiS₂按照摩尔比例在球磨机中进行混合球磨12-24h，形成10-20μm的球形颗粒；

（2）按照硫粉与步骤（1）中制备的球形颗粒质量比0.13-0.35：1称取原料，将球形颗粒置于真空石英管中，将所述硫粉均匀放置于球形粉体周围，在600-650℃下进行热处理24h，获得所需的电解质颗粒材料；

（3）将步骤（2）中热处理后的电解质颗粒与正负极材料、导电剂、粘接剂压制形成片层状膜材，制备为电池材料，经后续装配工艺形成固态电池。

2.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，所述Li₂S、P₂S₅、GeS₂、SnS、SiS₂摩尔比例为5~6:0.5~1:0.3~0.4:0.2~0.3:0.9~1。

3.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，所述混合球磨条件为将球磨机密封，抽真空至0.4-0.6Pa，再充入氩气作为保护气体，压强为0.2-0.8kPa，设置球磨机转速为200-400rpm进行球磨。

4.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，球磨后的原料粒径为10-20μm。

5.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，用真空泵将真空石英管气压抽至0.1Pa以下，通入氩气，气体流量为40SCCM，以5℃/s的速率进行升温。

6.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，所述正负极材料中，正极材料为锂金属氧化物，负极为碳基材料或硅基材料；

所述的锂金属氧化物包括磷酸铁锂、锰酸锂、钴酸锂、镍钴锰酸锂、镍钴铝酸锂中的一种；

所述的碳基材料或硅基材料包括石墨、碳纳米管、石墨烯、中间相碳微球、单晶硅、多晶硅、硅碳复合材料中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，所述的导电剂为乙炔黑、科琴碳黑、Super-P、碳纳米管、碳纳米纤维、活性炭、石墨烯中的一种。

8.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，所述的粘接剂为聚偏氟乙烯。

9.根据权利要求1所述的一种掺杂改性降低锂电池的固态电池制备成本的方法，其特征在于，所述压制的压力控制在30-35MPa，压制时间为10-15min。