[发明专利]固态电解质及其制备方法、固态锂离子电池

说明书

一种固态电解质，其结构通式为(1‑x)Li₃MCl₆‑xLi₃NCl₆，其中，M为Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及Lu中的至少一种，N为In和Sc中的至少一种，0x1。本发明还提供一种固态电解质的制备方法，及应用该固态电解质的固态锂离子电池。本发明应用该固态电解质的固态锂离子电池具有离子电导率较高和界面相容性较佳的优点。

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种固态电解质，该固态电解质的制备方法，及应用该固态电解质的固态锂离子电池。

背景技术

目前，锂离子电池正朝向大容量、高功率、长寿命、及更安全的方向发展。锂离子电池包括采用有机液体电解质的锂离子电池和采用固态电解质的固态锂离子电池。采用有机液体电解质的锂离子电池存在许多缺点，如易短路、易爆炸等，限制了其在电动汽车和新能源产业领域的应用。

采用固态电解质的固态锂离子电池不仅可克服上述缺点，还具有能量密度高、机械强度高、容量大、封装工艺简单等优点，在锂离子电池领域具有极大的应用价值和发展前景。然而，全固态锂离子电池的正极和负极被固态电解质所隔离，导致全固态锂离子电池存在离子电导率较低和界面相容性较差的缺点。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种固态电解质，以解决上述固态锂离子电池的离子电导率较低和界面相容性较差的问题。

另，还有必要提供一种固态电解质的制备方法。

另，还有必要提供一种固态锂离子电池。

一种固态电解质，其结构通式为(1-x)Li₃MCl₆-xLi₃NCl₆，其中，M为Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及Lu中的至少一种，N为In和Sc中的至少一种，0x1。

进一步地，所述M为Y、La、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、及Lu中的至少一种。

进一步地，所述Li₃MCl₆为正交晶系；和/或

所述Li₃NCl₆为单斜晶系。

进一步地，0.2≤x≤0.8。

一种固态电解质的制备方法，包括以下步骤：

提供LiCl、MCl₃、及NCl₃，其中，M为Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、及Lu中的至少一种，N为In和Sc中的至少一种；

混合所述MCl₃和部分LiCl，得到第一混合物；

在惰性气氛的保护下，对所述第一混合物进行第一次高能球磨处理，得到Li₃MCl₆；

混合所述NCl₃和另一部分LiCl，得到第二混合物；

在惰性气氛的保护下，对所述第二混合物进行第二次高能球磨处理，得到Li₃NCl₆前驱体；

对所述Li₃NCl₆前驱体进行退火处理，得到Li₃NCl₆；

混合所述Li₃MCl₆和Li₃NCl₆，得到第三混合物；及