[发明专利]固态电解质的制备方法、固态电解质及锂电池

说明书

本发明提供了一种固态电解质的制备方法、一种固态电解质和一种锂电池。固态电解质的制备方法包括：将Li₂S、P₂S₅和Bi₂Se₃按照摩尔比80:(10～19)：(1～10)进行混合，得到预混合物；将预混合物加工为片体；对片体进行热处理，得到固态电解质。通过将Li₂S、P₂S₅和Bi₂Se₃按照摩尔比80:(10～19)：(1～10)进行混合，并经过一系列加工工序得到固态电解质，提高了固态电解质的稳定性。并且，过渡金属硒化物Bi₂Se₃中Bi的掺入提高载流子浓度同时使晶体结构进一步膨胀，进而提高锂离子传输速率，进而提高固态电解质的电导率。

技术领域

本发明属于固态电解质材料制备技术领域，具体而言，涉及一种固态电解质的制备方法、一种固态电解质和一种锂电池。

背景技术

现有技术中，硫基固态电解质因其原材料Li2S本身的不稳定性，使电解质化学稳定性极差(尤其在湿度环境下)，硫基固态电解质的SEM(Scanning Electron Microscope，电镜扫描检测)表征图如图1所示，整个制备过程条件极为苛刻。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术或相关技术中存在的技术问题之一。

为此，本发明的第一方面提出了一种固态电解质的制备方法。

本发明的第二方面提出了一种固态电解质。

本发明的第三方面提出了一种锂电池。

有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种固态电解质的制备方法，包括：将Li₂S、P₂S₅和Bi₂Se₃按照摩尔比80:(10～19)：(1～10)进行混合，得到预混合物；将预混合物加工为片体；对片体进行热处理，得到固态电解质。

本发明提供的固态电解质的制备方法，首先将Li₂S、P₂S₅和Bi₂Se₃按一定的比例进行混合，具体地，混合比例为80:(10～19)：(1～10)。

可以理解地，固态电解质因其原材料Li₂S本身的不稳定性，使固态电解质的化学稳定性极差，从而导致其制备过程的条件较为严苛。为了提高固态电解质的化学稳定性，在固态电解质中加入了过渡金属硒化物Bi₂Se₃，大半径原子Se可以拓宽锂离子传输通道且有利于降低Li⁺同阴离子的静电作用，进而减少对其的束缚作用，同时形成S-Se环结构使体系更加稳定，从而提高了固态电解质的稳定性。

进一步地，过渡金属硒化物Bi₂Se₃中Bi的掺入提高载流子浓度同时使晶体结构进一步膨胀，进而提高锂离子传输速率，进而提高固态电解质的电导率。

在获得Li₂S、P₂S₅和Bi₂Se₃混合后的预混合物之后，对预混合物进行加工，得到片体。具体地，Li₂S、P₂S₅和Bi₂Se₃混合之后，为了使预混合物能够进一步成为玻璃陶瓷态，对预混合物进行高压处理，使其成为片体。