[发明专利]用于固体电解质的材料

说明书

本发明涉及包含元素Li、M、P、S和X的材料，其中M＝Si、Ge或Sn，并且X＝F、Cl、Br或I。该材料可用作硫化物固体电解质材料，特别是用于全固态锂电池。

发明领域

本发明涉及含有元素Li、M、P、S和X的材料，其中M＝Si、Ge或Sn，并且X＝F、Cl、Br或I。该材料可以用作硫化物固体电解质材料，特别是对于全固态锂电池。

背景技术

电解质的固化对于在电池应用中的使用提供了优点。在全固体电池系统的情形中，电解质的非液体属性允许将电池单元堆叠在单一封装中而没有离子短路。这种电池构造减少单体电池之间的死区。另外，这种结构适用于需要高电压和有限空间的应用，例如车辆电源。

在示例性全固态电池的基本结构中，依次设置以下层：阴极集流体、阴极、固体电解质、阳极、阳极集流体。可能存在其它层—例如也可以在阴极/固体电解质界面处插入缓冲层以增强界面处的锂离子传递。

作为用于锂全固态电池的已知阴极活性材料的代表性实例，可以提及LiCoO₂和LiFePO₄。负极活性材料可以是例如碳活性材料或金属/合金基活性材料。

关于固态电解质，已知一定数量的氧化物基或硫化物基材料。用于锂全固态电池的氧化物基固体电解质材料典型含有Li和O，并且通常还包含周期表13/14族的过渡金属和/或金属/准金属(例如Al、Si、Ge)，和/或磷。此处已知的材料包括LiPON(例如Li_2.9PO_3.3N_0.46)、LiLaTiO(例如Li_0.34La_0.51TiO₃)、LiLaZrO(例如Li₇La₃Zr₂O₁₂)。也可以提到具有NASICON模型结构的化合物，例如由通式Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃(0≤x≤2)表示的化合物，或由通式Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(0≤x≤2)表示的化合物。另一种可能性是硼硅酸锂。