[发明专利]一种修饰的硫化物电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明提供了一种修饰的硫化物电解质，包括硫化物电解质以及复合于所述硫化物电解质表面的修饰层，所述修饰层为硫化物电解质与水的反应产物。在本发明中，所述修饰的硫化物电解质中修饰层具有离子导电而电子绝缘的特性；该修饰层能够有效隔绝金属锂和硫化物电解质，进而提升硫化物电解质对金属锂的化学和电化学稳定性，提升金属锂基全固态电池的循环稳定性，防止短路或断路失效。

技术领域

本发明属于新能源储能技术领域，具体涉及一种修饰的硫化物电解质及其制备方法和应用。

背景技术

目前的锂离子电池使用易燃的有机电解液，存在安全隐患，当电池出现过充电，短路和机械破坏的情况下，极易发生燃烧和爆炸，严重限制了锂离子电池在电动汽车和大规模储能中应用。无机固体电解质不易燃烧，安全性高，通过使用无机固体电解质替代传统锂离子电池中的电解液和隔膜能够显著提升电池的安全性。无机固体电解质中的硫化物电解质离子电导率高，与电极材料的界面相容性好，是一种理想的固体电解质材料。相较于有机液体电解质，硫化物电解质有望通过匹配高容量金属锂负极，显著提升硫化物基固态电池的能量密度。然而，硫化物电解质与金属锂界面的化学和电化学稳定性需要进一步的提升。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种修饰的硫化物电解质及其制备方法和应用，本发明提供的修饰的硫化物电解质能够有效提升对金属锂的化学和电化学稳定性，且制备方法简单，快速和高效，进而提升金属锂基硫化物全固态电池的循环稳定性。

本发明提供了一种修饰的硫化物电解质，包括硫化物电解质以及复合于所述硫化物电解质表面的修饰层，所述修饰层为硫化物电解质与水的反应产物。

优选的，所述硫化物电解质选自式Ⅰ电解质和式Ⅱ电解质中的一种或几种；

xLi_aG·yT_cD_d·zP₂S₅ 式Ⅰ；

所述式Ⅰ中：

0≤x100，0≤y100，0z100；

a＝1或2，c＝1或2，d＝1、2或5；

元素G选自：S、Cl、Br或I；

元素T选自：Li、Si、Ge、P、Sn或Sb；

元素D选自：Cl、Br、I、O、S或Se；

tNa_pE_e·vM_mA_n·wL_jQ_q·uS·gP 式Ⅱ；

所述式Ⅱ中：

0≤t100，0≤v100，0≤w100，0u100，0≤g100；

p＝1或2，e＝0、1、2或5，m＝1或2，n＝0、1、2或5，j＝1或2，q＝0、1、2或5；

元素E选自：S、Cl、I或Br；

元素M选自：P、Sb、Se、Ge、Si或Sn；

元素A选自：Cl、Br、I、O、S或Se；

元素L选自：P、Sb、Se、Ge、Si或Sn；

元素Q选自：Cl、Br、I、O、S或Se；

优选的，所述式Ⅰ电解质选自：Li_5.4PS_4.4Cl_1.6、Li₁₀GeP₂S₁₂、Li₃PS₄和LiI-Li₃PS₄中的一种或几种；