固体电解质材料合成方法
阅读说明：本技术 固体电解质材料合成方法 (Method for synthesizing solid electrolyte material ) 是由 希瑟·A·S·普拉特 布赖恩·E·弗朗西斯科 本杰明·A·卡尔森 乔舒亚·伯特纳-加勒特 于 2019-01-25 设计创作，主要内容包括：固体电解质材料可以使用基于多部分溶剂/溶液的方法有利地合成,该方法对于用于形成固体电解质的不同反应物采用选择性溶剂化和/或粒度减小。(The solid electrolyte material may be advantageously synthesized using a multi-part solvent/solution based approach that employs selective solvation and/or particle size reduction for the different reactants used to form the solid electrolyte.)
政府权利
本发明是在政府支持下在能源部合约编号DE-SC0013236下进行的。政府享有本发明的某些权利。
领域
本文所述的各种实施方案涉及固态一次和二次电化学电池、电解质和电解质组合物及其相应的制备和使用方法的领域。
发明背景
移动设备的数量和多样性的不断增加、混合动力/电动汽车的发展以及物联网设备的发展驱使对具有改进的可靠性、容量(mAh)、热学特性、寿命和再充电性能的电池组(battery)技术的需求越来越大。当前，尽管锂固态电池组技术在安全性、封装效率方面提供了改进，并且能够实现新的高能化学，但是需要进一步的改进。具体地，正在进行改善固体电解质组合物的生产能力和性能特性的工作。随着固态电池组应用的数量和多样性的增加，需要可扩展的生产工艺来满足这种需求。
溶液法通常容易按生产量进行扩展，因此通常被选择为用于生产各种材料的方法。关于固态电解质，已经使用溶液法制备了适用于锂固态电池组的含锂硫化物固体电解质。例如，使Li2S和P2S5在极性非质子溶剂中反应的混合工艺已经用于形成硫化物固体电解质。另外，先前的工艺已经表明，不同的溶剂可以改变所产生的电解质的粒度和结晶相。通过现有方法生产的硫化物电解质包括Li3PS4和Li7P3S11相，并且它们的室温离子电导率是不太大的0.12-0.27mS/cm。
其它现有方法可以将研磨工艺与溶液法相结合。在混合步骤之前增加粉碎步骤可以减少溶液加工步骤期间的时间，但不会缩短总加工时间，因为增加的步骤简单地将时间从溶液步骤转移到研磨步骤。可以将研磨介质添加到混合步骤中以促进固体反应物的粉碎并且可以减少反应时间，但是这种组合需要额外的能量输入和更昂贵的设备。
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