卤化物固态电解质的制备方法、锂离子电池与流程

本申请涉及电池，特别是涉及一种卤化物固态电解质的制备方法、锂离子电池。

背景技术：

1、近年来，因对锂离子电池的安全性能的要求日趋提高，现多选用固态电解质来替代液态的电解液，常用的固态电解质分为氧化物固态电解质、硫化物固态电解质、聚合物固态电解质及卤化物固态电解质，其中卤化物固态电解质由于兼具较高的离子电导率、高的氧化稳定性、较宽的化学窗口等优点常被用于制备固态电解质膜，应用到锂离子电池中的正极极片和负极极片之间，用于分隔正负极活性物质，避免电池发生短路。但lixmcl6等卤化物固态电解质对锂金属不稳定，限制了高能量密度全固态锂金属电池的开发。

2、此外，传统工艺中，用于制备卤化物固态电解质的方法包括高温固相反应、熔融淬火、机械力化学等，然而上述制备方法均存在一定的缺陷，例如，高温固相反应以及熔融淬火均需要在较高的反应温度下进行，成本较高，工艺复杂且容易对环境造成污染；而机械化学法一般需要高能球磨处理，需要消耗较多的能源，成本较高。因此，如何寻找一种经济有效、制备工艺简单、环境友好的卤化物固态电解质的制备方法成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、基于此，本申请提供一种卤化物固态电解质的制备方法、锂离子电池，以解决上述技术问题。

2、本申请的第一方面提供了一种卤化物固态电解质的制备方法，该方法包括以下步骤：

3、s1、将mclm、lacl3与licl按照一定摩尔比进行混合、振荡处理，制得第一混合物；

4、s2、向第一混合物中加入水，制得第二混合液；

5、s3、将第二混合液进行干燥、研磨处理，制得卤化物固态电解质；

6、其中，m为金属元素，m对应m的价态，m为2、3或4；

7、mclm、lacl3与licl的摩尔比为(bx)：b(1-x)：a，且b*(3-3x+mx)＝3-a，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜x＜1。在一些实施方式中，金属元素m为ni、co、mn、mg、ca、ba、fe、al、in、y、sn或zr。

8、在一些实施方式中，金属元素m为fe。

9、在一些实施方式中，在步骤s1中，振荡处理的时间为0.5min～3min。

10、在一些实施方式中，在步骤s3中，干燥处理的时间为12h～36h。

11、在一些实施方式中，在步骤s3中，干燥处理的温度为80℃～120℃。

12、在一些实施方式中，卤化物固态电解质的粒径d50的范围为5μm～30μm。

13、在一些实施方式中，x的范围为0.1≤x≤0.5。进一步地，x的范围为0.2≤x≤0.4。

14、在一些实施方式中，卤化物固态电解质的化学通式为lia[mx la(1-x)]bcl3。

15、本申请的第二方面提供了一种锂离子电池，该锂离子电池包括正极极片、负极极片以及位于两者之间的固态电解质膜，该固态电解质膜包括根据上述第一方面提供的制备方法制得的卤化物固态电解质。

16、本申请中通过将mclm、lacl3与licl按照一定摩尔比进行混合振荡处理后，制得第一混合物，再向第一混合物中加入溶剂水制得第二混合液，将第二混合液进行干燥、研磨处理后，制得卤化物固态电解质，本申请的制备方法整个制备过程工艺简单易操作，且未添加任何有机溶剂，对环境比较友好；同时，整个制备过程中无需消耗较多的能源，经济成本更低，更有利于在市场上的大规模应用。此外，本申请制备的卤化物固态电解质表现良好的锂金属稳定性，有利于制备高能量密度的锂金属电池。

技术特征：

1.一种卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述m为ni、co、mn、mg、ca、ba、fe、al、in、y、sn或zr。

3.根据权利要求2所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述m为fe。

4.根据权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，在所述步骤s1中，所述振荡处理的时间为0.5min～3min。

5.根据权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述干燥处理的时间为12h～36h。

6.根据权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，在所述步骤s3中，所述干燥处理的温度为80℃～120℃。

7.根据权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述卤化物固态电解质的粒径d50的范围为5μm～30μm。

8.根据权利要求1所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述x的范围为0.1≤x≤0.5。

9.根据权利要求1～8任一项所述的卤化物固态电解质的制备方法，其特征在于，所述卤化物固态电解质的化学通式为lia[mxla(1-x)]bcl3。

10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池包括正极极片、负极极片以及位于两者之间的固态电解质膜，所述固态电解质膜包括根据权利要求1～9任一项所述的制备方法制得的卤化物固态电解质。

技术总结本申请涉及一种卤化物固态电解质的制备方法、锂离子电池，制备方法包括以下步骤：S1、将MCl<subgt;m</subgt;、LaCl<subgt;3</subgt;与LiCl按照一定摩尔比进行混合、振荡处理，制得第一混合物；S2、向第一混合物中加入水，制得第二混合液；S3、将第二混合液进行干燥、研磨处理，制得卤化物固态电解质；其中，M为金属元素，m对应M的价态，m为2、3或4；摩尔比为(bx)：b(1‑x)：a，且b*(3‑3x+mx)＝3‑a，0＜a＜1，0＜b＜1，0＜x＜1。本申请的制备方法工艺简单易操作，未添加任何有机溶剂，对环境比较友好；同时，整个制备过程中无需消耗较多的能源，经济成本更低。技术研发人员：郝旭霞,蒋敏,陈凯受保护的技术使用者：苏州清陶新能源科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/13