【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及全固态锂二次电池，具体而言，涉及一种硫化物及其制备方法、固态电解质、全固态电池和用电设备。
技术介绍
1、锂离子二次电池在现代社会中发挥着极其重要的作用，尤其是新能源汽车和大规模储能的发展，将其推向了前所未有的高度。随着动力电池对能量密度和安全性要求的不断提升，现有液态锂离子电池体系已接近能量密度上限，而可燃性有机电解液使得高比能液态锂离子电池的安全隐患更为突出。使用不可燃无机固体材料作为电解质的全固态电池，不仅能排除使用过程中有机电解液泄露及电池内部热失控导致的安全隐患，而且可以在高温、低温等极端条件下使用。锂金属负极的使用也将进一步提升全固态锂二次电池的能量密度。固态电解质是全固态电池中最为关键的材料，研发具有高稳定性和高锂离子传导率的无机固体电解质是发展具高性能全固态电池的关键内容。
2、在诸多固态电解质材料中，目前研究较多以及应用潜力较大的为硫化物固体电解质。主要原因是硫化物电解质具有可媲美液态电解液的离子导电率。高能量密度全固态电池要求：1）电极中活性物质含量尽可能高；2）电解质层尽可能薄，这两者均要求电解质颗粒尽可能小。但是，电解质颗粒变小将导致界面接触阻抗的增加，降低其离子电导率。
3、因此，开发一种粒径小且离子电导率高的硫化物固态电解质材料，以满足高能量密度全固态电池的使用需求，具有重要意义。
4、有鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的第一目的在于提供一种硫化物，该硫化物不仅粒径小，而且离子电导
2、本专利技术的第二目的在于提供一种硫化物的制备方法。
3、本专利技术的第三目的在于提供一种固态电解质。
4、本专利技术的第四目的在于提供一种全固态电池。
5、本专利技术的第五目的在于提供一种用电设备。
6、为了实现本专利技术的上述目的，特采用以下技术方案：
7、本专利技术提供了一种硫化物，所述硫化物的化学式为li7+i-kp1-imisjxk；其中，m包括al、si、ge和sn元素中的至少一种，x包括f、cl、br和i中的至少一种，0≤i≤0.3，3.0<j≤6.5，1.0≤k<1.8；
8、所述硫化物的中值粒径为50~1000nm，所述硫化物的粒径分布宽度span满足0.8<span<2.5；且所述硫化物的离子电导率≥0.7ms/cm；
9、其中，所述硫化物主要由原料经第一研磨、第一热处理、第二研磨和第二热处理后制得。
10、优选地，所述硫化物的比表面积为2~15m2/g。
11、优选地，使用cukα射线对所述硫化物进行x射线粉末衍射得到的x射线衍射图中，在2θ=25.7±1.0°、2θ=30.1±1.0°以及2θ=31.6±1.0°的位置处具有衍射峰。
12、优选地，所述第一研磨的线速度为10~16m/s。
13、优选地，所述第一研磨的时间为10~24h。
14、优选地，所述第二研磨的线速度为7.5~12m/s。
15、优选地，所述第二研磨的时间为10~24h。
16、优选地，所述第一热处理和所述第二热处理在惰性气氛下进行。
17、优选地，所述第一热处理的温度为200~350℃。
18、优选地，所述第一热处理的时间为5~10h。
19、优选地，所述第二热处理的温度为400~600℃。
20、优选地，所述第二热处理的时间为20~48h。
21、本专利技术进一步提供了所述硫化物的制备方法，包括如下步骤：
22、将混合原料依次进行第一研磨、第一热处理、第二研磨和第二热处理，得到所述硫化物；
23、其中，所述混合原料中包括锂元素、磷元素、硫元素和卤族元素。
24、优选地，所述混合原料中还含有m元素，其中m包括al、si、ge和sn中的至少一种。
25、本专利技术又提供了一种固态电解质，包括所述硫化物。
26、本专利技术另外提供了一种全固态电池，包括所述固态电解质。
27、本专利技术还提供了一种用电设备，包括所述全固态电池。
28、与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
29、（1）本专利技术提供的硫化物粒径小且离子电导率高，将其作为固态电解质材料可以满足高能量密度全固态电池的使用需求，解决了现有技术中电解质颗粒小、离子电导率低，而两者无法同时兼顾的问题。
30、（2）本专利技术提供的硫化物颗粒粒径小，其作为固态电解质时可以提高电极中的活性物质含量，并降低电解质层的厚度，进而提高了全固态电池的能量密度。
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1.一种硫化物，其特征在于，所述硫化物的化学式为Li7+i-kP1-iMiSjXk；其中，M包括Al、Si、Ge和Sn元素中的至少一种，X包括F、Cl、Br和I中的至少一种，0≤i≤0.3，3.0<j≤6.5，1.0≤k<1.8；
2.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述硫化物的比表面积为2~15m2/g。
3.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，使用CuKα射线对所述硫化物进行X射线粉末衍射得到的X射线衍射图中，在2θ=25.7±1.0°、2θ=30.1±1.0°以及2θ=31.6±1.0°的位置处具有衍射峰。
4.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述第一研磨的线速度为10~16m/s；
5.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述第二研磨的线速度为7.5~12m/s；
6.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述第一热处理在惰性气氛下进行；
7.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述第一热处理的温度为200~350℃；
8.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于
9.如权利要求1~8任一项所述硫化物的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
10.根据权利要求9所述硫化物的制备方法，其特征在于，所述混合原料中还含有M元素，其中M包括Al、Si、Ge和Sn中的至少一种。
11.一种固态电解质，其特征在于，包括如权利要求1~8任一项所述硫化物。
12.一种全固态电池，其特征在于，包括如权利要求11所述固态电解质。
13.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求12所述全固态电池。
...【技术特征摘要】
1.一种硫化物，其特征在于，所述硫化物的化学式为li7+i-kp1-imisjxk；其中，m包括al、si、ge和sn元素中的至少一种，x包括f、cl、br和i中的至少一种，0≤i≤0.3，3.0<j≤6.5，1.0≤k<1.8；
2.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述硫化物的比表面积为2~15m2/g。
3.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，使用cukα射线对所述硫化物进行x射线粉末衍射得到的x射线衍射图中，在2θ=25.7±1.0°、2θ=30.1±1.0°以及2θ=31.6±1.0°的位置处具有衍射峰。
4.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述第一研磨的线速度为10~16m/s；
5.根据权利要求1所述硫化物，其特征在于，所述第二研磨的线速度为7.5~12m/s；<...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟喜民，柏祥涛，别晓非，王刘振，姜涛，杨容，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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