【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电池，具体涉及固态电解质、固态电池及用电设备。
技术介绍
1、由于硫化物固态电解质具有高离子电导率、低的晶界阻抗和不可燃的特点，基于硫化物全固态电池的开发受到了业界的广泛关注。然而，硫化物固态电解质还原电位较高(1.7v左右)，在负极侧存在界面反应的问题，形成的界面层传输离子能力差，从而增加界面电阻，最终致使电池失效。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请提供了一种固态电解质。该固态电解质应用于固态电池时可以使固态电解质与负极之间具有较低的界面离子阻抗，优化固态电池性能。
2、具体地，本申请第一方面提供了一种固态电解质，包括第一固态电解质层和第二固态电解质层，所述第一固态电解质层包括第一硫化物固态电解质，所述第二固态电解质层包括磷化物固态电解质。
3、本申请的固态电解质当应用于固态电池，并使第二固态电解质层邻近负极设置时，可使得固态电解质与负极之间的界面层会含有较多的高离子电导率成分，可以有效减小界面阻抗，同时维持固态电解质整体电子电导率较低，起到优化固态电池性能的目的。
4、第二方面，本申请提供了一种固态电池，包括正极、负极和如第一方面所述的固态电解质，所述固态电解质设置在所述正极和所述负极之间，所述第一固态电解质层设置在所述正极和所述第二固态电解质层之间，所述第二固态电解质层设置在第一固态电解质层和所述负极之间。
5、第三方面，本申请提供了一种用电设备，包括如第二方面所述的固态电池。
【技术保护点】
1.一种固态电解质，其特征在于，包括第一固态电解质层和第二固态电解质层，所述第一固态电解质层包括第一硫化物固态电解质，所述第二固态电解质层包括磷化物固态电解质。
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质包含化合价为-3价的磷元素。
3.根据权利要求1或2所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质的还原电位为0～1.2V。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质为Li3x-3APx和Li3y-4BPy中的至少一种，P元素为-3价，A元素选自Al、Ga和In中的至少一种，B元素选自Si、Ge和Sn中的至少一种，x为2-4之间的整数，y为2-6之间的整数。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质包括Li9AlP4、Li9GaP4、Li9InP4、Li3AlP2、Li3GaP2、Li3InP2、Li8SiP4、Li8GeP4、Li8SnP4、Li2SiP2、Li2GeP2、Li2SnP2、Li14SiP6和Li14Ge
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质包括Li9AlP4、Li9GaP4、Li14SiP6和Li14GeP6中的至少一种。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第一硫化物固态电解质选自Li3PS4、Li10GeP2S12、Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3、Li6-zPS5-zCl1+z、LiI-(70Li2S-30P2S5)、Li7P3S11、Li4PS4I、Li7P2S8I、Li2SiS3中的一种或多种；所述Li6-zPS5-zCl1+z中，z的取值范围为0≤z≤1。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，以所述第一固态电解质层的总质量为基准，所述第一固态电解质层中所述第一硫化物固态电解质的含量为90wt.％～99.9wt.％。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第二固态电解质层还包括第二硫化物固态电解质。
10.根据权利要求9中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，以所述第二固态电解质层的总质量为基准，所述第二固态电解质层中所述第二硫化物固态电解质和磷化物固态电解质的含量为90wt.％～99.9wt.％。
11.根据权利要求9或10所述的固态电解质，其特征在于，以所述第二固态电解质层中所述第二硫化物固态电解质和磷化物固态电解质的总质量为基准，所述第二固态电解质层中，所述第二硫化物固态电解质的含量为10wt.％～95wt.％，所述磷化物固态电解质的含量为5wt.％～90wt.％。
12.根据权利要求11中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，以所述第二固态电解质层中所述第二硫化物固态电解质和磷化物固态电解质的总质量为基准，所述第二固态电解质层中，所述第二硫化物固态电解质的含量为30wt.％～70wt.％，所述磷化物固态电解质的含量为30wt.％～70wt.％。
13.根据权利要求9-12中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第二硫化物固态电解质选自Li3PS4、Li10GeP2S12、Li9.54Si1.74P1.44S11.7Cl0.3、Li6-zPS5-zCl1+z、LiI-(70Li2S-30P2S5)、Li7P3S11、Li4PS4I、Li7P2S8I、Li2SiS3中的一种或多种；所述Li6-zPS5-zCl1+z中，z的取值范围为0≤x≤1。
14.根据权利要求1-13中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第一固态电解质层的厚度为15um～200um；所述第二固态电解质层的厚度为1um～15um。
15.根据权利要求1-14中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第一固态电解质层的厚度为15um～50um；所述第二固态电解质层的厚度为3um～7um。
16.根据权利要求1-15中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第一硫化物固态电解质的D50为1um～10um；所述磷化物固态电解质的D50为0.5um～4um。
17.根据权利要求9-12中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第二硫化物固态电解质的D50为0.5um～4um。
18.一种固态电池，其特征在于，包括正极、负极和权利要求1-17中任意一项所述的固态电解质，所述固态电解质设置在所述正极和所述负极之间，所述第一固态电解质层设...
【技术特征摘要】
1.一种固态电解质，其特征在于，包括第一固态电解质层和第二固态电解质层，所述第一固态电解质层包括第一硫化物固态电解质，所述第二固态电解质层包括磷化物固态电解质。
2.根据权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质包含化合价为-3价的磷元素。
3.根据权利要求1或2所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质的还原电位为0～1.2v。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质为li3x-3apx和li3y-4bpy中的至少一种，p元素为-3价，a元素选自al、ga和in中的至少一种，b元素选自si、ge和sn中的至少一种，x为2-4之间的整数，y为2-6之间的整数。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质包括li9alp4、li9gap4、li9inp4、li3alp2、li3gap2、li3inp2、li8sip4、li8gep4、li8snp4、li2sip2、li2gep2、li2snp2、li14sip6和li14gep6中的一种或多种。
6.根据权利要求1-5中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述磷化物固态电解质包括li9alp4、li9gap4、li14sip6和li14gep6中的至少一种。
7.根据权利要求1-5中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第一硫化物固态电解质选自li3ps4、li10gep2s12、li9.54si1.74p1.44s11.7cl0.3、li6-zps5-zcl1+z、lii-(70li2s-30p2s5)、li7p3s11、li4ps4i、li7p2s8i、li2sis3中的一种或多种；所述li6-zps5-zcl1+z中，z的取值范围为0≤z≤1。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，以所述第一固态电解质层的总质量为基准，所述第一固态电解质层中所述第一硫化物固态电解质的含量为90wt.％～99.9wt.％。
9.根据权利要求1-8中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，所述第二固态电解质层还包括第二硫化物固态电解质。
10.根据权利要求9中任意一项所述的固态电解质，其特征在于，以所述第二固态电解质层的总质量为基准，所述第二固态电解质层中所述第二硫化物固态电解质和磷化物固态电解质的含量为90wt.％～99.9wt.％。
11.根据权利要求9或10所述的固态电解质，其特征在于，以所述第二固态电解质层中所述第二硫化物固态电解质和磷化物固态电解质的总质量为基准，所述第二固态电解质层中，所述第二硫化物固态电解质的含量为10wt.％～95wt.％，所述磷化物固态电解质的含量为5wt.％～90wt.％。
12.根据权利要求11中任...
【专利技术属性】
技术研发人员：时琢，王国帅，付皓予，郭姿珠，
申请(专利权)人：重庆弗迪电池研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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