【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及钠离子电池，尤其涉及一种水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法。
技术介绍
1、锂离子电池是现代生活的重要组成部分，已被广泛应用于电力电动、新能源汽车和清洁能源的存储。日益上涨的锂价，储量丰富的钠成为了替换锂离子电池的选择之一。传统钠离子电池使用的酯类有机化合物液体电解质在高温或者碰撞条件下，极易燃烧，因此采用具有优异热稳定性和强机械质量的固态电解质取代液态电解液是提升安全性能的重要方式。目前钠离子固态电解质研究主要集中在na3ps、na7ps6、na3sbs4、na11sn2ps12、na10gep2s12及其掺杂衍生物。然而，当前钠离子硫化物固态电解质都需要使用价格高昂且纯度较低的无水na2s作为原料，并使用机械化学球磨进行合成，这极大地限制其商业化应用。
2、因此，如何低成本制备高性能的钠离子固态电解质，成为了下一代钠离子电池发展的关键。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，旨在解决现有钠离子硫化物固态电解质需要使用价格高昂且纯度较低的无水na2s作为原料，并使用机械化学球磨进行合成，这极大地限制其商业化应用的问题。
2、本专利技术的技术方案如下：
3、一种水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其中，所述改性钠离子硫化物固态电解质为na3-x-ysb1-xaxs4-yby，其中，0<x<1，0≤y<
4、(1)将na2s·9h2o溶于水中，制得硫化钠溶液；
5、(2)将升华硫加入到步骤(1)所得硫化钠溶液中，直至硫完全溶解，制得多硫化钠溶液；
6、(3)将sb2o3加入到步骤(2)所得多硫化钠溶液中，搅拌，过滤制得na3sbs4溶液；
7、(4)将a的氧化物、b的na盐加入到根据步骤(1)所重新制备的硫化钠溶液中，搅拌；
8、(5)将步骤(3)和步骤(4)所得溶液混合后搅拌，将搅拌后的溶液依次进行冰浴、过滤、洗涤、干燥，得到na3-x-ysb1-xaxs4-yby。
9、可选地，按摩尔比将na2s·9h2o加入到步骤(1)的水中，所述硫化钠溶液中cna＝6.5～8mol/l。
10、可选地，按摩尔比将升华硫加入到步骤(1)所得硫化钠溶液中。
11、可选地，步骤(3)过滤使用孔径≤4μm的滤纸进行，步骤(5)过滤使用孔径≤4μm的滤纸进行。
12、可选地，步骤(4)中的a的氧化物为wo3、moo3、sno2、sio2、tio2、geo2、zno2、mno2中的至少一种，b的na盐为naf、nacl、nabr、nai中的至少一种。
13、可选地，步骤(5)中将搅拌后的溶液进行冰浴之前，还包括向搅拌后的溶液中加入异丙醇。
14、可选地，步骤(5)冰浴的温度为0～5℃，冰浴的时间为1～2h。
15、可选地，步骤(5)过滤所得的na3-x-ysb1-xaxs4-yby·9h2o晶体使用10～20wt％的naoh溶液洗涤。
16、可选地，步骤(5)将洗涤后所得的na3-x-ysb1-xaxs4-yby·9h2o晶体在60～100℃真空干燥12～15h，随后在150～200℃真空加热8～10h，得到na3-x-ysb1-xaxs4-yby。
17、有益效果：本专利技术采用低价的九水合硫化钠取代价格昂贵的无水硫化钠作为原料，并以水相避免了因有机溶剂热蒸发引起的生产风险及对产品纯度的影响，且解决了传统机械化学球磨合成产量低下的问题，实现了钠离子硫化物固态电解质生产成本的降低，方法简单高效，工艺设备简单，易于批量生产，具有很好的商业化前景。
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1.一种水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，所述改性钠离子硫化物固态电解质为Na3-x-ySb1-xAxS4-yBy，其中，0<x<1，0≤y<3，A为W、Mo、Sn、Si、Ti、Ge、Zn、Mn中的至少一种，B为F、Cl、Br、I中的至少一种；所述Na3-x-ySb1-xAxS4-yBy的制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，按摩尔比将Na2S·9H2O加入到步骤(1)的水中，所述硫化钠溶液中CNa＝6.5～8mol/L。
3.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，按摩尔比将升华硫加入到步骤(1)所得硫化钠溶液中。
4.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(3)过滤使用孔径≤4μm的滤纸进行，步骤(5)过滤使用孔径≤4μm的滤纸进行。
5.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征
6.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(5)中将搅拌后的溶液进行冰浴之前，还包括向搅拌后的溶液中加入异丙醇。
7.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(5)冰浴的温度为0～5℃，冰浴的时间为1～2h。
8.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(5)过滤所得的Na3-x-ySb1-xAxS4-yBy·9H2O晶体使用10～20wt％的NaOH溶液洗涤。
9.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(5)将洗涤后所得的Na3-x-ySb1-xAxS4-yBy·9H2O晶体在60～100℃真空干燥12～15h，随后在150～200℃真空加热8～10h，得到Na3-x-ySb1-xAxS4-yBy。
...【技术特征摘要】
1.一种水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，所述改性钠离子硫化物固态电解质为na3-x-ysb1-xaxs4-yby，其中，0<x<1，0≤y<3，a为w、mo、sn、si、ti、ge、zn、mn中的至少一种，b为f、cl、br、i中的至少一种；所述na3-x-ysb1-xaxs4-yby的制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，按摩尔比将na2s·9h2o加入到步骤(1)的水中，所述硫化钠溶液中cna＝6.5～8mol/l。
3.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，按摩尔比将升华硫加入到步骤(1)所得硫化钠溶液中。
4.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(3)过滤使用孔径≤4μm的滤纸进行，步骤(5)过滤使用孔径≤4μm的滤纸进行。
5.根据权利要求1所述的水相合成改性钠离子硫化物固态电解质的低成本制备方法，其特征在于，步骤(4)中的a...
【专利技术属性】
技术研发人员：池上森，许晓雄，张璐璐，邓永红，王军，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：
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