包括基于硫属化物的离子传导结构、特别是基于硫化物的离子传导结构的固态电解质材料的制作方法

本申请涉及固态电解质材料领域。

背景技术：

1、基于硫化物的离子传导硫银锗矿(argyrodite)结构是二次电池，特别是固态电池的固态电解质材料的潜在候选者。然而，基于硫化物的离子传导硫银锗矿结构仍然面临挑战。例如，金属枝晶生长可以穿透基于硫化物的离子传导硫银锗矿结构，导致电池短路。

2、因此，本领域技术人员继续在固态电解质材料领域进行研究和开发。

技术实现思路

1、在一个实施例中，一种固态电解质材料，包括：基于硫属化物(chalcogenide-based)的离子传导结构，其包括：锂、钠、铝、镁、铁和钾中的一种或多种；硫、氧、硒和碲中的一种或多种；硼、镓、锑、硅、锗、锡、磷和砷中的一种或多种；掺入到基于硫属化物的离子传导结构中的额外的硫属元素(excess chalcogen)和额外的硫属化物(excesschalcogenide)中的至少一种。

2、在另一个实施例中，固态电解质材料包括：基于硫化物的离子传导结构，其包括：锂；硫以及任选地与氧、硒、碲或其组合组合；硼、镓、锑、硅、锗、锡、磷和砷中的一种或多种；以及掺入到基于硫化物的离子传导结构中的额外的硫和额外的硫化锂中的至少一种。

3、在又一实施例中，固态电解质材料包括：基于硫化物的离子传导硫银锗矿结构，其包括：锂；硫以及任选地与氧、硒、碲或其组合组合；硼、镓、锑、硅、锗、锡、磷和砷中的一种或多种；一种或多种卤素；以及掺入到基于硫化物的离子传导硫银锗矿结构中的额外的硫(excess sulfur)。

4、在又一实施例中，固态电解质材料包括：基于硫化物的离子传导硫银锗矿结构，其包括：锂；硫以及任选地与氧、硒、碲或其组合组合；硼、镓、锑、硅、锗、锡、磷和砷中的一种或多种；一种或多种卤素；以及掺入到基于硫化物的离子传导硫银锗矿结构中的额外的硫化锂(excess lithium sulfide)。

5、根据以下详细描述、附图和所附权利要求，所公开的固态电解质材料的其他实施例将变得显而易见。

技术特征：

1.一种固态电解质材料，包括：

2.根据权利要求1的固态电解质材料，其中所述额外的硫属元素设置在所述基于硫属化物的离子传导结构的空位内。

3.根据权利要求1的固态电解质材料，其中所述额外的硫属元素设置在所述基于硫属化物的离子传导结构的间隙内。

4.根据权利要求1的固态电解质材料，其中所述额外的硫属元素以超晶格状堆垛层错的形式存在于所述基于硫属化物的离子传导结构内。

5.根据权利要求1的固态电解质材料，其中所述额外的硫属化物以硫属化物层的形式存在于所述基于硫属化物的离子传导结构内。

6.根据权利要求1的固态电解质材料，其中所述额外的硫属化物以多个硫属化物层的超晶格状堆垛层错的形式存在于所述基于硫属化物的离子传导结构内。

7.根据权利要求1的固态电解质材料，其中基于硫属化物的离子传导结构在x射线衍射图案中具有对应于所述额外的硫属化物的可见(111)峰。

8.根据权利要求1的固态电解质材料，其中具有额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种的所述基于硫属化物的离子传导结构的电子传导率小于不具有额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种的标称化学计量的基于硫属化物的离子传导结构的电子传导率。

9.根据权利要求1的固态电解质材料，其中具有额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种的所述基于硫属化物的离子传导结构的电子传导率小于不具有额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种的标称化学计量的基于硫属化物的离子传导结构的电子传导率的一半。

10.根据权利要求1的固态电解质材料，其中具有额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种的所述基于硫属化物的离子传导结构的电子传导率小于不具有额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种的标称化学计量的基于硫属化物的离子传导结构的电子传导率的四分之一。

技术总结
一种固态电解质材料，包括：基于硫属化物的离子传导结构，其包括：锂、钠、铝、镁、铁和钾中的一种或多种；硫、氧、硒和碲中的一种或多种；硼、镓、锑、硅、锗、锡、磷和砷中的一种或多种；掺入到基于硫属化物的离子传导结构中的额外的硫属元素和额外的硫属化物中的至少一种。

技术研发人员：杜辉,詹姆斯·埃梅里·布朗,朱苏敏,陈晨
受保护的技术使用者：艾姆普斯拉公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25