本技術(shù)涉及電化學(xué)，特別是涉及一種硫化物電解質(zhì)及其制備方法、固態(tài)電池和電子設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、伴隨著電動汽車的迅速發(fā)展，人們對電池的安全性能也日益重視。鋰離子電池常用液態(tài)有機電解液，容易出現(xiàn)電池漏液，致使其具有易燃燒、易腐蝕、易爆炸等安全隱患。全固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)代替了可燃液態(tài)電解液，所以被視為下一代具有高安全性和能量密度的儲能器件。

2、固態(tài)電池的正負極中通常包含各種固體材料，如活性材料、電解質(zhì)材料、導(dǎo)電碳和粘結(jié)劑等。這些成分之間形成了多種固體-固體界面，因此很難實現(xiàn)這些固體材料的均勻分布并保證這些界面之間的緊密接觸。而且，固體電解質(zhì)相比于液體電解質(zhì)，存在化學(xué)穩(wěn)定性差、質(zhì)地硬、不流動特性、界面處存在空隙和副反應(yīng)等天然缺陷。針對以上問題，若采用小尺寸的電解質(zhì)顆粒，尤其是納米級別顆粒的電解質(zhì)，就有可能與活性材料、導(dǎo)電碳、粘結(jié)劑之間形成更好的接觸界面，如此就有利于改善離子傳導(dǎo)，提升電池性能。

3、在固態(tài)電解質(zhì)中，硫化物電解質(zhì)因具有較高的離子電導(dǎo)率和較低的成本，并且楊氏模量相對較小，因此有著優(yōu)異的可加工性，在固態(tài)電池中能夠形成較好的固/固界面，而被廣泛應(yīng)用。但是相應(yīng)地，由于其材質(zhì)較軟，所以難以細化得到小尺寸的硫化物固態(tài)電解質(zhì)。而且，即使制備獲得了小尺寸的硫化物固態(tài)電解質(zhì)，該電解質(zhì)也會存在粒度分布較寬、比表面積較大的問題，如此會增加其與正極間的副反應(yīng)，較難實現(xiàn)電池性能的有效提升。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、基于此，本技術(shù)提供一種粒徑較小、粒度分布較窄且比表面積較小的硫化物電解質(zhì)及其制備方法、固態(tài)電池和電子設(shè)備，可以有效提升固態(tài)電池的電化學(xué)性能。

2、本技術(shù)的第一方面提供了一種硫化物電解質(zhì)，所述硫化物電解質(zhì)的中值粒徑d50和比表面積分別為10nm～5000nm和1m2/g～15m2/g，所述硫化物電解質(zhì)的粒度分布滿足：0.9≤(d90-d10)/d50≤2。

3、在一些實施方式中，所述硫化物電解質(zhì)滿足如下條件中的至少一者：

4、(1)所述硫化物電解質(zhì)滿足化學(xué)式li7-xp1-ymys6-x-znzwx，其中0≤x≤2，0≤y＜1，0≤z＜1，m包括as、ge、si、sn、sb、nb、al中的至少一種，n包括o、se中的至少一種，w包括鹵素原子中的至少一種；

5、(2)所述硫化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率為1ms/cm～15ms/cm。

6、在一些實施方式中，所述硫化物電解質(zhì)滿足如下條件中的至少一者：

7、(1)所述硫化物電解質(zhì)的d50為20nm～500nm，可選為250nm～300nm；

8、(2)所述硫化物電解質(zhì)的比表面積為6m2/g～13m2/g，可選為6m2/g～8m2/g；

9、(3)所述硫化物電解質(zhì)的d90為400nm～450nm；

10、(4)所述硫化物電解質(zhì)的d10為100nm～150nm；

11、(5)所述硫化物電解質(zhì)的顆粒的球形度為0.5～1。

12、本技術(shù)的第二方面提供了一種硫化物電解質(zhì)的制備方法，包括：

13、將硫化物電解質(zhì)原料進行第一次液相球磨，制備前驅(qū)體漿料，所述硫化物電解質(zhì)原料為包含鋰源、磷源、硫源和鹵源的混合物；

14、將所述前驅(qū)體漿料依次進行第一燒結(jié)處理和第二燒結(jié)處理，制備硫化物電解質(zhì)中間產(chǎn)物，所述第一燒結(jié)處理的溫度<所述第二燒結(jié)處理的溫度；

15、將所述硫化物電解質(zhì)中間產(chǎn)物進行第二次液相球磨后去除球磨溶劑，制備硫化物電解質(zhì)，其中，所述硫化物電解質(zhì)的中值粒徑d50和比表面積分別為10nm～5000nm和1m2/g～13m2/g，所述硫化物電解質(zhì)的粒度分布滿足：0.9≤(d90-d10)/d50≤1。

16、在一些實施方式中，滿足如下條件中的至少一者：

17、(1)所述第一燒結(jié)處理的溫度為120℃～300℃；

18、(2)所述第二燒結(jié)處理的溫度為350℃～700℃。

19、在一些實施方式中，滿足如下條件中的至少一者：

20、(1)所述硫化物電解質(zhì)原料的平均粒徑為0.5μm～10μm，可選為0.5μm～8μm；

21、(2)所述硫化物電解質(zhì)原料中，在所述鋰源、所述磷源、所述硫源和所述鹵源之間，任意二者的平均粒徑的差值絕對值≤2μm；

22、(3)所述鋰源包括硫化鋰、氧化鋰和碳酸鋰中的至少一種，可選為硫化鋰；

23、(4)所述磷源包括五硫化二磷和三硫化二磷中的至少一種；

24、(5)所述硫源包括硫化鋰、五硫化二磷和三硫化二磷中的至少一種；

25、(6)所述鹵源包括氯化鋰和溴化鋰中的至少一種；

26、(7)所述硫化物電解質(zhì)原料還包含m元素單質(zhì)、含m元素化合物和含n元素化合物中的至少一種，m元素包括as、ge、si、sn、sb、nb、al中的至少一種，n元素包括o、se中的至少一種；

27、可選地，在所述硫化物電解質(zhì)原料中，在所述鋰源、所述磷源、所述硫源、所述鹵源和所述含m元素化合物之間，任意二者的平均粒徑的差值絕對值≤2μm；

28、可選地，在所述硫化物電解質(zhì)原料中，在所述鋰源、所述磷源、所述硫源、所述鹵源和所述含n元素化合物之間，任意二者的平均粒徑的差值絕對值≤2μm；

29、可選地，在所述硫化物電解質(zhì)原料中，在所述鋰源、所述磷源、所述硫源、所述鹵源、所述含m元素化合物和所述含n元素化合物之間，任意二者的平均粒徑的差值絕對值≤2μm。

30、在一些實施方式中，滿足如下條件中的至少一者：

31、(1)所述第一次液相球磨后，制備的所述前驅(qū)體漿料的粒徑為1μm～7μm；

32、(2)所述第一次液相球磨和所述第二次液相球磨采用的球磨溶劑各自獨立地包括醚類有機溶劑、酯類有機溶劑和腈類有機溶劑中的至少一種；

33、可選地，所述第一次液相球磨和所述第二次液相球磨采用的球磨溶劑相同；

34、可選地，所述醚類有機溶劑包括二甲醚、二丙醚、二丁醚、甲乙醚和苯甲醚中的至少一種；

35、可選地，所述酯類有機溶劑包括乙酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸己酯和異丁酸異丁酯中的至少一種；

36、可選地，所述腈類有機溶劑包括乙腈、異丁腈、叔丁腈和苯甲腈中的至少一種。

37、在一些實施方式中，滿足如下條件中的至少一者：

38、(1)所述第一次液相球磨的球料比為5:1～40:1，液料比為1:1～10:1；

39、(2)所述第二次液相球磨的球料比為4:1～20:1，液料比為1:1～5:1。

40、本技術(shù)的第三方面提供了一種固態(tài)電池，包括本技術(shù)第一方面的硫化物電解質(zhì)或通過本技術(shù)第二方面的制備方法制得的硫化物電解質(zhì)。

41、本技術(shù)的第四方面提供了一種電子設(shè)備，包括本技術(shù)第三方面的固態(tài)電池。

42、本技術(shù)的電子設(shè)備包括本技術(shù)提供的固態(tài)電池，因而至少具有與所述固態(tài)電池相同的優(yōu)勢。

43、硫化物電解質(zhì)的中值粒徑、比表面積和粒度分布各自分別處于上述范圍時，三者間可形成相互配合，如此不僅能增大硫化物電解質(zhì)與正極或負極中活性物質(zhì)的有效接觸面積，提高活性物質(zhì)的利用率，形成連續(xù)的離子導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，提升離子傳導(dǎo)性。而且還可有效減少顆粒間不均勻的接觸包覆，這能夠有效降低硫化物電解質(zhì)與正極或負極間副反應(yīng)的發(fā)生，降低極片離子遷移迂曲度，提高電化學(xué)性能。