LiIHPN?xLiI固体电解质系列及制备方法
【专利摘要】本发明属于电化学技术领域，具体为一种LiIHPN?xLiI固体电解质系列及制备方法。本发明首次合成了新型化合物LiIHPN，并成功得到该化合物的单晶样品。利用LiIHPN的单晶样品，得到新型化合物LiIHPN的结构信息。LiIHPN是一种新型的锂离子固体电解质，通过在LiIHPN中添加不同比例的LiI，得到LiIHPN?xLiI(0≤x≤10)固体电解质系列，该固体电解质系列中LiIHPN?LiI室温电导率为1.8*10?6 Scm?1，355K时LiIHPN?LiI电导率为1.8*10?3 Scm?1，是一种新型的可用于全固态电池的固体电解质。
【专利说明】
Li IHPN-xLi I固体电解质系列及制备方法
技术领域
[0001]本发明属于电化学技术领域，具体涉及一种新型碘化锂-3-羟基丙腈复合物:LilHPN-xLiKO彡X彡10)固体电解质系列及制备方法。
【背景技术】
[0002]长期以来，人们采用的传统能源利用方式已经给环境带来了巨大的污染，同时，资源短缺、温室效应等问题也日渐突出。可见，传统的能源结构和利用方式已经越来越难以适应人类可持续发展的需要。为了能够高效、合理地使用不可再生能源，又能保持环境和生态平衡，二次化学电池得到了极大的发展。但是，液态二次锂离子电池一般采用易燃易爆的有机溶剂，使用过程中，会引起电池燃烧甚至发生爆炸。全固态电解质可以很好地克服有机溶剂电解液易燃的问题，能够有效地提高电池安全性。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种高效、安全的新型LilHPN-xLiKO彡X彡10)固体电解质系列及制备方法。
[0004]本发明首先提供一种碘化锂-3-羟基丙腈化合物，含有Li元素、I元素、C元素、N元素、O元素和H元素，元素比为1^:1:(::0:1!1=1:1:3:1:1:5，简写为1^1册1该化合物具有锂离子传导能力的新型化合物。
[0005 ]上述化合物制备的具体步骤为:把L i I (HPN) 2与L i I按摩尔比1:1混合，并加热至120-160°C，搅拌70-100小时，得到无色透明油状液体，冷却后固化，得到Li IHPN固体电解质。
[0006]上述化合物，具有特定的单晶结构，并由单晶样品给出完整的LiIHPN结构信息。
[0007]上述化合物，具备一定的锂离子电导率，室温电导率为2.3*10—8 Scnf1。
[0008]本发明还提供一种固体电解质系列，是在上述化合物LiIHPN中添加不同摩尔比例的LiI(碘化锂)得到，记为:LiIHPN-xLiI(0彡X彡10)。这里，X表示LiI(碘化锂)的摩尔含量。优选Kx<10。
[0009]上述LiIHPN-xLiI(0彡X彡10)固体电解质系列，根据LiI含量的不同，可以得到不同电导率的固体电解质，其中LiIHPN-LiI室温电导率为1.8*10—6 S cm—S 355K时电导率为1.8*10—3 S cm—、
[0010]本发明提供上述的LiIHPN-xLi 1(0彡x彡10)固体电解质系列制备方法，具体步骤为:
把LiIHPN与LiI按不同摩尔比混合，并加热至110-160°C，搅拌80-110小时，得到无色透明油状液体，冷却后固化得到不同比例的L i I HPN-xLi 1(0彡X彡10)固体电解质系列。
[0011 ]由于上述Li IHPN-XLiI (O彡X彡10)固体电解质具有优良的电导性能，因此，可用于制备全固态锂硫电池。即以硫作为正极，锂片作为负极，LiIHPN-LiI固体电解质作为电解质。
【附图说明】
[0012]图1为实施例中LiIHPN-LiI系列的离子电导率-温度曲线。
[0013]图2为实施例中LiIHPN-LiI系列的XRD图谱。
[0014]图3为实施例中全固态锂硫电池充放电曲线。
【具体实施方式】
[0015]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例
[0016]LiIHPN与LiI按不同摩尔比混合，并加热至110-160°C，搅拌80-110小时后得到无色透明油状液体，冷却后固化得到不同比例的LilHPN-xLiKO彡X彡10)固体电解质系列。
[0017]图1是不同LiI含量的LiIHPN-LiI系列的离子电导率-温度曲线。LiIHPN-LiI系列都表现出很好地Arrhenius曲线特征。LiIHPN-LiI系列固体电解质的离子电导率随LiI含量而增加。在3551(时1^1/1^1册#1的电导率可达1.8*10—3 S/cm。
[0018]图2中最下方的数据是利用material stud1模拟的LiIHPN的XRD图谱。图3中列举了不同的LiI含量的LiIHPN-LiI系列的XRD图谱。对比图3中黑色的纯LiIHPN衍射图谱与理论模拟Li IHPN的XRD图谱，可以看出两者具有很好的一致性。
[0019]如图3所示，本发明提供的全固态锂硫电池包含:硫作为正极，锂片作为负极，LiIHPN-LiI固体电解质作为电解质。因此，LiIHPN-LiI可应用于全固态电池领域，是一种新型的固体电解质。
[0020]以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种具有锂离子传导能力的化合物，其特征在于，为碘化锂-3-羟基丙腈，含有Li元素、I元素、C元素、N元素、O元素和H元素，元素比为L1:1:C:0:N:H=1:1:3:1:1:5，简写为LiIHPN02.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，具有特定的单晶结构，并由单晶样品给出完整的Li IHPN结构信息。3.根据权利要求1所述的化合物，其特征在于，具备锂离子电导率，室温电导率为2.3*10—8 Scnf104.一种如权利要求1所述的固体电解质系列的制备方法，其特征在于具体步骤为:把LiI(HPN)2与LiI按摩尔比1:1混合，并加热至120-160 °C，搅拌70-100小时，得到无色透明油状液体，冷却后固化，得到Li IHPN固体电解质。5.一种固体电解质系列LiIHPN_xLiI，0彡X彡10，其特征在于，是在权利要求1所述的化合物LiIHPN中添加额外的，不同摩尔比例的LiI得到，记为LiIHPN_xLiI，0彡X彡10，x表示LiI的摩尔含量。6.—种如权利要求5所述的固体电解质系列LiIHPN-xLiI，0彡X彡10的制备方法，其特征在于具体步骤为:把LiIHPN与LiI按不同摩尔比混合，并加热至110-160 °C，搅拌80-110小时，得到无色透明油状液体，冷却后固化得到。
【文档编号】H01M10/056GK106058309SQ201610406323
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月12日
【发明人】刘方超, 傅正文
【申请人】复旦大学