CN120824408A - 硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、固态电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、固态电池和用电装置。该硫化物固体电解质包括硫银锗矿型晶相；硫银锗矿型晶相包括Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素；其中，M元素选自Se元素和Te元素中的一种或两种，T元素选自Cl元素和Br元素中的一种或两种；在硫银锗矿型晶相中，T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，且x>0；在硫银锗矿型晶相中，M元素相对于P元素的原子数量比记为y，且y>0。该硫化物固体电解质具有较高的离子电导率，能够有效改善固态电池倍率性能。

Description

硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、 固态电池和用电装置

技术领域

本申请涉及二次电池技术领域，进一步涉及固态电池技术领域，更进一步涉及硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、固态电池和用电装置。

背景技术

这里的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

固态电池引入不可燃的固体电解质替代传统液态二次电池中的有机电解液，使电池的安全性得到了大幅度提升。在众多的固体电解质材料中，硫化物固体电解质凭借其超高的离子电导率和优良的机械性能，成为最具实用化和产业化前景的一种固体电解质材料。作为一种硫化物固体电解质，硫银锗矿型硫化物固体电解质的烧结产物的离子电导率往往无法达到预期，进而导致固态电池的放电容量和倍率性能不够理想。

发明内容

鉴于上述问题，根据本申请的各种实施方式和各种实施例，本申请提供了一种硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、固态电池和用电装置。该硫化物固体电解质具有较高的离子电导率，能够有效改善固态电池倍率性能。

在本申请的第一方面，提供一种硫化物固体电解质，其包括硫银锗矿型晶相；

所述硫银锗矿型晶相包括Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素；其中，所述M元素选自Se元素和Te元素中的一种或两种，所述T元素选自Cl元素和Br元素中的一种或两种；

在所述硫银锗矿型晶相中，所述T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，且x>0；

在所述硫银锗矿型晶相中，所述M元素相对于P元素的原子数量比记为y，且y>0。

在本申请的第一方面提供的硫化物固体电解质是一种包括硫银锗矿型晶相的硫银锗矿型硫化物固体电解质，硫银锗矿型晶相含有Li元素、P元素、S元素、T元素(T元素为Cl元素和Br元素中的一种或两种)；在T元素相对于P元素的原子数量比(1+x)大于1(此时x>0)的情况下，通过引入M元素(可选自Se元素和Te元素中的一种或两种)，一方面，过量T元素可产生更多锂空位；再一方面利用T元素对对锂离子更小的库伦束缚力，可促使锂离子更容易迁移，有利于促进锂离子扩散，提升固体电解质的离子电导率；再一方面，M元素可补偿硫化物原料在烧结过程的硫(S)损失,可抑制LiT等杂相生成，也有利于提升固体电解质的离子电导率；再一方面，M元素的离子半径大于S元素，可扩宽晶体结构中的离子传输通道，前述的多重协同作用，可显著提升硫银锗矿型硫化物固体电解质的离子电导率。

将该硫化物固体电解质用作固态电池中的固体电解质材料时，可用于固体电解质层、正极层和负极层中的一处或多处结构层中的固体电解质材料，可以有效降低固态电池电阻，改善固态电池倍率性能，可以使固态电池在高倍率下具有更好的电化学性能发挥。

当将该硫化物固体电解质用作正极层中的正极电解质颗粒时，还可促进正极层中正极活性物质的容量发挥。

当将该硫化物固体电解质用作负极层中的正极电解质颗粒时，还可促进负极层中正极活性物质的容量发挥。

在一些实施方式中，在所述硫银锗矿型晶相中，0<x≤0.8。

通过将x控制在前述范围内，可控制T元素在更优的范围内，有利于更好地提升硫化物固体电解质的离子电导率，还可同时控制杂相含量在较低比例。

在一些实施方式中，在所述硫银锗矿型晶相中，0<y≤0.1。

通过将y控制在前述范围内，可以将M元素控制在更优的范围内，更有利于抑制杂相及提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，在所述硫银锗矿型晶相中，Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素的原子数量比为(6-x):1:(5-x-y):y:(1+x)，其中，0<x≤0.8，0<y≤0.1。

在一些实施方式中，所述硫银锗矿型晶相的化学式为Li_6-xPS_5-x-yM_yT_1+x。

当述硫银锗矿型晶相具有前述的化学式时，有利于更好地抑制杂相及更好地提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，所述硫银锗矿型晶相的化学式为Li_6-xPS_5-x-ySe_yCl_1+x。

当M元素包括Se元素，T元素包括Cl元素时，有利于硫化物固体电解质具有更优的离子电导率。

在一些实施方式中，所述硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或多项：

在所述硫银锗矿型晶相中，0.05≤x≤0.8；可选地，0.1≤x≤0.8；进一步可选地，0.3≤x≤0.8；

在所述硫银锗矿型晶相中，0.02≤y≤0.1；可选地，0.02≤y≤0.09。

在一些实施方式中，0.3≤x≤0.8，0.02≤y≤0.09。

通过将x、y中的一种或两种参数控制在前述的范围内，可调节T元素和M元素具有更合适的含量，有利于更好地提升硫化物固体电解质的离子电导率。其中，通过将y控制在前述范围内，可以将M元素控制在更优的范围内，更有利于在抑制杂相及提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，在所述硫银锗矿型晶相中，S元素相对于P元素的原子数量比记为5-x-y，且4.1≤(5-x-y)<5.0。

在一些实施方式中，4.1<(5-x-y)<4.7。

将S元素相对于P元素的原子数量比(5-x-y)控制在前述范围内时，通过控制x及y的含量，更有利于抑制杂相及提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，所述硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或两项：

在所述硫银锗矿型晶相中，所述T元素包括Cl元素；

在所述硫银锗矿型晶相中，所述M元素包括Se元素。

当M元素包括Se元素时，有利于硫化物固体电解质具有更优的离子电导率。

当T元素包括Cl元素时，有利于硫化物固体电解质具有更优的离子电导率。

在一些实施方式中，所述硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或两项：

在所述硫银锗矿型晶相中，Cl元素和Br元素的原子数量比大于或等于1；

在所述硫银锗矿型晶相中，Se元素和Te元素的原子数量比大于或等于1。

通过设置“Cl元素和Br元素的原子数量比大于1”及“Se元素和Te元素的原子数量比大于1”中的一项或两项特征，更有利于提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，所述硫银锗矿型晶相具有下述任一种化学式：Li_5.7PS_4.65Se_0.05Cl_1.3、Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl₁Br_0.5、Li_5.5PS_4.44Se_0.05Te_0.01Cl₁Br_0.5和Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl_1.5。

通过在硫化物固体电解质中设置前述的一种或多种硫银锗矿型晶相，更有利减少杂相及提升离子电导率。

在一些实施方式中，所述硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角具有符合所述硫银锗矿型晶相的特征峰。

在一些实施方式中，所述硫化物固体电解质满足下述特征中的至少一项：

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角在15.5±δ°、18.1±δ°、25.6±δ°、30.1±δ°、31.4±δ°、39.8±δ°、45.1±δ°、47.9±δ°以及52.5±δ°处具有峰，其中，δ为0.2或0.1；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图中不存在LiT杂相峰；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图的2θ(°)衍射角在34.9±0.2°、29.2±0.2°和33.9±0.2°处无衍射峰；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图通过使用Cu Kα射线获得；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图通过粉末X射线衍射测试获得。

硫化物固体电解质中的化学成分及杂相多少可以通过X射线衍射(XRD)检测进行确认。

在本申请的第二方面，提供一种硫化物固体电解质的制备方法，可用于制备本申请第一方面所述的硫化物固体电解质。

在一些实施方式中，所述的硫化物固体电解质的制备方法包括如下步骤：

按照所需的原料化学计量比提供包括Li₂S、P₂S₅、可选的硫单质、M单质和LiT的前驱体混合物；其中，所述M单质选自Se单质和Te单质中的一种或两种，T为卤素，LiT选自LiCl元素和LiBr元素中的一种或两种；

将所述前驱体混合物于惰性氛围中进行烧结，制备得到包括硫银锗矿型晶相的硫化物固体电解质；在所述硫银锗矿型晶相中，所述T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，所述M元素相对于P元素的原子数量比记为y，所述硫银锗矿型晶相满足x>0和y>0。

在一些实施方式中，所述硫化物固体电解质的制备方法满足如下特征中的一项或多项：

将所述前驱体混合物于惰性氛围中进行烧结的步骤中，烧结温度为450℃～530℃；

制备得到的硫化物固体电解质为本申请第一方面所述的硫化物固体电解质。

在本申请的第三方面，提供一种固体电解质膜，其包括本申请第一方面所述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

对于设置有前述硫化物固体电解质的固体电解质膜，可以有效降低电阻，可赋予相应的固态电池更优的倍率性能，可以使固态电池在高倍率下具有更好的电化学性能发挥。

在本申请的第四方面，提供一种电极极片，其包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括电极活性物质，还包括本申请第一方面所述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

在一些实施方式中，所述电极极片为正极极片，所述电极活性材料层则记为正极活性材料层，所述电极活性物质则记为正极活性物质；

或者，所述电极极片为负极极片，所述电极活性材料层则记为负极活性材料层，所述电极活性物质则记为负极活性物质。

对于设置有前述硫化物固体电解质的电极极片，可降低极片内阻，促进极片中活性物质的容量发挥，可赋予相应的固态电池更优的倍率性能。

该电极极片可以为正极极片或负极极片。

在本申请的第五方面，提供一种固态电池，其包括本申请第一方面所述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所述的固体电解质膜以及本申请第四方面所述的电极极片中的至少一种。

在一些实施方式中，所述固态电池为硫化物全固态电池。

对于设置有前述的硫化物固体电解质的固态电池，硫化物固体电解质可以设置于正极层、负极层和固体电解质层中的一处或多处。

在本申请的第六方面，提供一种用电装置，其包括本申请第一方面所述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所述的固体电解质膜、本申请第四方面所述的电极极片和本申请第五方面所述的固态电池中的至少一种。

本申请的一个或多个实施方式或实施例的细节在下面的附图和描述中提出。本申请的其他特征、目的和优点将从说明书、附图以及权利要求书变得明显。

附图说明

为了更好地描述和说明本申请提供的实施方式、实施例或示例，可以参考一幅或多幅附图。用于描述附图的附加细节或示例不应当被认为是对所公开的申请、目前描述的实施方式、实施例或示例以及目前理解的这些申请的最佳模式中的任何一者的范围的限制。还需说明的是，附图均采用简化的形式绘制，仅用于方便、明晰地辅助说明本申请。附图所示的每一部件的各种尺寸是任意示出的，可能是精准的，也可能是未按实际比例绘制。比如，为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的尺寸。如无特别说明，图中各个部件并非按比例绘制。本申请的各附图并没有限定每个部件的每种尺寸。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施方式的固态电芯的结构示意图，该固态电芯包括依次层叠的正极层、固体电解质层和负极层。

图2为本申请一实施方式的固态电池单体的示意图。

图3为图2所示的本申请一实施方式的固态电池单体的分解图。

图4为本申请一实施方式的电池模块的示意图。

图5为本申请一实施方式的电池包的示意图。

图6为图5所示的本申请一实施方式的电池包的分解图。

图7为本申请一实施方式的固态电池用作电源的用电装置的示意图。

图8为本申请中实施例8和比较例3制备的硫化物固体电解质的X射线衍射(XRD)图，横坐标轴为2θ(单位为degree可表示为°)，纵坐标为强度(intensity)。

附图标记说明：100，固体电解质层；200，正极层；300，负极层；1，电池包；2，上箱体；3，下箱体；4，电池模块；5，固态电池单体；51，壳体；52，固态电芯；53，盖板；6，用电装置。

具体实施方式

以下，适当地参照附图详细描述了本申请的硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、固态电池、用电装置等的一些实施方式。但是会有省略非必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出了最小范围值1和2，且如果还列出了最大范围值3、4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2-10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。

在本申请中，如无特别限定，“约”表示在本数上下合理幅度的范围内，波动范围可因本数的类型和数值有所差异。比如，可以允许在±10％、±5％、±2％、±1％等幅度范围内。比如，以“约20℃”且其约数为±1℃为例，“约20℃”所示约数范围内的19℃、19.5℃等约数值也应纳入到“约20℃”所指引的范围内。

在本申请中，如涉及“多个”、“多种”、“多项”、“若干”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或者≥(大于或等于)两种。可以理解，涉及“任意多个”项目时，指的是任意合适的多个项目的组合，也即以不相冲突且能够实施本申请的方式进行“任意多个”项目的组合。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。

本领域技术人员可以理解，在各实施方式或实施例的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，可以优选是顺序进行的。例如，方法M包括步骤(a)和(b)，表示该方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，方法M还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到方法M，例如，方法M可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。

在本申请中，以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中，如无其他说明，不排除所列成员之外的额外成员，可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案，还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如，A包括a1、a2和a3，如无其他说明，可以还包括其他成员，也可以不包括额外成员，可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”或“A选自a1、a2和a3”的特征或方案，还提供了“A不仅包括a1、a2和a3，还包括其他成员”的特征或方案。

在本申请中，如无其他说明，A(如B)，表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。

在本申请中，“可选地”、“可选的”、“可选”，指可有可无，也即指选自“有”或“无”两种并列方案中的任一种。如果一个技术方案中出现多处“可选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“可选”各自独立。如无其他说明，本申请中“可选地包括”、“可选地包含”等描述，以“可选地包括”为例，表示“可以包括或不包括”。

在本申请中，如无其他说明，“和/或”对应的特征或方案包括两个或两个以上相关所列项目中任一个项目，也包括相关所列项目的任意的和所有的组合，其中，任意的和所有的组合包括任意的两个相关所列项目、任意的更多个相关所列项目、或者全部相关所列项目的组合。例如，“A和/或B”表示A、B以及“A与B的组合”构成的组。其中，“包含A和/或B”可以表示“包含A，包含B，以及包含A与B”，还可以表示“包含A，包含B，或者包含A与B”，可根据所在语句恰当理解。

本文中所使用的“其组合”、“其任意组合”、“其任意组合方式”等中包括所列项目中任两个或任两个以上项目的所有合适的组合方式。

本文中，“合适的组合方式”、“合适的方式”、“任意合适的方式”等中“合适”，以能够实施本申请的技术方案为准。

本文中，“优选”、“更好”、“更佳”、“为宜”、“较好”、“较佳”仅为描述效果更好的实施方式或实施例，应当理解，并不构成对本申请保护范围的限制。如果一个技术方案中出现多处“优选”，如无特别说明，且无矛盾之处或相互制约关系，则每项“优选”各自独立。

本申请中，“进一步”、“更进一步”、“特别”、“例如”、“如”、“示例”、“举例”等用于描述目的，表示内容上的差异，但并不应理解为对本申请保护范围的限制。

本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”、“第五方面”、“第六方面”等中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”、“第六”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”，可以表示水平高度的相互位置关系，也可以仅表示存在附着关系而不限定水平高度的相互位置关系。

本申请中，术语“室温”一般指4℃～35℃，可以指20℃±5℃。在本申请的一些实施方式或实施例中，室温是指20℃～30℃。

在本申请中，涉及数据范围的单位，如果仅在右端点后带有单位，则表示左端点和右端点的单位是相同的。比如，3～5h或3-5h均表示左端点“3”和右端点“5”的单位都是h(小时)，均与3h～5h具有相同含义。此外，温度、尺寸等其他参数的类似描述也进行相同方式的理解。

本申请实施方式或实施例中所提到的相关成分的重量或质量不仅可以指代各组分的含量，也可以表示各组分间重量或质量的比例关系，因此，只要是按照本申请实施方式或实施例相关组分的含量按比例放大或缩小均在本申请所描述的范围之内。进一步地，本申请实施方式或实施例中涉及的质量可以是微克(μg)、毫克(mg)、克(g)、千克(kg)等化工领域公知的质量单位。如无其他说明，质量比等于相应的重量比，比如物质A的质量为m1，重量为W1，物质B的质量为m2，重量为W2，则二者的质量比m1/m2在数值上等于相应的重量比W1/W2。

在本申请中，如无其他说明，wt％表示以重量计的重量百分比，在数值上与以质量计的相应的质量百分比相等。在本申请中，对于重量百分比，记为“0”时与“0wt％”具有相同含义，可以互换使用。

在本申请中涉及的参数单位，如无其他说明，nm表示纳米，μm表示微米，S/cm表示西门子每厘米，V表示伏特，kV表示千伏，mA表示毫安，Hz表示赫兹，mPa·S表示毫帕·秒，mg/cm²表示毫克每平方厘米，g/cm²表示克每平方厘米，g/cm³表示克每立方厘米，℃表示摄氏度。

在本申请中，“大于等于”、“大于或等于”和“≥”具有相同含义，可互换使用；“小于等于”、“小于或等于”和“≤”具有相同含义，可互换使用；“大于”可等价地表示为“>”，“小于”可等价地表示为“<”。在本申请中，如无其他说明，“大于或等于”与“≥”可视为还提供了“大于”与“等于”两种方案。在本申请中，如无其他说明，“小于或等于”与“≤”可视为还提供了“小于”与“等于”两种方案。

在本申请中，涉及“在一些实施方式(或实施例)中”、“在一个实施方式(或实施例)中”等示例性描述，可以涵盖但不限于如下含义：这些方案可以与其他方案以合适的方式相互组合形成新的技术方案。

在本申请中，如无其他说明，本申请中提供的“固态电池”是指电池中的电解质包括固体电解质的电池；通常情况下，固态电池包括正极层、固体电解质层和负极层。在电池充放电过程中，活性离子在正极层和负极层之间往返嵌入和脱出。固体电解质层在正极层和负极层之间起到传导离子的作用，还可以隔离正极层与负极层从而起到防止正负极短路的作用，因此，固态电池中可以不设置传统锂离子电池中的隔离膜。固态电池引入不可燃的固体电解质替代传统液态锂离子电池中的有机电解液，使电池的安全性得到了大幅提升。除了提高安全性以外，固态电池还能更好地适配高能量密度的正负极材料，并减轻系统重量，有利于兼顾能量密度的提升。

在本申请中，如无其他说明，“固体电解质”是指在固态电池及构成固态电池的部件的存储和制备过程中以及在固态电池的工作过程中均以固态形式存在的电解质材料或电解质物质。可以理解，包括但不限于在室温状态下，固体电解质以固态形式存在。

在本申请中，如无其他说明，电极层可以为正极层或负极层，电极层包括电极活性物质。电极活性物质可以为正极活性物质或负极活性物质。电极活性物质可以自身作为颗粒物，也可以包含于电极活性颗粒中。电极活性颗粒可以为正极活性颗粒或负极活性颗粒。电极层中的“电极活性物质”指能够可逆地嵌入与脱出活性离子能力的物质。如无其他说明，“负极活性物质”指用于负极层的、能够可逆地嵌入与脱出活性离子能力的物质；“正极活性物质”指用于正极层的、能够可逆地脱出与嵌入活性离子能力的物质。固态电池充电时，活性离子从正极脱出，经过固体电解质层嵌入负极；而固态电池放电时，活性离子则从负极脱出，嵌入正极。活性离子没有特别限定，非限制性，活性离子可以为锂离子，此时对应锂离子固态电池。

在本申请中，“电极活性颗粒”是指含有电极活性物质的颗粒。

在本申请中，“电极活性材料”、“电极活性物质”、“活性材料”和“活性物质”，具有相同含义，可以互换使用；“正极活性物质”和“正极活性材料”具有相同含义，可以互换使用；“负极活性物质”与“负极活性材料”具有相同含义，可以互换使用。“正极活性物质”与“正极活性材料”具有相同含义，可以互换使用；“负极活性物质”与“负极活性材料”具有相同含义，可以互换使用。

在本申请中，如无特别说明，“电极活性材料层”包括正极层中的正极活性材料层以及负极层的负极活性材料层中的至少一者，根据详细的情形，电极活性材料层可以指正极活性材料层或负极活性材料层。可以理解，正极活性材料层含有正极活性物质，负极活性材料层含有负极活性物质。在本申请中，“电极活性材料层”也可简记为“活性材料层”。

在本申请中，如无其他说明，正极层至少包括正极活性材料层。

在本申请中，如无其他说明，正极活性材料层至少包括正极活性颗粒，通常还包括正极电解质颗粒。

在本申请中，如无其他说明，“正极活性颗粒”是指含有正极活性物质的颗粒，其具有可逆地脱出与嵌入活性离子能力。

在本申请中，如无其他说明，“正极电解质颗粒”与“正极固体电解质”具有相同含义，可以互换使用，是指可用于正极膜或正极层中的固体电解质。正极电解质颗粒可以起到增强正极膜或正极层的离子传导能力、降低界面阻抗的作用，能够促进正极活性物质与外界的电荷转移效率及其容量的充分释放。

在本申请中，如无其他说明，负极层至少包括负极活性材料层。

在本申请中，如无其他说明，负极活性材料层至少包括负极活性颗粒，还可以包括或不包括负极电解质颗粒。

在本申请中，如无其他说明，“负极活性颗粒”是指含有负极活性物质的颗粒，其具有可逆地嵌入与脱出活性离子能力。

在本申请中，如无其他说明，“负极电解质颗粒”与“负极固体电解质”具有相同含义，可以互换使用，是指可用于负极膜或负极层中的固体电解质。负极电解质颗粒可以起到增强负极膜或负极层的离子传导能力、降低界面阻抗的作用，能够促进负极活性物质与外界的电荷转移效率及其容量的充分释放。

在固态电池中，界面接触及界面稳定性问题是限制其性能发挥的痛点之一，不良的界面接触会影响电池的循环性能。由于固态电池中存在的“固-固接触”特性，电极层内部的颗粒物之间的接触包括大量的点接触，不能像液态电池中的电解液那样完全润湿电极活性物质，由此造成电极层内的界面离子传输的不足，进而导致固态电池性能发挥不理想。通过向电极层中掺杂固体电解质材料，理论上可以增强电极层的导离子能力，促进电极活性物质与外界的电荷转移效率及其容量的充分释放，并降低阻抗。在众多的固体电解质材料中，硫化物固体电解质由于其超高的离子电导率(约10^-3～10^-2S/cm)和优良的机械性能，如具有较好的柔韧性，使其具有优异的导离子能力和良好的形变能力，是最具实用化和产业化前景的一种固体电解质材料。

对于含有Li元素、P元素、S元素和Cl元素的硫银锗矿型硫化物固体电解质，通常采用包括Li₂S、P₂S₅和LiCl的前驱体原料进行烧结，烧结过程中通常会产生硫(S)损失，容易导致烧结产物中包括LiCl等杂相。而杂相的存在会阻碍硫银锗矿型硫化物固体电解质的离子传输，导致固体电解质材料的离子电导率不够理想。

当硫银锗矿型硫化物固体电解质中存在过量的Cl元素时，随着烧结时的S损失，导致S含量下降更明显，LiCl等杂相含量较高，会严重阻碍离子传输，导致固体电解质材料的离子电导率显著下降。

本申请提供了一种硫化物固体电解质及其制备方法、固体电解质膜、电极极片、固态电池和用电装置，还可以提供正极膜、负极膜和二次电池。该硫化物固体电解质具有较高的离子电导率，能够有效改善二次电池或固态电池倍率性能。

在本申请的第一方面，提供一种硫化物固体电解质，其包括硫银锗矿型晶相。

在一些实施方式中，硫银锗矿型晶相包括Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素；其中，M元素选自Se元素和Te元素中的一种或两种，T元素选自Cl元素和Br元素中的一种或两种。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，且x>0。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，M元素相对于P元素的原子数量比记为y，且y>0。

在一些实施方式中，提供一种硫化物固体电解质，其包括硫银锗矿型晶相；

硫银锗矿型晶相包括Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素；其中，M元素选自Se元素和Te元素中的一种或两种，T元素选自Cl元素和Br元素中的一种或两种；

在硫银锗矿型晶相中，T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，且x>0；

在硫银锗矿型晶相中，M元素相对于P元素的原子数量比记为y，且y>0。

在本申请中，如无其他说明，“硫化物电解质”与“硫化物固体电解质”具有相同含义，可以互换使用，是指硫化物形式的固体电解质，硫化物电解质中包括以硫化物形式存在的硫(S)元素。本申请实施方式或实施例中涉及的“硫化物电解质”可以在固体电解质层、正极层和负极层中的任一者内，可以包含于固体电解质层的电解质物质中，也可以包含于正极电解质颗粒中，也可以包含于负极电解质颗粒中。

在本申请中，如无其他说明，“硫银锗矿型晶相”是指具有与硫化物固体电解质Li₆PS₅Cl相同或类似的晶体结构，属于立方晶系，硫银锗矿型晶相对应硫银锗矿型硫化物固体电解质；“硫银锗矿型型硫化物固体电解质”是指具有与硫化物固体电解质Li₆PS₅Cl相同或类似的晶体结构的硫化物固体电解质。

在本申请提供的硫化物固体电解质中，硫银锗矿型晶相的晶体结构中，T元素过量((1+x)>1，也即x>0)，同时引入了可补偿S损失的M元素。

在本申请中，如无其他说明，“原子数量比”是指指定元素或原子的数量比，可以以摩尔为单位进行计量，此时对应“原子摩尔比”。

在本申请中，如无其他说明，可以根据X射线衍射(XRD)图谱确定硫化物固体电解质是否包括硫银锗矿型晶相。在本申请中，如无其他说明，硫化物固体电解质的X射线衍射图，采用粉末样品，通过使用Cu Kα射线获得。通常地，2θ(°)扫描范围至少包括10°～50°(扫描范围可以包括10°～80°)，2θ(°)扫描速度可以0.02°/秒。在一些实施例中，XRD测试仪器与参数如下：Bruker-D8 advance，采用Cu靶Kα1射线，波长λ为0.15406nm，X射线管控制在40kV和40mA，2θ(°)扫描范围为10°～80°、2θ(°)扫描速度为0.02°/秒。本领域技术人员可以根据与Li₆PS₅Cl的XRD标准谱图的比对分析确认待测硫化物固体电解质是否包括硫银锗矿型晶相。在一些实施例中，硫化物固体电解质的X射线衍射图在下组的2θ(°)衍射角附近14.6°、17.4°、20.2°、20.5°、24.0°、26.9°、29.5°、32.6°、36.5°、41.5°和47.3°处具有峰。由于测量仪器及测量状况等测量因素的不同，实际得到的X射线衍射图中的某个峰或某些峰的位置可能会略有偏移(例如±δ°)，但是，可以理解的是，对于本领域技术人员而言，能够从整体上鉴别“包括略有差别的特征峰的X射线衍射图是否在实质上构成硫银锗矿型晶相”。如无其他说明，“±δ°”仅表示该峰值在衍射角位置上的误差，与该峰的峰形、峰宽无关。在数值上，关于前述的峰位偏移±δ°，δ可以根据测量情况为0.4、0.3、0.2、0.1等数值，比如，在一些实施例中，δ＝0.2。

在本申请中，如无其他说明，可以根据电感耦合等离子体光谱仪(ICP法)等元素分析方法确定硫化物固体电解质中的元素种类及各元素的原子数量比，从而确定化学式。

在本申请的第一方面提供的硫化物固体电解质是一种包括硫银锗矿型晶相的硫银锗矿型硫化物固体电解质，硫银锗矿型晶相含有Li元素、P元素、S元素、T元素(T元素为Cl元素和Br元素中的一种或两种)；在T元素相对于P元素的原子数量比(1+x)大于1(此时x>0)的情况下，通过引入M元素(可选自Se元素和Te元素中的一种或两种)，一方面，过量T元素可产生更多锂空位；再一方面利用T元素对对锂离子更小的库伦束缚力，可促使锂离子更容易迁移，有利于促进锂离子扩散，提升固体电解质的离子电导率；再一方面，M元素可补偿硫化物原料在烧结过程的硫(S)损失,可抑制LiT等杂相生成，也有利于提升固体电解质的离子电导率；再一方面，M元素的离子半径大于S元素，可扩宽晶体结构中的离子传输通道，前述的多重协同作用，可显著提升硫银锗矿型硫化物固体电解质的离子电导率。

将该硫化物固体电解质用作二次电池或固态电池中的固体电解质材料时，可用于固体电解质层、正极层和负极层中的一处或多处结构层中的固体电解质材料，可以有效降低固态电池电阻，改善二次电池或固态电池倍率性能，可以使二次电池或固态电池在高倍率下具有更好的电化学性能发挥。

当将该硫化物固体电解质用作正极层中的正极电解质颗粒时，还可促进正极层中正极活性物质的容量发挥。

当将该硫化物固体电解质用作负极层中的正极电解质颗粒时，还可促进负极层中正极活性物质的容量发挥。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，0<x≤0.8。非限制性地，x还可以为下述任一种数值、大于0且小于或等于下述任一种数值、或选自下述任两种数值构成的区间：0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8等。

通过将x控制在前述范围内，可控制T元素在更优的范围内，有利于更好地提升硫化物固体电解质的离子电导率，还可同时控制杂相含量在较低比例。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，0<y≤0.1。非限制性地，y还可以为下述任一种数值、大于0且小于或等于下述任一种数值、或选自下述任两种数值构成的区间：0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1等。

通过将y控制在前述范围内，可以将M元素控制在更优的范围内，更有利于抑制杂相及提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素的原子数量比为(6-x):1:(5-x-y):y:(1+x)，其中，0<x≤0.8，0<y≤0.1。其中，x和y可以进行合适方式的组合。x和y还可以分别参阅上下文中的任意合适的数值或范围。

在一些实施方式中，硫银锗矿型晶相的化学式为Li_6-xPS_5-x-yM_yT_1+x。

当述硫银锗矿型晶相具有前述的化学式时，有利于更好地抑制杂相及更好地提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，硫银锗矿型晶相的化学式为Li_6-xPS_5-x-ySe_yCl_1+x。

当M元素包括Se元素，T元素包括Cl元素时，有利于硫化物固体电解质具有更优的离子电导率。

在一些实施方式中，硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或多项(下述特征中的任一数值型参数还可以选自上下文中任意合适的数值或范围)：

在硫银锗矿型晶相中，0<x≤0.8，可选地，0.05≤x≤0.8；进一步可选地，0.1≤x≤0.8；更进一步可选地，0.3≤x≤0.8；

在硫银锗矿型晶相中，0<y≤0.1；可选地，0.02≤y≤0.1；进一步可选地，0.02≤y≤0.09。

在一些实施方式中，0.3≤x≤0.8，0.02≤y≤0.09。

通过将x、y中的一种或两种参数控制在前述的范围内，可调节T元素和M元素具有更合适的含量，有利于更好地提升硫化物固体电解质的离子电导率。其中，通过将y控制在前述范围内，可以将M元素控制在更优的范围内，更有利于在抑制杂相及提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在本申请中，在硫银锗矿型晶相中，S元素相对于P元素的原子数量比可记为5-x-y。

在一些实施方式中，4.1≤(5-x-y)<5.0。非限制性地，5-x-y还可以为下述任一种数值、大于或等于下述任一种数值且小于5.0、大于或等于下述任一种数值且小于4.7、或选自下述任两种数值构成的区间：4.1、4.2、4.3、4.4、4.5、4.6、4.7、4.8、4.9、4.95等。

在其中一些实施方式中，4.1<(5-x-y)<4.7。

将S元素相对于P元素的原子数量比(5-x-y)控制在前述范围内时，通过控制x及y的含量，更有利于抑制杂相及提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，T元素包括Cl元素。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，M元素包括Se元素。

在一些实施方式中，在硫银锗矿型晶相中，T元素包括Cl元素；M元素包括Se元素。

当M元素包括Se元素时，有利于硫化物固体电解质具有更优的离子电导率。

当T元素包括Cl元素时，有利于硫化物固体电解质具有更优的离子电导率。

在本申请中，在硫银锗矿型晶相中，Cl元素和Br元素的原子数量比可记为R_Cl/Br。

非限制性地，R_Cl/Br可以为(0～1)：(0～1)，可选为1：(0～1)，另可选为(0～1)：1

在本申请中，在硫银锗矿型晶相中，Se元素和Te元素的原子数量比可记为R_Se/Te。

非限制性地，R_Se/Te可以为(0～1)：(0～1)，可选为1：(0～1)，另可选为(0～1)：1。

关于R_Cl/Br及R_Se/Te的上述任一比例中，0～1范围内的数值可以为下述任一种数值、或者选自下述任两种数值构成的区间：0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.55、0.6、0.625、0.64、0.65、0.7、0.75、0.8、0.825、0.9、0.95、1等。

在一些实施方式中，硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或两项(下述特征中的任一数值型参数还可以选自上下文中任意合适的数值或范围)：

在硫银锗矿型晶相中，Cl元素和Br元素的原子数量比大于或等于1；

在硫银锗矿型晶相中，Se元素和Te元素的原子数量比大于或等于1。

通过设置“Cl元素和Br元素的原子数量比大于1”及“Se元素和Te元素的原子数量比大于1”中的一项或两项特征，更有利于提升硫化物固体电解质的离子电导率。

在一些实施方式中，硫银锗矿型晶相具有下述任一种化学式：Li_5.7PS_4.65Se_0.05Cl_1.3、Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl₁Br_0.5、Li_5.5PS_4.44Se_0.05Te_0.01Cl₁Br_0.5和Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl_1.5。

通过在硫化物固体电解质中设置前述的一种或多种硫银锗矿型晶相，更有利减少杂相及提升离子电导率。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角具有符合硫银锗矿型晶相的特征峰。关于“硫银锗矿型晶相”的定义及鉴定方法可参阅前文。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角在15.5±δ°、18.1±δ°、25.6±δ°、30.1±δ°、31.4±δ°、39.8±δ°、45.1±δ°、47.9±δ°以及52.5±δ°处具有峰，其中，δ可参阅前文；可选地，δ为0.2或0.1。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角在15.5±0.2°、18.1±0.2°、25.6±0.2°、30.1±0.2°、31.4±0.2°、39.8±0.2°、45.1±0.2°、47.9±0.2°以及52.5±0.2°处具有峰。

根据XRD图谱中硫银锗矿型晶相的主衍射峰(最强衍射峰)强度与杂相衍射峰强度的对比，可以判断出杂相相对含量。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图的2θ(°)衍射角在34.9±0.2°、29.2±0.2°和33.9±0.2°处无衍射峰，此时，杂相含量极少。其中，34.9°附近对应LiCl的2θ衍射峰。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图中不存在LiT杂相峰。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图中未观察到明显的LiT等杂相衍射峰。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质中硫银锗矿型晶相的质量占比可以大于85wt％，还可以大于下述任一种百分数、或者大于或等于下述任一种百分数、或者选自下述任一种百分数与100wt％构成的区间、或者选自下述任两种百分数构成的区间：90wt％、92wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％等。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图通过使用Cu Kα射线获得，在其中一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图通过使用Cu Kα1射线获得。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的X射线衍射图通过粉末X射线衍射测试获得。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质满足下述特征中的至少一项：

硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角在15.5±δ°、18.1±δ°、25.6±δ°、30.1±δ°、31.4±δ°、39.8±δ°、45.1±δ°、47.9±δ°以及52.5±δ°处具有峰，其中，δ为0.2或0.1；

硫化物固体电解质的X射线衍射图中不存在LiT杂相峰；

硫化物固体电解质的X射线衍射图的2θ(°)衍射角在34.9±0.2°、29.2±0.2°和33.9±0.2°处无衍射峰；

硫化物固体电解质的X射线衍射图通过使用Cu Kα射线获得；

硫化物固体电解质的X射线衍射图通过粉末X射线衍射测试获得。

硫化物固体电解质中的化学成分及杂相多少可以通过X射线衍射(XRD)检测进行确认。

在本申请的第二方面，提供一种硫化物固体电解质的制备方法，可用于制备本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质。

在一些实施方式中，硫化物固体电解质的制备方法包括如下步骤：

S100：按照所需的原料化学计量比提供包括Li₂S、P₂S₅、可选的硫单质、M单质和LiT的前驱体混合物；其中，M单质选自Se单质和Te单质中的一种或两种，T为卤素，LiT选自LiCl元素和LiBr元素中的一种或两种；

S200：将前驱体混合物于惰性氛围中进行烧结，制备得到包括硫银锗矿型晶相的硫化物固体电解质；

在硫银锗矿型晶相中，T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，M元素相对于P元素的原子数量比记为y，在其中一些实施方式中，硫银锗矿型晶相满足x>0和y>0。

在本申请中，如无其他说明，步骤S100中涉及的“按照所需的原料化学计量比提供”是指以获得目标化学式所需的原料化学计量比提供。在目标化学式确定的情况下，本领域技术人员能够选择合适的前驱体原料及合适的原料化学计量比。

在本申请中，如无其他说明，“M单质”为Se单质、Te单质或Se单质与Te单质的组合。

在一些实施方式中，M单质包括Se单质，进一步可以为Se单质。

在一些实施方式中，M单质包括Te单质，进一步可以为Te单质。

在一些实施方式中，将前驱体混合物于惰性氛围中进行烧结的步骤中，烧结温度可以为450℃～530℃。

非限制性地，在步骤S200中，烧结温度可以为450℃～530℃，还可以为下述任两种温度或者选自下述任两种温度构成的区间：450℃、460℃、470℃、480℃、490℃、500℃、510℃、520℃、530℃等。

非限制性地，在步骤S200中，惰性氛围可以为氩气氛围。

在一些实施方式中，第二方面的制备方法制备得到的硫化物固体电解质为本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质。

在本申请的第三方面，提供一种固体电解质膜，其包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

非限制性地，固体电解质膜可以是独立的固体电解质膜片，进而用于组装固态电池；固体电解质膜还可以是存在于复合结构中的固体电解质膜层。

固体电解质膜可以采用固态电池领域的常规方法进行制备，如将固体电解质材料压制成膜。

在一些实施方式中，固体电解质膜为全固态电解质膜。

在本申请中，如无其他说明，“全固态电解质膜”是指组成材料均为固态的固体电解质膜。

在本申请再一个方面，提供一种固体电解质膜片，其包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

在本申请的再一个方面，提供一种正极膜，其包括正极活性材料层，正极活性材料层包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

非限制性地，正极膜可以是独立的正极膜片或正极极片，进而用于组装固态电池；正极膜还可以是存在于多层复合结构中的正极膜层，例如，可以在固体电解质层的表面上将正极膜层的组成材料压制成膜。作为非限制性示例，正极膜可以是固态电池的正极层或正极层中的一部分。

在一些实施方式中，负极膜为全固态正极膜。

在本申请中，如无其他说明，“全固态正极膜”是指组成材料均为固态的正极膜。

在本申请再一个方面，提供一种正极膜片，其包括正极集流体以及位于正极集流体至少一侧的正极活性材料层，该正极活性材料层包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

在本申请的再一个方面，提供一种负极膜，其包括负极活性材料层，负极活性材料层包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

非限制性地，负极膜可以是独立的负极膜片或负极极片，进而用于组装固态电池；负极膜还可以是存在于多层复合结构中的负极膜层，例如，可以在固体电解质层的表面上将负极膜层的组成材料压制成膜。作为非限制性示例，负极膜可以是固态电池的负极层或负极层中的一部分。

在一些实施方式中，负极膜为全固态负极膜。

在本申请中，如无其他说明，“全固态负极膜”是指组成材料均为固态的负极膜。

在本申请再一个方面，提供一种负极膜片，其包括负极集流体以及位于负极集流体至少一侧的负极活性材料层，该负极活性材料层包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

对于设置有前述硫化物固体电解质的固体电解质膜、正极膜或负极膜，可以有效降低电阻，可赋予相应的二次电池或固态电池更优的倍率性能，可以使二次电池或固态电池在高倍率下具有更好的电化学性能发挥。

当将该硫化物固体电解质用作正极层中的正极电解质颗粒时，还可促进正极层中正极活性物质的容量发挥。

当将该硫化物固体电解质用作负极层中的正极电解质颗粒时，还可促进负极层中正极活性物质的容量发挥。

在本申请的第四方面，提供一种电极极片，其包括电极活性材料层，电极活性材料层包括电极活性物质，电极活性材料层还包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

在一些实施方式中，电极极片为正极极片，电极活性材料层则记为正极活性材料层，电极活性物质则记为正极活性物质；

或者，电极极片为负极极片，电极活性材料层则记为负极活性材料层，电极活性物质则记为负极活性物质。

在本申请中，如无其他说明，电极极片包括电极活性材料层。如前所述，电极活性材料层包括电极活性物质。在电极极片中，电极活性物质可以自身构成颗粒物，也可以包含于电极活性颗粒中。如无其他说明，该方面提供的电极极片中的电极活性材料层还包括硫化物固体电解质，进一步地，该电极活性材料层包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

在一些实施方式中，电极活性材料层包括电极活性颗粒，电极活性材料层还包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。电极极片可以为正极极片，则电极活性颗粒为正极活性颗粒，此时，提供一种正极极片，其包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性颗粒和前述的硫化物固体电解质。电极极片还可以为负极极片，则电极活性颗粒为负极活性颗粒，此时，提供一种负极极片，其包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性颗粒和前述的硫化物固体电解质。

对于设置有前述硫化物固体电解质的电极极片，可降低极片内阻，促进极片中活性物质的容量发挥，可赋予相应的二次电池或固态电池更优的倍率性能。

该电极极片可以为正极极片或负极极片。

在本申请的再一个方面，提供一种二次电池，其包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所描述的固体电解质膜、前述的正极膜、前述的负极膜以及本申请第四方面所描述的电极极片中的至少一种。

在本申请中，如无其他说明，在本申请前述提供的“二次电池”包括正极极片、负极极片和位于正极极片与负极极片之间的固体电解质层。

在本申请中，如无其他说明，“正极极片”包括正极活性材料层。在一些实施方式中，二次电池中的正极极片为前述的正极膜。

在本申请中，如无其他说明，“负极极片”包括负极活性材料层。在一些实施方式中，二次电池中的负极极片为前述的负极膜。

在本申请中，如无其他说明，“固体电解质层”包括固体电解质。在一些实施方式中，固体电解质层为本申请第三方面所描述的固体电解质膜构成的固体电解质膜层。

二次电池充电时，活性离子从正极脱出，经过固体电解质层嵌入负极；而二次电池放电时，活性离子则从负极脱出，嵌入正极。活性离子没有特别限定，非限制性，活性离子可以为锂离子，此时对应锂离子二次电池。

在本申请的第五方面，提供一种固态电池，其包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所描述的固体电解质膜、前述的正极膜、前述的负极膜以及本申请第四方面所描述的电极极片中的至少一种。

在一些实施方式中，固态电池包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所描述的固体电解质膜以及本申请第四方面所描述的电极极片中的至少一种。

在一些实施方式中，固态电池中的正极层包括前述的正极膜，进一步可以为前述的正极膜。

在一些实施方式中，固态电池中的负极层包括前述的负极膜，进一步可以为前述的负极膜。

在一些实施方式中，固态电池中的固体电解质层包括本申请第三方面所描述的固体电解质膜，进一步可以为本申请第三方面所描述的固体电解质膜。

在一些实施方式中，固态电池为硫化物全固态电池。

在本申请的第五方面所提供的“固态电池”包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质和本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种，因此，其为一种硫化物固态电池。

在本申请中，如无其他说明，“硫化物固态电池”是指电池中涉及的电解质包括硫化物固体电解质的固态电池。硫化物固体电解质可以位于硫化物固态电池的正极层、负极层和固体电解质层中至少一处位置。硫化物固态电池可以进一步为全固态电池。

在本申请中，如无其他说明，“全固态电池”是指电池中的电解质均为固体电解质的固态电池，此时，正极层、负极层及电解质部分均采用固体材料，电池中未设置液态电解质，因而可称为“全固态电池”。

在本申请中，如无其他说明，任一实施方式或实施例中的“固态电池”可以为但不限于硫化物全固态电池。如无其他说明，“硫化物全固态电池”是指电池中涉及的电解质包括硫化物固体电解质的全固态电池。其中，硫化物固体电解质可以位于硫化物全固态电池的正极层、负极层和固体电解质层中至少一处位置。

二次电池或固态电池的不同膜层中存在的固体电解质的种类可以相同或不同。比如，正极电解质颗粒、负极电解质颗粒及固体电解质层中的固体电解质可以相同或不同。

在本申请提供的二次电池或固态电池中，正极电解质颗粒、负极电解质颗粒及固体电解质层中的固体电解质中至少一者包含本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质。

对于设置有前述的硫化物固体电解质的二次电池或固态电池，硫化物固体电解质可以设置于正极层、负极层和固体电解质层中的一处或多处。

作为非限制性示例，正极电解质颗粒、负极电解质颗粒及固体电解质层中的固体电解质可以各自独立地包括本领域公知的可用于固态电池的固体电解质材料，例如可以各自独立地包括以下材料中的一种或多种：硫化物类固体电解质、卤化物类固体电解质、氧化物类固体电解质、聚合物类固体电解质等中的一种或多种。

在本申请的第六方面，提供一种用电装置，其包括本申请第一方面所述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所述的固体电解质膜、前述的正极膜、前述的负极膜、本申请第四方面所述的电极极片、前述的二次电池和本申请第五方面所述的固态电池中的至少一种。

在一些实施方式中，用电装置包括本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质、本申请第二方面所描述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、本申请第三方面所描述的固体电解质膜、本申请第四方面所描述的电极极片和本申请第五方面所述的固态电池中的至少一种。

以下为关于固体电解质层的一些描述。

固体电解质层在正极层和负极层之间起到传导离子的作用，还可以隔离正极层与负极层从而起到防止正负极短路的作用。

可以理解，固体电解质层包括固体电解质。固体电解质层中的固体电解质可以采用本领域已知的可用于固态电池的固体电解质材料。

在一些实施例中，固体电解质层包含本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质。

在一些实施方式中，固体电解质层可以由固体电解质材料压制成固体电解质膜，可以为固体电解质膜片或固体电解质膜层。

在一些实施方式中，固体电解质层的厚度可以为0.1μm～1000μm，可选为10μm～100μm、100μm～800μm、500μm～800μm等厚度。

以下为关于正极膜和正极层的一些描述。

在本申请中，如无其他说明，“正极膜”是指能够用作固态电池正极的膜，至少包括正极活性材料层，通常还包括正极集流体。

正极层可以由本领域可用于固态电池的正极极片或正极膜片提供，也可以将正极层的组成材料于固体电解质层的一侧表面上直接压制成正极膜层。正极膜片可以与其他适于正极的膜复合形成正极极片或正极层。

正极层可以通过干法或湿法制备。例如可以采用干法压制成正极膜，可以为正极膜片或正极膜层。再如，可以进行湿法涂布成正极膜，可以为正极膜层。

在一些实施方式中，正极膜包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面上的正极活性材料层，正极活性材料层的定义可参阅前文。

在一些实施方式中，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用铝箔。在正极集流体中，复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基层至少一个表面上的金属层。在正极集流体中，复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而获得。在正极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。在正极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等中的一种或多种。

非限制性地，在正极膜或正极层中，正极活性材料层的厚度为30μm～400μm，可选为60μm～130μm，还可以为下述任一种厚度或选自下述任两种厚度构成的区间：30μm、40μm、50μm、60μm、80μm、100μm、120μm、130μm、140μm、150μm、160μm、180μm、200μm等。

在本申请中，如无其他说明，“正极活性材料层的厚度”是指在正极膜或正极层中的总厚度。当在正极集流体的双侧均设置了正极活性材料层时，正极活性材料层的厚度指两侧厚度的加和。

作为非限制性示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相背离的两个表面，正极活性材料层设置在正极集流体相背离的两个表面的其中任意一者或两者上。

正极膜和正极层各自包括正极活性材料层，正极活性材料层包括正极活性颗粒，正极活性颗粒含有正极活性物质。

非限制性地，正极活性颗粒或正极活性物质在正极活性材料层中的重量百分比可以≥70wt％，进一步可以≥80wt％，更进一步可以≥90wt％，还可以为下述任一种重量百分数或选自下述任两种重量百分数构成的区间：70wt％、75wt％、80wt％、82wt％、84wt％、85wt％、86wt％、88wt％、90wt％、92wt％、94wt％、95wt％、96wt％、97wt％、98wt％、99wt％等。

在一些实施方式中，正极活性材料层包括正极电解质颗粒。非限制性地，正极电解质颗粒在正极活性材料层中的重量占比可以为0.1wt％～30wt％，可选为5wt％～20wt％，正极电解质颗粒在正极活性材料层中的重量占比还可以为下述任一种重量百分数或选自下述任两种重量百分数构成的区间：0.1wt％、0.2wt％、0.4wt％、0.5wt％、0.6wt％、0.8wt％、1wt％、1.2wt％、1.5wt％、1.6wt％、1.8wt％、2wt％、2.5wt％、3wt％、3.5wt％、4wt％、5wt％、6wt％、7wt％、8wt％、9wt％、10wt％、12wt％、14wt％、15wt％、16wt％、18wt％、20wt％、22wt％、24wt％、25wt％、26wt％、28wt％、30wt％等。

在一些实施方式中，正极活性材料层包括正极活性颗粒和正极电解质颗粒。

在一些实施方式中，正极活性颗粒中的正极活性物质可采用本领域公知的用于电池的正极活性物质。作为非限制性示例，正极活性物质可包括以下材料中的一种或多种：橄榄石结构的含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性物质的传统材料。这些正极活性物质可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物、锂镍氧化物、锂锰氧化物、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物、锂镍钴铝氧化物及其改性化合物等中的一种或多种。橄榄石结构的含锂磷酸盐的非限制性示例可包括但不限于磷酸铁锂、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中一种或多种。锂钴氧化物的非限制性示例可以包括LiCoO₂；锂镍氧化物的非限制性示例可以包括LiNiO₂；锂锰氧化物的非限制性示例可以包括LiMnO₂、LiMn₂O₄等；锂镍钴锰氧化物的非限制性示例可以包括LiNi_1/3Co_1/3Mn_1/3O₂(也可以简称为NCM₃₃₃)、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂(也可以简称为NCM₅₂₃)、LiNi_0.5Co_0.25Mn_0.25O₂(也可以简称为NCM₂₁₁)、LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂(也可以简称为NCM₆₂₂)、LiNi_0.8Co_0.1Mn_0.1O₂(也可以简称为NCM₈₁₁)等。锂镍钴铝氧化物的非限制性示例可以包括LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂。磷酸铁锂的示例如LiFePO₄(也可以简称为LFP)。磷酸锰锂的示例如LiMnPO₄。

以活性离子包括锂离子的固态电池为例，可以理解地，固态电池在充放电过程中会伴随锂(Li)的脱嵌及消耗，电池在放电到不同状态时正极层中Li的含量不同。本申请中关于正极活性物质的示例性描述中，如无其他说明，Li的含量可以为材料初始状态，也可以为经充放电循环后的非初始状态。将正极活性物质应用于固态电池体系中的正极层，经过充放电循环，正极层所含正极活性物质中Li的含量通常会发生变化。其中，Li的含量可以采用原子摩尔含量进行计量，但不限于此。关于“Li的含量为材料初始状态”，材料初始状态指置于正极层之前的状态。可以理解，在所列举的正极活性物质基础上进行适当改性而获得的新材料或新物质也在正极活性物质范畴之内，前述适当改性指针对正极活性物质可接受的改性方式，非限制性示例如包覆改性。本申请中关于正极活性物质的示例性描述中，氧(O)的含量通常为理论状态值，晶格释氧会导致氧的原子摩尔含量发生变化，实际O的含量会出现浮动。其中，O的含量可以采用原子摩尔含量进行计量，但不限于此。

在一些实施方式中，正极活性材料层包括导电剂(可记为正极导电剂)。作为非限制性示例，正极导电剂可以为碳导电剂。非限制性地，碳导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。在一些实施例中，正极导电剂可以包括但不限于SP、KS-6、乙炔黑、有支链结构的科琴黑ECP、SFG-6、气相生长碳纤维VGCF、碳纳米管(CNTs)和石墨烯等中的一种或多种。非限制性地，正极导电剂在正极活性材料层中的重量百分比可以为0～10wt％，进一步可以为0～8wt％，更进一步可以为0～5wt％，更进一步可以为0.1wt％～3wt％，基于正极活性材料层的总重量。正极导电剂在正极活性材料层中的重量百分比还可以为0.1wt％～5wt％、0.2wt％～5wt％、0.5wt％～5wt％、0.1wt％～3wt％等。

在一些实施方式中，正极活性材料层可选地包括粘结剂(可记为正极粘结剂)。作为非限制性示例，正极粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的一种或多种。通常地，正极粘结剂在正极活性材料层中的重量百分比可以为0～10wt％，进一步可以为0～8wt％，更进一步可以为0.1wt％～5wt％，更进一步可以为1wt％～5wt％，基于正极活性材料层的总重量。

非限制性地，正极活性材料层可以包括正极活性颗粒、正极电解质颗粒、正极导电剂和正极粘结剂。各组分的种类及含量可参阅本申请的上下文。

在一些实施例中，正极电解质颗粒包含本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极膜片(正极膜片可作为正极极片)：将上述用于制备正极膜片的各组分，例如正极活性颗粒、正极电解质颗粒、正极导电剂、可选的正极粘结剂和任意其他的组分进行干态混合，然后将混匀的物料加热加压捏合成团状物料，进行热辊压形成自支撑正极片，将自支撑正极片与正极集流体热辊复合，自支撑正极片可复合于正极集流体的至少一侧(单侧或双侧)，获得正极膜片。非限制性地，可采用双行星搅拌机进行干态混合。非限制性地，可采用密炼机进行加热加压捏合。非限制性地，进行热辊压的温度可以为75℃～85℃，进一步如78℃、80℃、82℃等。利用正极膜片组装固态电池的方法可适于工业批量生产。可采用类似的方法制备负极膜片或负极极片。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备正极膜片：将上述用于制备正极膜片的各组分，例如正极活性颗粒、正极电解质颗粒、正极导电剂、正极粘结剂和任意其他的组分分散于有机溶剂中，形成正极浆料。进一步地，将正极浆料涂覆在正极集流体的至少一侧表面上，经烘干、压制等工序后，即可得到正极膜片。正极浆料中的有机溶剂种类可以包括对二甲苯、三甲苯、丁酸丁酯、庚烷等中的一种或多种，进一步可以为对二甲苯。正极浆料所涂覆的正极集流体表面可以为正极集流体的单个表面上，也可以为正极集流体的两个表面上。正极浆料的固含量可以为40wt％～80wt％。正极浆料在室温下的粘度可以调整到5000mPa·s～25000mPa·s。涂覆正极浆料时，以干重计(扣除溶剂)的涂布单位面密度(单侧)可以为15mg/cm²～35mg/cm²。正极膜片的压实密度可以为3.0g/cm³～3.6g/cm³，可选为3.3g/cm³～3.5g/cm³。

本申请所使用的“压实密度”具有本领域公知的含义，是材料能量密度的参考指标之一。在本申请中，如无其他说明，电极层的压实密度指的是电极活性材料层的质量与其体积的比值。正极层、正极极片、正极膜片或正极膜的压实密度指的是正极活性材料层的质量与其体积的比值，负极层、负极极片、负极膜片或负极膜的压实密度指的是负极活性材料层的质量与其体积的比值。

压实密度＝涂布面密度/电极活性材料层厚度。

涂布面密度＝浆料干重/电极活性材料层面积。

电极活性材料层的双侧厚度对应双侧的涂布面密度总和，单侧厚度则对应单侧涂布面密度；当位于集流体两侧的电极活性材料层基本一致时，可按如下公式计算：压实密度＝单侧涂布面密度/电极活性材料层的单侧厚度。

电极活性材料层的“单侧”和“双侧”是相对于集流体的位置分布方式而言。

以下为关于负极膜和负极层的一些描述。

在本申请中，如无其他说明，“负极膜”是指能够用作固态电池负极的膜，至少包括负极活性材料层，还可以包括负极集流体。

负极层可以由本领域可用于固态电池的负极极片或负极膜片提供，也可以将负极层的组成材料于固体电解质层的一侧表面上直接压制成负极膜层。负极膜片可以与其他适于负极的膜复合形成负极极片或负极层。

负极层可以通过干法或湿法制备。例如可以采用干法压制成负极膜，可以为负极膜片或负极膜层。再如，可以进行湿法涂布成负极膜，可以为负极膜层。

负极膜和负极层各自包括负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性颗粒，负极活性颗粒含有负极活性物质。非限制性地，负极活性材料层可以包括或不包括负极电解质颗粒。

在一些实施例中，负极活性材料层包括负极电解质颗粒，进一步地，负极电解质颗粒可以包含本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质。

非限制性地，负极活性颗粒或负极活性物质在负极活性材料层中的重量百分比可以≥80wt％，进一步可以≥90wt％。

在一些实施方式中，负极活性颗粒或负极活性物质为锂铟合金(InLi合金)。

在一些实施方式中，负极层为InLi合金膜。

在一些实施方式中，负极活性物质还可采用本领域公知的可用于固态电池的负极活性物质。作为非限制性示例，负极活性物质可包括以下材料中的一种或多种：单质硅、单质锡、硅碳负极、氧化亚硅、石墨、金属锂中的一种或多种。但本申请并不限定于这些材料或物质，还可以使用其他可被用作电池负极活性物质的传统材料。这些负极活性物质可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。

在一些实施方式中，负极极片或负极膜片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料层，负极活性材料层包括负极活性物质。作为非限制性示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相背离的两个表面，负极活性材料层设置在负极集流体相背离的两个表面中的任意一者或两者上。在一些实施方式中，负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用铜箔。在负极集流体中，复合集流体可包括高分子材料基层和形成于高分子材料基材至少一个表面上的金属层。在负极集流体中，复合集流体可通过将金属材料形成在高分子材料基材上而形成。在负极集流体中，该金属材料的非限制性示例可以包括铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等中的一种或多种。在负极集流体中，该高分子材料基材的非限制性示例可以包括聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)等中的一种或多种。

在一些实施方式中，负极活性材料层可选地包括导电剂，记为负极导电剂。非限制性地，负极导电剂可以包括超导碳、乙炔黑、炭黑、科琴黑、碳点、碳纳米管、石墨烯及碳纳米纤维中的一种或多种。在负极活性材料层中，负极导电剂的重量百分比可以为0～10wt％，进一步可选为0～5wt％，更进一步可选为0.1wt％～5wt％，更进一步可选为0.1wt％～3wt％。

在一些实施方式中，负极活性材料层可选地包括粘结剂(记为负极粘结剂)。作为非限制性示例，负极粘结剂可以包括聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、偏氟乙烯-四氟乙烯-丙烯三元共聚物、偏氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物及含氟丙烯酸酯树脂中的一种或多种。非限制性地，负极粘结剂在负极活性材料层中的重量占比可以为0～10wt％，进一步可以为0～5wt％，更进一步可以为1wt％～5wt％，更进一步可选为1wt％～3wt％。

在一些实施方式中，负极活性材料层可选地包括其他助剂，例如增稠剂(如羧甲基纤维素钠(CMC-Na))等。其他助剂在负极活性材料层中的重量百分比可以为0～15wt％，进一步可选为0～10wt％，更进一步可选为0～5wt％，更进一步可选为0～3wt％，更进一步可选为0～2wt％。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极膜片(负极膜片可作为负极极片)：将上述用于制备负极膜片的各组分，例如负极活性颗粒、可选的负极电解质颗粒、负极导电剂、可选的负极粘结剂和任意其他的组分进行干态混合，然后将混匀的物料加热加压捏合成团状物料，进行热辊压形成自支撑负极片，将自支撑负极片与负极集流体热辊复合，自支撑负极片可复合于负极集流体的至少一侧(单侧或双侧)，获得负极膜片。非限制性地，可采用双行星搅拌机进行干态混合。非限制性地，可采用密炼机进行加热加压捏合。利用负极膜片组装固态电池的方法可适于工业批量生产。当采用干法将负极材料制备成负极活性材料层，可以在负极材料中设置负极导电剂，可提高负极活性材料层的导电子能力。

在一些实施方式中，可以通过以下方式制备负极极片或负极膜片：将上述用于制备负极极片或负极膜片的各组分，例如负极活性颗粒、可选的负极电解质颗粒、负极导电剂、负极粘结剂和任意其他组分分散于溶剂(溶剂的非限制性示例如对二甲苯)中，形成负极浆料。进一步地，将负极浆料涂覆在负极集流体的至少一侧表面上，经烘干、压制等工序后，即可得到负极极片或负极膜片。负极浆料所涂覆的负极集流体表面可以为负极集流体的单个表面上，也可以为负极集流体的两个表面上。负极浆料的固含量可以为30wt％～70wt％，可选为40wt％～60wt％。负极浆料在室温下的粘度可以调整到2000mPa·s～10000mPa·s，可选为3000mPa·s～10000mPa·s。涂覆负极浆料时，以干重计(扣除溶剂)的涂布单位面密度(单侧)可以为1.5mg/cm²～18mg/cm²，但不限于此。负极极片或负极膜片的压实密度可以为1.0g/cm³～2.0g/cm³，可选为1.0g/cm³～1.8g/cm³。

非限制性地，可以将正极极片、固体电解质膜片和负极极片依次叠放，将固体电解质置于正极膜片和负极膜片之间，经热辊压制备得到固态电芯。

非限制性地，可以将正极膜片、固体电解质膜片和负极膜片依次叠放，将固体电解质置于正极膜片和负极膜片之间，经热辊压制备得到固态电芯。

在一些实施方式中，固态电池单体5包括固态电芯52。

在一些实施方式中，固态电芯为全固态电芯。

在一些实施方式中，固态电芯52(可以为全固态电芯)包括依次层叠的正极层200、固体电解质层100和负极层300，其中一个示例可参阅图1。

在一些实施方式中，固态电池可包括外包装。该外包装可用于封装上述固态电芯。

在一些实施方式中，固态电池的外包装可以是硬壳，例如硬塑料壳、铝壳、钢壳等。固态电池的外包装也可以是软包，例如袋式软包。软包的材质可以是塑料，进一步地，塑料的非限制性示例可以包括聚丙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯以及聚丁二酸丁二醇酯等中的一种或多种。

本申请对固态电池单体的形状没有特别的限制，其可以是圆柱形、方形或其他任意的形状。例如，图2是作为一个示例的方形结构的固态电池单体5。

在其中一些实施方式中，参照图3，外包装可包括壳体51和盖板53。其中，壳体51可包括底板和连接于底板上的侧板，底板和侧板围合形成容纳腔。壳体51具有与容纳腔连通的开口，盖板53能够盖设于开口，以封闭容纳腔。固态电芯52封装于容纳腔内。固态电池单体5所含固态电芯52的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据实际需求进行选择。

固态电池可以为电池模块4或电池包1。

电池模块包括至少一个固态电池单体。电池模块所含固态电池单体的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池模块的应用和容量选择合适的数量。

图4是作为一个示例的电池模块4。参照图4，在电池模块4中，多个固态电池单体5可以是沿电池模块4的长度方向依次排列设置。当然，也可以按照其他任意的方式进行排布。进一步可以通过紧固件将该多个固态电池单体5进行固定。

可选地，电池模块4还可以包括具有容纳空间的外壳，多个固态电池单体5容纳于该容纳空间。

在其中一些实施方式中，上述电池模块还可以组装成电池包，电池包所含电池模块的数量可以为一个或多个，本领域技术人员可根据电池包的应用和容量选择合适的数量。

图5和图6是作为一个示例的电池包1。参照图5和图6，在电池包1中可以包括电池箱和设置于电池箱中的多个电池模块4。电池箱包括上箱体2和下箱体3，上箱体2能够盖设于下箱体3，并形成用于容纳电池模块4的封闭空间。多个电池模块4可以按照任意的方式排布于电池箱中。

在其中一些实施方式中，用电装置包括本申请提供的任一实施方式的固态电池。

非限制性地，固态电池可以用作用电装置的电源，也可以用作用电装置的能量存储单元。用电装置可以包括移动设备、电动车辆、电气列车、船舶及卫星、储能系统等，但不限于此。其中，移动设备例如可以是手机、笔记本电脑等；电动车辆例如可以是纯电动车、混合动力电动车、插电式混合动力电动车、电动自行车、电动踏板车、电动高尔夫球车、电动卡车、电动摩托车、电动工具等，但不限于此。该用电装置还可以应用于军事装备、航空航天等领域，还可以应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统。

作为用电装置，可以根据其使用需求来选择固态电池。

图7是作为一个示例的用电装置6。该用电装置为纯电动车、混合动力电动车、或插电式混合动力电动车等。为了满足该用电装置对固态电池的高功率和高能量密度的需求，可以采用电池包或电池模块。

作为另一个示例的装置可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等。该装置通常要求轻薄化，可以采用固态电池作为电源。

以下，说明本申请的一些实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。实施例中未注明技术或条件的，按照上文中的描述进行，或者按照本领域内的文献所描述的技术或条件，或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品，或者可通过市购产品按照常规方式合成。

下面的实施例中，室温是指20℃～30℃。

以下各例中，如无其他说明，涉及以wt％表示的“M单质(如Se单质、Te单质或二者组合)”的用量，是指在被烧结混合物中的重量百分比，以下各例中，如无其他说明，被烧结混合物即为前驱体混合物。

需要说明的是，以下各实施方式和各实施例中采用硫化物全固态电池作为固态电池的非限制性示例。

以下各例中，如无其他说明，正极活性颗粒NCM₈₁₁粉末的D_v50为4μm(正极活性物质为NCM₈₁₁)，Li₆PS₅Cl硫化物电解质的D_v50为1μm。

在本申请中，如无其他说明，D_v50表示多颗粒混合物的累计体积分布百分数达到50％时对应的粒径。

D_v50的测试：

以下各实施例和比较例中，正极活性物质和硫化物固体电解质的D_v50采用如下方法测试确认：设备型号：马尔文2000(MasterSizer 2000)激光粒度仪，参考标准流程：GB/T19077-2016/ISO 13320:2009，具体测试流程：取待测样品适量(样品浓度保证8％-12％(w/v)遮光度即可)，加入20mL对二甲苯(测试硫化物固体电解质时还添加分散剂多聚羧酸铵)，同时外超5min(53KHz/120W)，确保样品完全分散，之后按照GB/T19077-2016/ISO13320:2009标准对样品进行测定。

一、硫化物固体电解质、固体电解质膜、全固态电池的制备

(一)硫化物固体电解质的制备

目标化学式为Li_6-xPS_5-x-yM_yT_1+x。可参阅表1，M元素为Se元素和Te元素中的一种或两种，T元素为Cl元素和Br元素中的一种或两种。

实施例1.M元素为Se元素，T元素为Cl元素，目标化学式为Li_5.7PS_4.68Se_0.02T_1.3。

按照原料化学计量比Li_5.7PS_4.7Cl_1.3，分别称取2.2mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1.3molLiCl原料粉末，另外再称取3wt％的硒单质，混匀，获得前驱体混合物，将上述前驱体混合物置于气氛(氩气)炉中530℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

实施例2-3.目标化学式为Li_5.7PS_4.65Se_0.05T_1.3(实施例2)、Li_5.7PS_4.61Se_0.09T_1.3(实施例3)。

采用与实施例1基本相同的方法制备硫化物固体电解质，区别在于硒单质添加量不同。除硒单质的添加量分别改为6wt％(实施例2)和10wt％(实施例3)以外，其余步骤与实施例1相同。

实施例4.目标化学式为Li_5.95PS_4.9Se_0.05Cl_1.05。

采用与实施例1基本相同的方法制备硫化物固体电解质，区别在于：Li、P、S和Cl的原料化学计量比按Li_5.95PS_4.95Cl_1.05，Se单质添加量为6wt％。

实施例5.目标化学式为Li_5.9PS_4.85Te_0.05Br_1.1。

采用与实施例1基本相同的方法制备硫化物固体电解质，区别在于：Li、P、S和Br的原料化学计量比按Li_5.9PS_4.9Br_1.1，将Se单质替换为Te单质，Te单质添加量为6wt％。

实施例6.目标化学式为Li_5.9PS_4.87Se_0.02Te_0.01Cl_0.6Br_0.5。

采用与实施例1基本相同的方法制备硫化物固体电解质，区别在于：Li、P、S、Cl和Br的原料化学计量比按Li_5.9PS_4.9Cl_0.6Br_0.5，Se单质添加量为3wt％，Te单质添加量为2wt％。

实施例7.目标化学式为Li_5.95PS_4.85Se_0.1Cl_1.05。

采用与实施例1基本相同的方法制备硫化物固体电解质，区别在于：Li、P、S和Cl的原料化学计量比按Li_5.95PS_4.95Cl_1.05，Se单质添加量为12wt％。

实施例8.目标化学式为Li_5.5PS_4.47Se_0.03Cl_1.5。

按照原料化学计量比Li_5.5PS_4.5Cl_1.5，分别称取2.0mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1.5molLiCl原料粉末，另外再称取4wt％的硒单质，混匀，获得前驱体混合物，将上述前驱体混合物置于气氛(氩气)炉中500℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

实施例9-10.目标化学式为Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl_1.5(实施例9)、Li_5.5PS_4.41Se_0.09Cl_1.5(实施例10)。

除硒单质的添加量分别改为7wt％和10wt％以外，实施例9-10的其余步骤与实施例8相同。

实施例11.目标化学式为Li_5.2PS_4.17Se_0.03Cl_1.8。

按照原料化学计量比Li_5.2PS_4.2Cl_1.8，分别称取1.7mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1.8molLiCl原料粉末，另外再称取4wt％的硒单质，混匀，获得前驱体混合物，将上述前驱体混合物置于气氛(氩气)炉中480℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

实施例12-13.目标化学式为Li_5.2PS_4.14Se_0.06Cl_1.8(实施例12)、Li_5.2PS_4.11Se_0.09Cl_1.8(实施例13)。

除硒单质的添加量分别改为7wt％和10wt％以外，实施例12-13的其余步骤与实施例11相同。

实施例14.目标化学式为Li_5.2PS_4.1Se_0.1Cl_1.8。

除硒单质的添加量分别改为12wt％以外，实施例14的其余步骤与实施例11相同。

实施例15.目标化学式为Li_5.2PS_4.1Se_0.08Te_0.02Cl_1.5Br_0.3。

采用与实施例11基本相同的方法制备硫化物固体电解质，区别在于：Li、P、S和Cl的原料化学计量比按Li_5.2PS_4.2Cl_1.5Br_0.3，Se单质添加量为9wt％，Te单质的添加量分别改为3wt％以外，实施例15的其余步骤与实施例11相同。

比较例1.目标化学式为Li₆PS₅Cl_1.3。

按照原料化学计量比Li₆PS₅Cl，分别称取2.5mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1mol LiCl原料粉末，混匀得到原料混合物，将上述原料混合物置于气氛(氩气)炉中550℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

比较例2.目标化学式为Li_5.7PS_4.7Cl_1.3。

按照原料化学计量比Li_5.7PS_4.7Cl_1.3，分别称取2.2mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1.3molLiCl原料粉末，混匀得到原料混合物，将上述原料混合物置于气氛(氩气)炉中530℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

比较例3.目标化学式为Li_5.5PS_4.5Cl_1.5。

按照原料化学计量比Li_5.5PS_4.5Cl_1.5，分别称取2.0mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1.5molLiCl原料粉末，混匀得到原料混合物，将上述原料混合物置于气氛(氩气)炉中500℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

比较例4.目标化学式为Li_5.2PS_4.2Cl_1.8。

按照原料化学计量比Li_5.2PS_4.2Cl_1.8，分别称取1.7mol Li₂S、0.5mol P₂S₅和1.8molLiCl原料粉末，混匀得到原料混合物，将上述原料混合物置于气氛(氩气)炉中480℃烧结8h，然后将烧结体破碎，得到硫银锗矿型硫化物固体电解质粉末。

(二)制备固体电解质膜(固体电解质膜片形式)及全固态电池

实施例1-15，分别对应实施例1-15第(一)步中制备的硫化物固体电解质粉末：

氩气氛围中，将硫化物固体电解质粉末(实施例1-15制备获得)于360MPa作用下压制为致密的固体电解质膜片。

氩气氛围中，将NCM₈₁₁粉末、硫化物固体电解质Li₆PS₅Cl、导电碳纤维(VGCF)和粘结剂PTFE按重量比85:13:1:1称取各原料，在双行星搅拌机中混合均匀，然后将混合均匀的粉料在密炼机中加热加压捏合成团状物料，再在80℃下进行热辊压成自支撑正极片，然后与集流体Al箔热辊复合得到正极极片(正极膜片)。

将正极极片置于固体电解质膜片一侧，在固体电解质膜片的另一侧层叠InLi合金作为负极层，组装成全固态电池，此时，固体电解质膜片用作固体电解质层，正极极片用作正极层。电池测试窗口为2.6～4.3V vs Li。

比较例1-4：

采用与实施例1基本相同的方法，区别在于，将制备固体电解质膜片所用的硫化物固体电解质粉末替换为比较例1-4制得的硫化物固体电解质粉末。

表1.实施例1-15及比较例1-4制备的硫化物固体电解质的目标化学式Li_6-xPS_{5-x- y}M_yT_1+x中的相关参数(M元素种类及含量、T元素种类及含量、x、y)可参阅表1。

表1.实施例1-15及比较例1-4制备的硫化物固体电解质的化学式相关信息及M单质添加量信息。

表1中，“Se单质添加量”、“Te单质添加量”分别为Se单质、Te单质相对于被烧结混合物的质量占比，百分数单位为wt％。在各实施例中，如无其他说明，被烧结混合物即为前驱体混合物。

二、正极层设置有本申请提供的硫化物固体电解质及固态电池(全固态二次电池、硫化物全固态电池)的制备。

实施例P1至P15，分别对应实施例1-15第(一)步中制备的硫化物固体电解质粉末：

氩气氛围中，将正极活性颗粒NCM₈₁₁粉末、硫化物固体电解质粉末(实施例1-15制备获得，作为正极电解质颗粒)、导电碳纤维(VGCF，作为正极导电剂)和粘结剂PTFE按重量比85:13:1:1称取各原料，在双行星搅拌机中混合均匀，然后将混合均匀的粉料在密炼机中加热加压捏合成团状物料，再在80℃下进行热辊压成自支撑正极片，然后与集流体Al箔热辊复合得到正极极片(正极膜片)。

氩气氛围中，将硫化物固体电解质粉末Li₆PS₅Cl于360MPa作用下压制为致密的固体电解质膜片。

将正极极片置于固体电解质膜片一侧，在固体电解质膜片的另一侧层叠InLi合金作为负极层，组装成全固态电池，此时，固体电解质膜片用作固体电解质层，正极极片用作正极层。电池测试窗口为2.6～4.3V vs Li。

比较例P1.

采用实施例P8基本相同的方法制备全固态电池，区别在于，将复合正极粉末中的正极电解质颗粒替换为比较例1中的Li₆PS₅Cl。

三、负极层设置有本申请提供的硫化物固体电解质及固态电池(全固态二次电池、硫化物全固态电池)的制备。

实施例N1至N15，分别对应实施例1-15第(一)步中制备的硫化物固体电解质粉末：

氩气氛围中，将硫化物固体电解质粉末Li₆PS₅Cl于360MPa作用下压制为致密的固体电解质膜片。

氩气氛围中，将NCM₈₁₁粉末、硫化物固体电解质Li₆PS₅Cl、导电碳纤维(VGCF)和粘结剂PTFE按重量比85:13:1:1称取各原料，于研钵中手动研磨至混合均匀，获得复合正极粉末。称取复合正极粉末均匀铺洒在固体电解质膜片的一侧表面上，冷压压制成片，压力420MPa，保压5min，形成由正极层和固体电解质层构成的复合膜片。

氩气氛围中，将负极活性颗粒Si粉、硫化物固体电解质粉末(实施例1-15制备获得，作为负极电解质颗粒)与负极粘结剂PVDF按照重量比80:17:3分散于溶剂对二甲苯中(固含量60wt％)，按照以干重计(扣除溶剂)的涂布面密度2.5mg/cm²涂覆于复合膜片中固体电解质层的另外一侧，烘干形成负极层，得到硫化物全固态电池，其包括依次层叠的正极层(对应正极膜)、固体电解质层(对应固体电解质膜片)和负极层(对应负极膜)。

比较例N1.

采用实施例N8基本相同的方法制备全固态电池，区别在于，将负极层中负正极电解质颗粒替换为比较例1中的Li₆PS₅Cl。

四、材料的测试与分析

(一)测试与分析方法

1、元素分析

采用电感耦合等离子体光谱仪(ICP仪)对硫化物固体电解质进行元素种类和比例的分析，确定其化学式。

测试仪器：ThermoFisher ICAP Pro。

2、晶相分析

采用X射线衍射(XRD)图谱确定硫化物固体电解质是否包括硫银锗矿型晶相及杂相多少。

待测样品：硫化物固体电解质粉末。

测试仪器：Bruker-D8 advance。采用Cu靶Kα1射线，波长λ为0.15406nm，X射线管控制在40kV和40mA，2θ(°)扫描范围为10°～80°、2θ(°)扫描速度为0.02°/秒。

分析方法：根据与Li₆PS₅Cl的XRD标准谱图的比对分析确认待测硫化物固体电解质是否包括硫银锗矿型晶相。

3、离子电导率测试

离子电导率通过交流阻抗谱分析法(EIS)测定。

待测样品：硫化物固体电解质粉末。

测试样制备：将待测的固体电解质粉末120mg倒入直径10mm的压片模具内，360MPa将电解质粉末压制为致密的圆片，获得作为测试样的固体电解质膜片。

测试方法：将制好的固体电解质膜片在模具中用10mm直径柱状不锈钢集流体在120MPa夹住固体电解质膜片，之后将集流体连接至电化学工作站，在偏压10mV，频率范围10⁶Hz到10Hz的范围内对电解质片进行电化学阻抗测试(EIS)。以电化学阻抗谱中曲线由高频段到低频段，与Z’轴的交点记为阻值R，通过公式(1)，即可计算出离子电导率(σ)：

其中d为固体电解质膜片厚度，A为电解质片与集流体的接触面积。

实施例1-15制备的硫化物固体电解质粉末分别对应测试例1-15；比较例1-4制备的硫化物固体电解质粉末分别对应测试比较例1-4；测试结果可参阅表2“离子电导率”。

4、首次放电容量

测试方法：将组装好的全固态电池在0.1C的电流密度下充电到3.68V(对锂电位4.3V)，静置10min，然后在0.1C的电流密度下放电到2.18V(对锂电位2.8V)，得到电池的首次放电容量。电池在25±3℃下进行测试，其中1C＝200mA/g。测试结果可参阅表3。

5、倍率性能

测试方法：将全固态电池的充电倍率都固定为0.1C，然后分别在0.1C，0.33C，1C，2C，3C的倍率下进行放电，每个倍率循环3圈，电池的电压测试窗口为2.8～4.3V vs.Li+/Li，电池在25±3℃下进行测试，其中1C＝200mA/g。测试结果可参阅表3。

(二)测试结果分析

1、元素分析

经ICP测试确认，各实施例1-15与各比较例1-4制得的硫化物固体电解质的化学式与目标化学式基本一致。以实施例8为例，目标硫化物固体电解质Li_5.5PS_4.47Se_0.03Cl_1.5的元素成分的实际测试结果为：Li:P:S:Se:Cl的原子数量比为＝5.51:1.02:4.40:0.03:1.49。

2、根据XRD分析结果，各实施例1-15与各比较例1-4制得的硫化物固体电解质均形成硫银锗矿型晶相。此外，各实施例的硫银锗矿型硫化物固体电解质中，杂相含量相对较低。可参阅表2。作为示例，实施例8和比较例3制备的硫化物固体电解质的X射线衍射(XRD)图可参阅图8。

3、离子电导率

各实施例1-15与各比较例1-4制得的硫化物固体电解质的硫化氢释放量及离子电导率测试结果可参阅表2。

相较于比较例1，实施例1-15的硫化物固体电解质Li_6-xPS_5-x-yM_yT_1+x均满足x>0且y>0；相较于比较例1，各实施例1-15制得的硫化物固体电解质均具有较高的离子电导率。实施例1-2相比于比较例2、实施例8-10相比于比较例3，实施例11-14相比于比较例4，制得的硫化物固体电解质也均具有显著降低的硫化氢释放量，同时还具有较好的离子电导率。可参阅表2。

4、电池性能

相比于比较例1，实施例1-15的固态电池均具有更好的首次放电容量和倍率性能。此外，实施例1-2相比于比较例2、实施例8-10相比于比较例3，实施例11-14相比于比较例4，制得的固态电池均具有更低的杂相含量及较高的离子电导率。可参阅表3。

作为示例，相对于实施例P8，比较例P1的正极层中未设置本申请第一方面提供的硫化物固体电解质，首次放电容量和倍率性能均明显变差。可参阅表3。

作为示例，相对于实施例N2，比较例N1的负极层中未设置本申请第一方面提供的硫化物固体电解质，首次放电容量和倍率性能均明显变差。可参阅表3。

实施例1-15的固态电池均在固体电解质层中使用本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质，有效降低了固态电池电阻，固态电池具有优异的倍率性能，可在高倍率下实现更好的电化学性能发挥。

实施例P1-P15将本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质用作正极层中的正极电解质颗粒，不仅降低了极片内阻，还促进正极层中正极活性物质的容量发挥。

实施例N1-N15将本申请第一方面所描述的硫化物固体电解质用作负极层中的负极电解质颗粒，不仅降低了极片内阻，还促进负极层中正极活性物质的容量发挥。

表2.

表3.

上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处，其相同或相似之处可以相互参考，为了简洁，本文不再赘述。以上所描述的实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

需要说明的是，本申请不限定于上述实施方式。上述实施方式仅为示例，在本申请的技术方案范围内具有与技术思想实质相同的构成、发挥相同作用效果的实施方式均包含在本申请的技术范围内。以上所描述的实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。此外，在不脱离本申请主旨的范围内，对实施方式施加本领域技术人员能够想到的各种变形、将实施方式中的一部分构成要素加以组合而构筑的其它方式也包含在本申请的范围内。

Claims (23)

1.一种硫化物固体电解质，其特征在于，包括硫银锗矿型晶相；

所述硫银锗矿型晶相包括Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素；其中，所述M元素选自Se元素和Te元素中的一种或两种，所述T元素选自Cl元素和Br元素中的一种或两种；

在所述硫银锗矿型晶相中，所述T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，且x>0；

在所述硫银锗矿型晶相中，所述M元素相对于P元素的原子数量比记为y，且y>0。

2.根据权利要求1所述的硫化物固体电解质，其特征在于，在所述硫银锗矿型晶相中，0<x≤0.8。

3.根据权利要求1或2所述的硫化物固体电解质，其特征在于，在所述硫银锗矿型晶相中，0<y≤0.1。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，在所述硫银锗矿型晶相中，Li元素、P元素、S元素、M元素和T元素的原子数量比为(6-x):1:(5-x-y):y:(1+x)，其中，0<x≤0.8，0<y≤0.1。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫银锗矿型晶相的化学式为Li_6-xPS_5-x-yM_yT_1+x。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫银锗矿型晶相的化学式为Li_6-xPS_5-x-ySe_yCl_1+x。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或多项：

在所述硫银锗矿型晶相中，0.05≤x≤0.8；可选地，0.1≤x≤0.8；进一步可选地，0.3≤x≤0.8；

在所述硫银锗矿型晶相中，0.02≤y≤0.1；可选地，0.02≤y≤0.09。

8.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，0.3≤x≤0.8，0.02≤y≤0.09。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，在所述硫银锗矿型晶相中，S元素相对于P元素的原子数量比记为5-x-y，且4.1≤(5-x-y)<5.0。

10.根据权利要求9所述的硫化物固体电解质，其特征在于，4.1<(5-x-y)<4.7。

11.根据权利要求1～10中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或两项：

在所述硫银锗矿型晶相中，所述T元素包括Cl元素；

在所述硫银锗矿型晶相中，所述M元素包括Se元素。

12.根据权利要求1～11中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫银锗矿型晶相满足如下特征中的一项或两项：

在所述硫银锗矿型晶相中，Cl元素和Br元素的原子数量比大于或等于1；

在所述硫银锗矿型晶相中，Se元素和Te元素的原子数量比大于或等于1。

13.根据权利要求1～12中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫银锗矿型晶相具有下述任一种化学式：Li_5.7PS_4.65Se_0.05Cl_1.3、Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl₁Br_0.5、Li_5.5PS_4.44Se_0.05Te_0.01Cl₁Br_0.5和Li_5.5PS_4.44Se_0.06Cl_1.5。

14.根据权利要求1～13中任一项所述的硫化物固体电解质，其特征在于，所述硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角具有符合所述硫银锗矿型晶相的特征峰。

15.根据权利要求14所述的硫化物固体电解质，其特征在于，满足下述特征中的至少一项：

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图中的2θ(°)衍射角在15.5±δ°、18.1±δ°、25.6±δ°、30.1±δ°、31.4±δ°、39.8±δ°、45.1±δ°、47.9±δ°以及52.5±δ°处具有峰，其中，δ为0.2或0.1；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图中不存在LiT杂相峰；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图的2θ(°)衍射角在34.9±0.2°、29.2±0.2°和33.9±0.2°处无衍射峰；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图通过使用Cu Kα射线获得；

所述硫化物固体电解质的X射线衍射图通过粉末X射线衍射测试获得。

16.一种硫化物固体电解质的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤：

按照所需的原料化学计量比提供包括Li₂S、P₂S₅、可选的硫单质、M单质和LiT的前驱体混合物；其中，所述M单质选自Se单质和Te单质中的一种或两种，T为卤素，LiT选自LiCl元素和LiBr元素中的一种或两种；

将所述前驱体混合物于惰性氛围中进行烧结，制备得到包括硫银锗矿型晶相的硫化物固体电解质；在所述硫银锗矿型晶相中，所述T元素相对于P元素的原子数量比记为1+x，所述M元素相对于P元素的原子数量比记为y，所述硫银锗矿型晶相满足x>0和y>0。

17.根据权利要求16所述的硫化物固体电解质的制备方法，其特征在于，满足如下特征中的一项或多项：

将所述前驱体混合物于惰性氛围中进行烧结的步骤中，烧结温度为450℃～530℃；

制备得到的硫化物固体电解质为权利要求1～15任一项中所述的硫化物固体电解质。

18.一种固体电解质膜，其特征在于，包括权利要求1～15任一项所述的硫化物固体电解质和权利要求16或17所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

19.一种电极极片，其特征在于，包括电极活性材料层，所述电极活性材料层包括电极活性物质，还包括权利要求1～15任一项所述的硫化物固体电解质和权利要求16或17所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质中至少一种。

20.根据权利要求19所述的电极极片，其特征在于，所述电极极片为正极极片，所述电极活性材料层则记为正极活性材料层，所述电极活性物质则记为正极活性物质；

或者，所述电极极片为负极极片，所述电极活性材料层则记为负极活性材料层，所述电极活性物质则记为负极活性物质。

21.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1～15任一项所述的硫化物固体电解质、权利要求16或17所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、权利要求18所述的固体电解质膜以及权利要求19或20所述的电极极片中的至少一项。

22.根据权利要求21所述的固态电池，其特征在于，所述固态电池为硫化物全固态电池。

23.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求1～15任一项所述的硫化物固体电解质、权利要求16或17所述的制备方法制备得到的硫化物固体电解质、权利要求18所述的固体电解质膜、权利要求19或20所述的电极极片和权利要求21或22所述的固态电池中的至少一项。