[发明专利]含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料和电池

权利要求书

1.一种含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料，其特征在于，所述材料的化学通式为：Li_2+xC_zB_bM_mO_3-nY_n；

其中，每个C或B或M与相邻的三个O组成一个平面三角形结构，或者每个C或B或M与相邻的三个Y组成一个平面三角形结构；M为对Li或C或B进行掺杂取代的元素；Y为对O进行掺杂取代的元素；所述M具体为Na，K，Mg，Ca，Al，Ga，La，Y，Si，Ge，Zr中的一种或多种；所述Y具体为S，N，F中的一种或多种；所述x，z，b，m，n分别为对应元素所占的摩尔百分比；0≤x≤1，0.3≤z≤1，0≤b≤1，0≤m≤0.2，0≤n≤0.5，且m、n不同时为零；所述材料的性状为：粉体材料、块体材料、薄膜材料或复合材料中的任一种。

2.根据权利要求1所述的含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料，其特征在于，在拉曼光谱中，在700cm^-1以上1200cm^-1以下区域有峰；在红外光谱中，在750cm^-1以上1500cm^-1以下区域有峰。

3.一种如权利要求1所述的含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述材料为粉体材料，所述方法包括：

将Li源、C源、B源、M源、Y源按照Li_2+xC_zB_bM_mO_3-nY_n摩尔比配料，形成前驱体；所述M具体为Na，K，Mg，Ca，Al，Ga，La，Y，Si，Ge，Zr中的一种或多种；所述Y具体为S，N，F中的一种或多种；所述x，z，b，m，n分别为对应元素所占的摩尔百分比；0≤x≤1，0.3≤z≤1，0≤b≤1，0≤m≤0.2，0≤n≤0.5，且m、n不同时为零；

经手磨或行星球磨或高能球磨混合均匀，得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末在100℃～500℃空气气氛中预处理1～12小时；

将热处理后的前驱体粉末再进行手磨或行星球磨或高能球磨；

在500℃～650℃烧结24～336小时，即得到所述粉体材料。

4.一种如权利要求1所述的含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述材料为粉体材料，所述方法包括：

将Li源、C源、B源、M源、Y源按照Li_2+xC_zB_bM_mO_3-nY_n摩尔比配料，形成前驱体；所述M具体为Na，K，Mg，Ca，Al，Ga，La，Y，Si，Ge，Zr中的一种或多种；所述Y具体为S，N，F中的一种或多种；所述x，z，b，m，n分别为对应元素所占的摩尔百分比；0≤x≤1，0.3≤z≤1，0≤b≤1，0≤m≤0.2，0≤n≤0.5，且m、n不同时为零；

经手磨或行星球磨或高能球磨混合均匀，得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末在100℃～500℃空气气氛中预处理1～12小时；

将热处理后的前驱体粉末再进行手磨或行星球磨或高能球磨；

在500℃～650℃烧结1～24小时，再进行手磨或行星球磨或高能球磨；

再在500℃～650℃烧结1～24小时，即得到所述粉体材料。

5.一种如权利要求1所述的含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述材料为块体材料，所述方法包括：

将上述权利要求3或4制备得到的粉体材料机械压制成型后，在500℃～650℃再烧结6～12小时，得到所述块体材料。

6.一种如权利要求1所述的含平面三角形基团的锂碳硼氧化物固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述材料为块体材料，所述方法包括：

将上述权利要求3或4制备得到的粉体材料放入压片模具，采用等温静压的方法，在500℃～650℃，1MPa～6MPa下压制2～6小时，得到所述块体材料。