[发明专利]锂石榴石复合陶瓷、其制备方法及其用途

权利要求书

1.一种复合陶瓷，包含：

锂石榴石主相；

抑制主相晶粒生长的第二相，

其中锂石榴石主相为Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂，占复合陶瓷的质量分数为91-99％；抑制主相晶粒生长的第二相为MgO，占复合陶瓷的质量分数为1-9％。

2.如权利要求1所述的复合陶瓷，其特征在于，所述复合陶瓷的平均粒度为3-7微米。

3.如权利要求1所述的复合陶瓷，其特征在于，所述复合陶瓷的弯曲强度为100-180MPa。

4.如权利要求1所述的复合陶瓷，其特征在于，所述复合陶瓷的锂离子电导率为1×10^-4S/cm–6×10^-4S/cm。

5.如权利要求1所述的复合陶瓷，其特征在于，所述复合陶瓷的密度为其理论最大密度的95-98％。

6.一种陶瓷电解质，其至少包含权利要求1所述的复合陶瓷。

7.一种制备权利要求1所述的复合陶瓷的方法，包括：

混合原料以形成第一混合物，所述原料包括锂源化合物和形成石榴石主相所需的其他无机原料；

研磨第一混合物；

在800-1200℃下煅烧所研磨的第一混合物以形成锂石榴石氧化物；

混合所述锂石榴石氧化物和抑制主相晶粒生长的第二相添加剂MgO以形成第二混合物；

研磨第二混合物；

干燥第二混合物，然后过筛，并压制成素坯；

在600-1300℃下烧结所述素坯以获得所述的复合陶瓷。

8.如权利要求7的方法，其特征在于，所述锂源化合物以相对于化学计算量过量的形式存在。

9.如权利要求7的方法，其特征在于，所述第二相添加剂MgO的量为1-9重量％。

10.如权利要求7的方法，其特征在于，烧结在空气、惰性气氛或者先空气再惰性气氛中完成。

11.如权利要求7的方法，其特征在于，烧结在空气气氛中完成，烧结温度的范围是1000-1250℃。

12.如权利要求7的方法，其特征在于，烧结在惰性气氛中完成，烧结温度的范围是800-1200℃。

13.如权利要求7的方法，其特征在于，第一混合物的粒度是0.3-4微米；第二混合物的粒度是0.15-2微米。

14.一种电化学装置，包括：

负极；

正极；和

介于正极与负极之间的固体电解质材料，

其中所述固体电解质材料包含权利要求1所述的复合陶瓷。

15.一种锂石榴石氧化物复合物，其化学式为:

Li_7-xLa₃(Zr_2-x,M_x)O₁₂-SA,

其中，M选自元素Al,Ga,In,Si,Ge,Sn,Sb,Bi,Sc,Y,Ti,Hf,V,Nb,Ta,W或其组合；

其中，SA选自MgO,CaO,ZrO₂,HfO₂或其组合，SA占所述复合物的总质量的质量分数是1％-9％，x的值介于0和1之间。