[发明专利]一种锂二次电池用杂交电解质和锂二次电池

权利要求书

1.一种锂二次电池用杂交电解质，其特征在于，所述杂交电解质包括固相材料和液相材料；

所述固相材料包括石榴石陶瓷复合材料，所述液相材料包括液态电解液和/或凝胶电解液；

所述石榴石陶瓷复合材料的化学组成为：Li_6.5La₃Zr_1.5Ta_0.5O₁₂+zA, 其中0≤z≤5wt%，A包括Al₂O₃、Li₂O、MgO、CaO、BaO和Y₂O₃中的一种或多种；

所述锂二次电池包括锂-氧气二次电池。

2.根据权利要求1所述的杂交电解质，其特征在于，所述石榴石陶瓷复合材料与所述液相材料的质量比为（60~80）：1。

3.根据权利要求1所述的杂交电解质，其特征在于，所述凝胶电解液包括聚合物基体、无机填料和液态电解液；

所述液相材料中的液态电解液和所述凝胶电解液中的液态电解液均包括锂盐液态电解液。

4.根据权利要求3所述的杂交电解质，其特征在于，所述锂盐液态电解液包括锂盐电解质和有机溶剂；

所述锂盐电解质包括三氟甲磺酸锂、高氯酸锂和双三氟甲基磺酰亚胺锂中的一种或多种；

所述有机溶剂包括四乙二醇二甲醚、二乙二醇二甲醚和二甲基亚砜中的一种或多种。

5.根据权利要求3所述的杂交电解质，其特征在于，所述聚合物基体包括聚环氧乙烷、聚四氟乙烯-六氟丙烯和聚四氟乙烯中的一种或多种；

所述无机填料包括氧化硅、氧化铝和锂离子快导体中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的杂交电解质，其特征在于，所述锂盐电解质在所述锂盐液态电解液中的浓度为0.5~2M；

所述聚合物基体占所述凝胶电解液的比例为50wt%~70wt%；

所述无机填料占所述凝胶电解液的比例为5wt%~20wt% 。

7.根据权利要求1所述的杂交电解质，其特征在于，所述石榴石陶瓷复合材料由以下步骤制备得到：

1）将锂源化合物，镧源化合物，锆源化合物和钽源化合物进行混合后烧结，得到陶瓷粉体；

2）将上述步骤得到的陶瓷粉体与化合物A再次混合后压制成型，再次烧结后，得到石榴石陶瓷复合材料。

8.根据权利要求7所述的杂交电解质，其特征在于，所述锂源化合物包括氧化锂、氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂和醋酸锂中的一种或多种；

所述镧源化合物包括氧化镧、氢氧化镧、硝酸镧、碳酸镧和醋酸镧中的一种或多种；

所述锆源化合物包括氧化锆、硝酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆和醋酸锆中的一种或多种；

所述钽源化合物包括氧化钽。

9.根据权利要求7所述的杂交电解质，其特征在于，所述混合为干法混合；所述再次混合为干法混合；

所述烧结的温度为700~1000℃；所述烧结的时间为6~12h；

所述压制成型为等静压压制成型；

所述再次烧结的升温速率为1~5℃/min；

所述再次烧结的温度为1100~1200℃；

所述再次烧结的时间为6~12h 。

10.一种锂二次电池，其特征在于，包括正极、负极、隔膜和权利要求1~9任意一项所述的杂交电解质；

所述锂二次电池包括锂-氧气二次电池。