[发明专利]一种焦磷酸钛与相应磷酸盐组成的复合电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种焦磷酸钛与相应磷酸盐组成的复合电解质，其特征在于，所述焦磷酸钛为镁掺杂焦磷酸钛，所述复合电解质由下式表示：

Ti_1-xMg_xP₂O₇/NaTi₂(PO₄)₃/KTi₂(PO₄)₃，其中，0.02≤x≤0.25；

所述镁掺杂焦磷酸钛根据包括以下步骤的方法制备而得：

步骤1-1，称取钛源、浓磷酸及掺杂原子源充分混合，粉碎，研磨；所述钛源选自TiO₂、硝酸钛、醋酸钛中的一种；所述掺杂原子源选自氧化镁、碳酸镁、硝酸镁、磷酸镁中的一种；将钛源、浓磷酸和掺杂原子源混合后，使钛源、浓磷酸和掺杂原子源形成糊状体系，使用研磨的方式对体系中的颗粒进行反复粉碎；

步骤1-2，将步骤1-1得到的体系在400℃~600℃下进行烧结1h~4h，冷却至室温，球磨，过筛，得到镁掺杂的焦磷酸钛；

所述焦磷酸钛与相应磷酸盐组成的复合电解质由以下方法制备得到：

步骤1，称取镁掺杂焦磷酸钛和盐酸盐，充分混合均匀，球磨，得到混合物；所述盐酸盐为氯化钠-氯化钾，氯化钠与氯化钾的摩尔量之比为1:1；所述镁掺杂焦磷酸钛与盐酸盐的重量比为（3~9）:1；

步骤2，500℃~650℃下，灼烧步骤1得到的混合物0.5h~3h，焦磷酸钛与碱金属盐原位部分反应生成相应磷酸盐复合物；

步骤3，将步骤2得到的复合物粉碎、研磨，压片；

步骤4，将步骤3得到的压片在500℃~700℃下灼烧0.5h~2.5h，得到复合电解质。

2.根据权利要求1所述的复合电解质，其特征在于，

所述镁掺杂的焦磷酸钛由下式表示：

Ti_0.95Mg_0.05P₂O₇、Ti_0.90Mg_0.10P₂O₇或Ti_0.80Mg_0.20P₂O₇。

3.一种制备权利要求1或2所述的复合电解质的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1，称取镁掺杂焦磷酸钛和盐酸盐，充分混合均匀，球磨，得到混合物；

步骤2，灼烧步骤1得到的混合物，焦磷酸钛与碱金属盐原位部分反应生成相应磷酸盐复合物；

步骤3，将步骤2得到的复合物粉碎、研磨，压片；

步骤4，将步骤3得到的压片灼烧，得到复合电解质。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1中，

镁掺杂焦磷酸钛由下式表示：Ti_(1-x)Mg_xP₂O₇，其中， 0.02≤x≤0.25；

所述盐酸盐为氯化钠-氯化钾，其中，氯化钠与氯化钾的摩尔量之比为1:1，其中，氯化钠的摩尔量以其中钠元素的摩尔量计，氯化钾的摩尔量以其中钾元素的摩尔量计；

所述镁掺杂焦磷酸钛与盐酸盐的重量比为（3~9）:1。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤1中所述镁掺杂焦磷酸钛根据包括以下步骤的方法进行制备：

步骤1-1，称取钛源、浓磷酸及掺杂原子源充分混合，粉碎；

步骤1-2，将步骤1-1得到的体系进行烧结，冷却，球磨，过筛，得到镁掺杂的焦磷酸钛。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤1-1中，所述钛源选自TiO₂、硝酸钛、醋酸钛中的一种，所述掺杂原子源选自氧化镁、碳酸镁、硝酸镁、磷酸镁中的一种；

步骤1-2中，将步骤1-1得到体系在400℃~600℃下烧结；并在此温度下保温反应1h~4h。