[发明专利]一种空位/间隙氧复合调控的固体电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种空位/间隙氧复合调控的固体电解质,其化学式为：

La_10–xSi_6–yA_yO_26+δ；

其中，0＜x≤0.67,0＜y≤0.5，高价离子A为V⁵⁺,Ta⁵⁺,Mo⁶⁺中的任意一种，n为高价离子A的价态，

2.根据权利要求1所述的空位/间隙氧复合调控的固体电解质，其特征在于：La³⁺的空位含量x为0.17、0.33、0.5或0.67；高价离子A的含量y为0.1、0.2、0.3、0.4或0.5。

3.根据权利要求1所述的空位/间隙氧复合调控的固体电解质，其化学式为：La_10–xSi_6–yTa_yO_26+δ；

其中，0＜x≤0.67,0＜y≤0.5，

4.一种如权利要求1或2所述的空位/间隙氧复合调控的固体电解质的制备方法，其特征在于包括：

a、对La₂O₃、SiO₂以及V₂O₅，Ta₂O₅或MoO₃的原始氧化物粉体进行预处理；

b、按照La_10–xSi_6–yA_yO_26+δ，0＜x≤0.67,0＜y≤0.5,高价离子A为V⁵⁺,Ta⁵⁺,Mo⁶⁺中的任意一种的化学计比称量预处理后的La₂O₃、SiO₂，以及V₂O₅，Ta₂O₅或MoO₃；使La元素、Si元素、A元素的摩尔比为9.33～10:5.5～6:0～0.5，且Si和A的摩尔数之和为6；

c、将步骤b中称取的氧化物粉体进行湿法混料，再将混料后的浆料在373～393K下烘干，获得均匀的混合物粉体；

d、将步骤c中获得的混合物粉体置于空气炉中煅烧，煅烧温度1473～1623K，煅烧时间5～15h，获得电解质粉体；

e、再将电解质粉体进行湿法混料，再将球磨后的浆料在373～393K下烘干，烘干后，再研磨，再在8～12MPa的压力下冷压成型制成坯体，保压时间0.8～1.2min，再在180～220MPa下冷等静压成型，保压时间为2.8～3.2min，获得电解质块体；

f、将电解质块体进行高温固相烧结，烧结温度为1673～1923K，烧结时间为4～15h，升温速率80～120K·h^–1，随炉冷却，获得所述空位/间隙氧复合调控的固体电解质。

5.如权利要求4所述的空位/间隙氧复合调控的固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤a中所述的预处理方法为：将La₂O₃、SiO₂、以及V₂O₅，Ta₂O₅或MoO₃的原始氧化物粉体置于加热炉中，以100～300K·h^–1的升温速率升温至1173～1273K，在此温度范围内，保温2～3h，再以100～500K·h^–1的速率降至室温。

6.如权利要求4所述的空位/间隙氧复合调控的固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤c中和步骤e中所述的湿法混料的方法为：将氧化锆磨球与氧化物粉体按照3:0.95～1.05的质量比加入球磨罐中，再加入与所述电解质粉体等体积的无水乙醇，密封后置于球磨机中，在300～400r/min的转速下，球磨24～72h。