[发明专利]一种多掺杂的石榴石型固体电解质材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多掺杂的石榴石型固体电解质材料，其特征在于：其组成为A-Li_7-bXLa₃Zr_2-xM_xO₁₂，其中M为Te、Ta、Ti、Nb、Ge、Ga、Gd、Bi中的一种以上，0.1≤x≤1.5，b的数值随M的价态变化，A为Al₂O₃、含结晶水或不含结晶水的硝酸铝、碳酸铝、ZnO、MgO中的一种或几种；

M价态记为y，则组成中b，x满足以下条件：(7-bx)+3*3+4*(2-x)+y*x+(-2)*12＝0即(y-b-4)*x＝0。

2.根据权利要求1所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料，其特征在于：A中每一组分的含量为Li_7-bXLa₃Zr_2-xM_xO₁₂摩尔用量的1～1.3％：A为外掺杂元素。

3.根据权利要求2所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料，其特征在于：A为多组分时，A的用量为Li_7-bXLa₃Zr_2-xM_xO₁₂摩尔用量的1～2.5％。

4.根据权利要求1～3任一项所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将锂源、锆源、镧源、M源化合物进行球磨，制得混合浆料；然后烘干，预烧，冷却后加入A，继续进行球磨，烘干，成型，焙烧，获得多掺杂的石榴石型固体电解质材料；

所述预烧的温度为600-950℃；

所述焙烧的温度为700-1000℃。

5.根据权利要求4所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料的制备方法，其特征在于：所述锂源为含结晶水或不含结晶水的氢氧化锂、乙酸锂、碳酸锂、硝酸锂中的至少一种；所述镧源为氧化镧、含结晶水或不含结晶水的乙酸镧、含结晶水或不含结晶水的硝酸镧、氢氧化镧中的至少一种；所述锆源为氧化锆、乙酸锆、氢氧化锆、乙酰丙酮锆中的至少一种；M源化合物为二氧化碲、五氧化二钽、二氧化钛、五氧化二铌、二氧化锗、三氧化二镓、三氧化二钆、五氧化二铋中的一种或几种；A为氧化铝、含结晶水或不含结晶水的硝酸铝、碳酸铝、氧化锌、氧化镁中的一种或几种。

6.根据权利要求4所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料的制备方法，其特征在于：所述预烧的时间为2～8h；焙烧的时间为10～36h。

7.根据权利要求4所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料的制备方法，其特征在于：所述球磨的转速为400～600r/min；所述继续球磨的转速为400～600r/min；

球磨与继续球磨的时间各自独立为6～24h；

球磨时加入分散剂，分散剂为低沸点醇。

8.根据权利要求4所述多掺杂的石榴石型固体电解质材料的制备方法，其特征在于：在成型时，是将烘干的粉末研磨，压片；压片时，压力为150-320MPa，时间为5-20min。