[发明专利]一种锂离子导电材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种锂离子导电材料及其制备方法和应用，所述锂离子导电材料为磷锑酸铜锂，其化学式为Li₅CuSbP₄O₁₆，分子量为599.89，其单晶体结构属三斜晶系，空间群P‑1,单胞参数为alpha＝69.788(10)deg，beta＝89.404(18)deg，gamma＝76.306(17)deg，Z＝1；采用高温固相法，按照Li:Cu：Sb:P的摩尔比为10：1：2:4，合成反应进行制备，得到针状的磷锑酸铜锂单晶体。本发明的磷锑酸铜锂具有良好的锂离子导电性能，可作为锂离子导电材料，并可用于制作锂电池固态电解液材料和锂离子导电器件。

【技术领域】

本发明涉及一种锂离子导电材料及其制备方法和应用。

【背景技术】

电化学能量转换和存储设备已经受到了人们足够的重视，锂离子电池已经彻底改变了便携式电子设备行业。出于对使用高电压的阴极材料和Li/Na金属阳极的获得长期稳定和高能量密度电池的安全考虑，全固态电池(ASSBs)基于固体电解质(SEs)正被研究作为一种实现的方法。理想的无机导体在许多情况下应具有高离子电导率(10^-4S/厘米),高的热稳定性。

为了寻找新的固态无机电解质,科学家展开了多体系的研究,比如LISICON-like(锂超离子导体)、石榴石、NASICON-like(钠超离子导体)、钙钛矿、和锂卤化物等。其中，许多科学家专注于在固态无机锂离子导电材料中展开调查研究。当前锂离子导体材料的研究让人们对全固态锂离子和锂空气电池发展应用带来了极大的信心。采用固态电解液去替换当前锂离子电池中使用的质子电解质将会极大的改变致电极浓度极化问题。然而,现有对于超离子导体在不同结构的体系所呈现的性质仍没有一个比较根本的认识。因此对具有富含锂离子且具有强锂离子导电能力的材料的的研究，特别是具有特殊结构，热稳定性好的强锂离子导电材料的研究具有重要的科学意义和广阔的应用前景。

【发明内容】

本发明要解决的技术问题，在于提供一种锂离子导电材料及其制备方法和应用，该产品是全新的强锂离子导电材料，具有特殊结构，其热稳定性好，可作为锂离子电池固态电解液和锂离子导电器件。

本发明是这样实现的：

一种锂离子导电材料，所述锂离子导电材料为磷锑酸铜锂，其化学式为Li₅CuSbP₄O₁₆，分子量为599.89，其单晶体结构属三斜晶系，空间群P-1，单胞参数为alpha＝69.788(10)deg，beta＝89.404(18)deg，gamma＝76.306(17)deg，Z＝1。

进一步地，所述锂离子导电材料的制备方法，具体为：采用高温固相法，按照Li:Cu：Sb:P的摩尔比为5：1：1:4，合成反应进行制备，得到粉末状的磷锑酸铜锂化合物。

进一步地，所述锂离子导电材料的制备方法，具体为：采用高温固相法，按照Li:Cu：Sb:P的摩尔比为10：1：2:4，合成反应进行制备，得到针状的磷锑酸铜锂单晶体。

进一步地，所述锂离子导电材料的应用，为该磷锑酸铜锂作为锂离子电池固态电解液和锂离子导电器件。

本发明具有如下优点：

本发明磷锑酸铜锂是一种全新的强锂离子导电材料，具有特殊结构，其热稳定性好，具有良好的锂离子导电性能，可作为锂离子电池固态电解液和锂离子导电器件。

【附图说明】

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明锂离子导电材料磷锑酸铜锂化合物的纯相粉末XRD谱图。

图2为本发明锂离子导电材料磷锑酸铜锂晶体的沿a轴方向的观察图。

【具体实施方式】