[发明专利]一种碱金属离子迁移的固态电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种碱金属离子迁移的固态电解质，其特征在于其具有式(I)的组成：

A_xD_yE_z (I)

其中：

A为碱金属Li、Na或K；

D为Al或Si，

E为O以及任选的B、任选的N，或任选的P；

x为0.1-4，优选0.5-3，更优选0.8-2.5，最优选1.0-2.0的数，y为0.1-4，优选0.2-3，更优选0.5-2.5，最优选0.5-2.0的数，z为0.5-6，优选1.0-5.0，更优选1.5-4.5，最优选2.0-4.0的数，

条件是当D为Al或Si之一时或者当Al/Si比为1时，A或E之一或二者为至少两种元素。

2.根据权利要求1的固态电解质，其中所述碱金属部分地被选自Mg或Ca的其他金属元素J代替。

3.根据权利要求2的固态电解质，所述其他金属元素J的量为碱金属元素总摩尔含量的0-10％，优选为碱金属元素总摩尔含量的0.01-8％，更优选为碱金属元素总摩尔含量的0.05-5％。

4.根据权利要求1-3中任一项的固态电解质，其中D部分地被选自In、Ga、Ti或Sn的其他元素L代替。

5.根据权利要求4的固态电解质，其中所述其他元素L的量为Al、Si元素总摩尔含量的0-10％，优选为Al、Si元素总摩尔含量的0.01-8％，更优选为Al、Si元素总摩尔含量的0.05-5％。

6.根据权利要求1-5中任一项的固态电解质，其中E部分地被其他负价元素M代替。

7.根据权利要求6的固态电解质，其中所述其他负价元素M选自F、Cl、Br、I、Se或Te。

8.根据权利要求6或7的固态电解质，其中所述其他负价元素M的量为O、N、P、B元素总摩尔含量的0-50％，优选为O、N、P、B元素总摩尔含量的0.01-20％，更优选为O、N、P、B元素总摩尔含量的0.05-10％。

9.根据权利要求1-8中任一项的固态电解质，其为Li_0.9Na_0.1(AlSiO₄)、Li_0.9Na_0.05K_0.05(AlSiO₄)、NaAl_0.5B_0.5O₂、K₂SiAlO₃P、Li_0.75Na_0.2K_0.05Si_0.75Ti_0.25ON、K_0.01Na_0.98Li_0.01SiAlO_3.85Se_0.15或K_0.01Na_0.98Li_0.01AlSiCa_0.015O₄N_0.01。

10.一种制备根据权利要求1-9中任一项的固态电解质的方法，所述方法包括将A、D和E的前体研磨，然后成型并烧结。

11.根据权利要求10的方法，其中所述烧结为微波烧结。

12.根据权利要求1-9中任一项的固态电解质在固态碱金属电池中的用途。

13.一种固态碱金属电池，其包括根据权利要求1-9中任一项的固态电解质。

14.根据权利要求13的固态碱金属电池在电力储存和释放中的用途。