[发明专利]一种硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质及其制备方法

说明书

一种硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质及其制备方法。该电解质材料的化学式为Li0.33La0.57(Ti(1‑x)，Ag9GeSe6‑x‑yTey)O₃，其中0≤x≤0.1，0≤y≤0.75且x，y不同为0。制备方法包括：按照化学式按比例称取配料；将所述配料混合后进行球磨；对球磨得到的粉料进行预烧，获得具有晶体结构的前驱体；对预烧所得的前驱体进行第二次球磨，获得细小颗粒，并对颗粒压合成片；对压片进行排胶处理；对排胶后的压片进行烧结，得到所述硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质材料。本发明能够提高固体电解质的电导率，提高使用全固态电解质的动力电池和电力储能电池的性能。

技术领域

本发明涉及锂离子电池无机固体电解质领域，特别是涉及一种硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质及其制备方法。

背景技术

这些年来，锂电池已经越来越广泛地应用于我们的日常生活中，比如在手机、笔记本电脑以及其它的便携式电子设备中的应用，锂电池成为一种充满前景的新能源储能装置。作为锂电池的重要组成部分，电解质在其中发挥着重要作用。在在锂电池的实际应用过程中，以液态和有机物为材料的电解质在受到挤压变形而发生泄漏以及遇见火花而易燃易爆等不安全问题时有发生。

全固态锂离子电池是针对液体电解质锂离子电池安全性能差的问题提出来的锂离子电池体系之一，它通过使用热稳定性更高的固体电解质材料来取代隔膜和有机电解质溶液，从根本上改善锂离子电池的安全问题。固体电解质又称超离子导体，是一类在固态时即呈现离子导电性的新兴电解质材料，不仅可以克服电池内部短路及漏液的缺点，还能彻底解决因可燃性有机电解液造成的电池安全问题，实现安全装置的简化，使制造成本和生产优异，此外还具有在电池内串联层积而实现高电压化的特征。另外，在这种固体电解质中，锂离子以外并不移动，因而可以期待不发生因阴离子的移动引起的副反应等安全性和耐久的提高。

目前已经开发出了很多种新型无机固态电解质材料体系，包括硫磷基材料、氮氧化物基和氧化物及其含氧酸锂盐等，大部分都表现出很高的离子导电性。在这些材料中，氧化物基固体电解质由于其稳定的机械性能和电化学性能而备受瞩目。钙钛矿型锂镧钛基(LLTO)氧化物固体电解质，据报道具有非常高的晶体电导率，在室温条件下为1×10-3S/cm，然而晶界电导率和总电导率却通常只在10-5S/cm量级，无法满足实际需要。过去十几年里，研究主要集中在对LLTO材料晶体结构分析、合成制备以及在固态电池中应用等方面。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本发明的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本发明的主要目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质及其制备方法，使电解质材料的性能大幅度提升。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质材料，该电解质材料的化学式为Li0.33La0.57(Ti(1-x)，Ag9GeSe6-x-y Tey)O₃，其中0≤x≤0.1，0≤y≤0.75且x，y不同时为0。

一种硫银锗矿掺杂钙钛矿型固体电解质材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照化学式Li0.33La0.57(Ti(1-x)，Ag9GeSe6-x-y Tey)O₃，0≤x≤0.1，0≤y≤0.75且x，y不同时为0，按比例分别称取一水合氢氧化锂、氧化镧、二氧化钛，Ag单质、Ge单质、Se单质、Te单质，作为配料；

(2)将所述配料混合后进行球磨；

(3)对球磨得到的粉料进行预烧，获得具有晶体结构的前驱体；

(4)对预烧所得的前驱体进行第二次球磨，获得细小颗粒，并对颗粒压合成片；