[发明专利]一种石榴石结构的混合离子-电子导体及其在储能器件中的应用

权利要求书

1.一种石榴石结构的混合离子-电子导体，其特征在于具有如下通式表达：(Li_mM_n)_xLa₃(Zr_1-a X_a)₂O₁₂在材料中的质量分数占15-100％；

(Li_mM_n)_xLa₃(Zr_1-a X_a)₂O₁₂ 其中0m≤1，0≤n≤0.5，m+n≤1；

其中，M为一价或高价的元素，其化学价为g，则有m+n×g＝1；M是：H、Na、K、Rb、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、In、C、Si、Ge、P、S、Se中的一种或几种的混合；

其中0≤a1；

其中，X包括至少一种选自Ta,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Fe,Co,Ni,Si,Ge,Sn,Pb,As,Sb,Se的元素；其化学价为h，则有(m+ng)x-2a(4-h)＝7。

2.如权利要求1所述的导体，其特征在于：当(Li_mM_n)_xLa₃(Zr_1-a X_a)₂O₁₂在固体电解质材料中的质量分数低于100％时，与其它一种或多种其它材料混合，作为复合型固体电解质材料体系。

3.如权利要求2所述的导体，其特征在于，所述的其它材料包括：无机锂离子导体，有机锂离子导体，电子导体/半导体。

4.如权利要求1所述的导体，其特征在于，所述的无机锂离子导体为：晶体型、非晶体型、晶体-非晶体复合晶型锂离子导体或锂离子导体-绝缘体复合型锂离子导体。

5.如权利要求1所述的导体，其特征在于，所述有机锂离子导体为：氟树脂、聚环氧乙烷、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯或它们的衍生物、共聚物可用作聚合物电解质的材料。

6.如权利要求1所述的导体，其特征在于，电子导体/半导体为石墨、石墨烯、石墨炔、铝、铜、硅或上述材料的化合物。

7.如权利要求1-6任意一项所述的导体在锂离子电池、金属锂电池、锂液流电池或锂离子电容器的应用。

8.如权利要求1-7任意一项所述的应用，其特征在于，正极层、负极层、电极/电解质界面层的至少一种含有权利要求1～6的所述的固体电解质材料。

9.如权利要求1-7任意一项所述的应用，所述的锂离子电池、金属锂电池、锂液流电池、锂离子电容器，其工作温度在-60-300℃。