[发明专利]一种阴离子掺杂的离子导体材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种阴离子掺杂的离子导体材料，其特征在于，所述阴离子掺杂的离子导体材料具体为：

在初始离子导体材料上进行阴离子掺杂取代，由掺杂取代离子取代初始离子导体材料中(0wt％-50wt％]的O^2-离子而得到的材料；

其中，初始离子导体材料具体包括LISCION固态电解质材料、NASCION型固态电解质材料、钙钛矿型固态电解质材料或石榴石型固态电解质材料中的一种或多种混合；

掺杂取代离子包括F^-、Cl^-、Br^-、I^-、S^2-、P^3-、NO^3-、NO^2-中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的阴离子掺杂的离子导体材料，其特征在于，

所述LISCION固态电解质材料具体为：Li₁₄A1(B1O₄)₄，其中A1为Zn、Zr、Cr或Sn中的一种或多种，B1为Ge、Si、S或P中的一种或多种；

所述NASCION型固态电解质材料具体为：Li_1+xA2_xB2_2-x(PO₄)₃，其中x在0.01-0.5之间，A2为Al、Y、Ga、Cr、In、Fe、Se或La中的一种或多种，B2为Ti、Ge、Ta、Zr、Sn、Fe、V或铪元素Hf中的一种或多种；

所述钙钛矿型固态电解质具体为：Li_3yA3_2/3-yB3O₃，其中y在0.01-0.5之间，A3为La、Al、Mg、Fe或Ta中的一种或多种，B3为Ti、Nb、Sr或Pr中的一种或多种；

所述石榴石型固态电解质具体为：Li_7+m-n-3zAl_zLa_3-mA4_mZr_2-nB4_nO₁₂；其中m，n，z均在(0-1]之间，A4为La、Ca、Sr、Ba或K中的一种或多种，B4为Ta、Nb、W或铪元素Hf中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的阴离子掺杂的离子导体材料，其特征在于，所述阴离子掺杂的离子导体材料为球形、椭球形、棒状或无规则多边形的颗粒，尺寸为50nm-5000nm。

4.根据权利要求1所述的阴离子掺杂的离子导体材料，其特征在于，所述掺杂取代离子取代初始离子导体材料中(0wt％-40wt％]的O^2-离子。

5.根据权利要求1所述的阴离子掺杂的离子导体材料，其特征在于，所述掺杂取代离子取代初始离子导体材料中(0wt％-30wt％]的O^2-离子。

6.一种上述权利要求1-5任一所述的阴离子掺杂的离子导体材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

将制备初始离子导体材料的各个元素的化合物，以及提供阴离子掺杂的掺杂补充材料，按照所需化学计量比和掺杂量进行混合处理，得到混合物；其中，所述化合物包括的氧化物、氢氧化物、碳酸盐或有机盐中的一种或几种；所述掺杂补充材料包括包含掺杂取代离子的锂化物、氢化物或铵盐中的一种或几种；所述掺杂取代离子包括F^-、Cl^-、Br^-、I^-、S^2-、SO₄^2-、P^3-、NO^3-、NO^2-中的一种或多种；

将所述混合物放入烧结设备中进行0-100小时烧结，烧结温度在300℃-1650℃之间，得到半成品料；

将所述半成品料放入破碎设备进行初级破碎；

将所述初级破碎后的半成品材料投入粉碎设备进行粉碎，得到阴离子掺杂的离子导体材料。