[发明专利]无机氧化物固态电解质材料、制备方法、锂离子电池及电子装置

说明书

本发明提供了一种无机氧化物固态电解质材料，所述无机氧化物固态电解质材料的化学通式为Li_6+xM_1+yM’_{1‑0.2x‑0.2y}O₆，其中M选自Na、K、Rb以及Cs中的至少一种，M’选自Sb、Bi、Nb以及Ta中的至少一种，‑0.5x≤0.6，‑0.4y≤0.7。本发明提供的所述无机氧化物固态电解质材料具有较高的离子电导率。本发明还提供了一种无机氧化物固态电解质材料的制备方法以及一种锂离子电池和包括所述锂离子的电子装置。

技术领域

本发明涉及锂电池领域，尤其涉及一种无机氧化物固态电解质材料、所述无机氧化物固态电解质材料的制备方法、锂离子电池及电子装置。

背景技术

近年来，随着电子产品和电动汽车的普及和发展，具备大功率、高能量和长寿命的锂离子电池得到广泛应用。传统的锂离子电池一般使用易燃的有机溶剂作为电解液，因此存在较大的安全隐患。无机氧化物固态电解质因为具有电化学窗口宽以及热稳定性高的特点，相比易燃的有机溶剂具有较高的安全性，因此得到了广泛的应用。然而，无机氧化物固态电解质的离子电导率较低，限制了其在锂离子电池中的进一步应用。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种离子电导率较高的无机氧化物固态电解质材料。

另，还有必要提供一种所述无机氧化物固态电解质材料的制备方法。

另，还有必要提供一种包括所述无机氧化物固态电解质材料的锂离子电池。

另，还有必要提供一种包括所述锂离子电池的电子装置。

本发明提供一种无机氧化物固态电解质材料，所述无机氧化物固态电解质材料的化学通式为Li_6+xM_1+yM’_1-0.2x-0.2yO₆，其中M选自Na、K、Rb以及Cs中的至少一种，M’选自Sb、Bi、Nb以及Ta中的至少一种，-0.5x≤0.6，-0.4y≤0.7。

本发明还提供一种所述无机氧化物固态电解质材料的制备方法，包括以下步骤：

将锂源、M源以及M’源混合后，在450-550℃温度下煅烧2-12h，得到电解质前驱体粉体，其中M选自Na、K、Rb以及Cs中的至少一种，M’选自Sb、Bi、Nb以及Ta中的至少一种；

将所述电解质前驱体粉体研磨后进行压片，得到一片体；以及

将所述片体在500-950℃温度下煅烧6-24h，从而得到化学通式为Li_6+xM_1+yM’_1-0.2x-0.2yO₆的所述无机氧化物固态电解质材料，其中，-0.5x≤0.6，-0.4y≤0.7。

本发明还提供一种锂离子电池，包括正极极片和负极极片，所述锂离子电池还包括所述无机氧化物固态电解质材料，所述无机氧化物固态电解质材料位于所述正极极片和所述负极极片之间。

本发明还提供一种电子装置，所述电子装置包括所述锂离子电池。

本发明制备的所述无机氧化物固态电解质材料具有较高的离子电导率以及较宽的电压窗口，热稳定性高，且组成简单。本发明的制备方法简单、易于操作，具有空气稳定性高，对锂金属稳定性好，电化学窗口宽等优点，用所述无机氧化物固态电解质材料组装的全固态锂离子电池，具有充放电比容量高、安全性高以及循环稳定性优异等特点。

附图说明

图1是本发明较佳实施例提供的无机氧化物固态电解质材料的制备方法的流程图。

图2是本发明实施例1制备的电解质前驱体粉体以及无机氧化物固态电解质材料的XRD图。