[发明专利]一种磷酸盐快离子导体材料、制备方法及应用

权利要求书

1.一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

步骤一、将Li源、Al源、P源、Si源和Ti源按Li_1+x+y+zAl_xTi_2-xSi_yP_3-yO_12+z/2化学计量比配料后混合，其中0＜x≤0.6，0≤y≤0.2，0≤z≤0.2；

步骤二、将步骤一中的原料混合物装入混料设备中，加入弥散剂进行混合或球磨，混合均匀，完成后将混合物进行干燥处理；

步骤三、将烘干后的混合物放入加热设备中进行热处理，在500～700℃下热处理1～10h，得到预烧粉体；

步骤四、将预烧粉体进行破碎处理，处理完成后再次混合均匀；

步骤五、将混合均匀后的预烧粉体再次热处理，800～1000℃下热处理1～20h，得到LiTi₂(PO₄)₃体系陶瓷粉体材料；

步骤六、将LiTi₂(PO₄)₃体系陶瓷粉体材料进行粉体亚微米化处理，处理完成后在预定压力下压制成型为固体电解质块体，并进行冷等静压处理，在高温环境下处理1～8h，制得高离子电导率LiTi₂(PO₄)₃体系陶瓷块体材料；

所述LiTi₂(PO₄)₃体系陶瓷材料中的陶瓷主晶相和AlPO₄晶体的最强峰强度比值位于12～45之间。

2.根据权利要求1所述的一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，所述化学式 中的配比优选0.3≤x≤0.4，0.01≤y≤0.03，0.01≤z≤0.05。

3.根据权利要求1所述的一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，所述弥散剂选用醇类；

所述步骤六中的高温环境范围为：800～1000℃。

4.根据权利要求1所述的一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，所述Li源为Li₂CO₃、LiOH、LiHCO₃、CH₃COOLi、CHOOLi、LiNO₃或其水合物中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，所述Al源为Al(OH)₃、Al₂O₃、Al(PO₃)₃、Al(NO₃)₃、AlCl₃、Al₂(SO₄)₃或其水合物中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，所述P源为NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、P₂O₅、H₃PO₄或其水合物中的至少一种；

Si源为SiO₂、SiCl₄、硅粉或其水合物中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的一种制备磷酸盐快离子导体材料的方法，其特征在于，所述Ti源为TiO₂、Ti(SO₄)₂、酯类钛酸、偏钛酸、钛粉或其水合物中的至少一种。