[发明专利]一种硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料，其特征在于，为硼氢化锂和石榴石型氧化物的复合物，所述硼氢化锂：石榴石型氧化物=1:5~5:1(w/w)，所述硼氢化锂的晶粒为纳米晶。

2.如权利要求1所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料，其特征在于，所述硼氢化锂：石榴石型氧化物=1:1(w/w)。

3.如权利要求1所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料，其特征在于，所述石榴石型氧化物为Li₇La₃Zr₁Al₂O₁₂、Li₇La₃Zr₁Ta₂O₁₂、Li₇La₃Zr₁Nb₂O₁₂中的一种或多种。

4.如权利要求1所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料，其特征在于，所述硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料的阻抗为20~100 Ω cm²，电导率为10^-4 ~ 10^-3 Scm^-1，电势窗口为0 ~ 4Vvs. Li/Li⁺且长循环稳定。

5.权利要求1所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：将硼氢化锂与石榴石型氧化物按照质量比1:5~5:1混合，在惰性气体保护下进行高能球磨混匀处理，得到混合粉末；

步骤二：将步骤一所得混合粉末装入气固反应密闭装置样品池中，在高压氢气气氛下进行加热熔融浸渍处理，得到熔融硼氢化锂与石榴石型氧化物界面充分接触的复合固态电解质材料；

步骤三：将步骤二所得复合固态电解质材料冷却保温使晶粒充分细化，再急冷至室温，得到硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料。

6.如权利要求5所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述步骤一中高能球磨混匀处理条件为：球料比为(30~50):1，转速为400~500rpm，球磨时间为3~8 h。

7.如权利要求5所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述步骤二中加热熔融浸渍处理条件为：高压氢气气氛压力为1~10MPa，温度为300~400℃，保温时间为10~15h。

8.如权利要求5所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述步骤三中冷却保温温度为110~150℃，所述急冷速度为1~50℃/min。

9.权利要求1所述的硼氢化锂-石榴石型氧化物复合固态电解质材料在全固态锂电池中的应用，形成的全电池体系的能量密度为300~400 Wh/kg。