[发明专利]基于石榴石结构的掺杂铝的锂离子导体

权利要求书

1.一种基于石榴石结构的掺杂铝的锂离子导体，所述锂离子导体包括镧，所述锂离子导体尤其是掺杂铝的锆酸镧锂(LLZO)，其中所述锂离子导体/锆酸镧锂在镧位点上与至少一种三价离子M³⁺共掺杂，其中所述三价离子M³⁺具有小于La³⁺的离子半径，并且存在与化学计量的石榴石结构相比更高的锂含量，前提条件是，当M³⁺是钇时，在所述镧位点上共掺杂另外的三价离子M³⁺，所述另外的三价离子不同于Y³⁺并且所具有的离子半径小于La³⁺的离子半径。

2.根据权利要求1所述的掺杂铝的锂离子导体，具有以下化学通式：

Li_{7-3x+y'+2y”-z'-2z”+u}Al_x³⁺La_3-y-y'-y”M_y³⁺M_y'²⁺M_y”¹⁺Zr_2-z-z'-z″M_z⁴⁺M_z'⁵⁺M_z”⁶⁺O_12±δ (I)

其中

M³⁺：表示除Al³⁺外的一种或多种具有小于La³⁺的离子半径的三价阳离子，

M²⁺：表示一种或多种二价阳离子，

M¹⁺：表示除Lⁱ⁺外的一种或多种一价阳离子，

M⁴⁺：表示除Zr⁴⁺外的一种或多种四价阳离子,

M⁵⁺：表示一种或多种五价阳离子，

M⁶⁺：表示一种或多种六价阳离子，

0.1≤x1

0y2

0≤y'0.2

0≤y”0.2

0≤y'+y”0.2

0≤z0.5

0≤z'0.8

0≤z”0.5

0≤δ2,

其中对于超化学计量的锂含量，u＞0、优选u≥0.2，

前提条件是，当M³⁺为钇时，在所述镧位点上共掺杂另外的三价离子M³⁺，所述另外的三价离子M³⁺不同于La³⁺且所具有的离子半径小于La³⁺的离子半径。

3.根据权利要求2所述的掺杂铝的锂离子导体，其特征在于，分别关于基于式(I)中的石榴石结构的掺杂铝的所述锂离子导体的一个公式单位，适用：0.1≤x0.5、更优选0.14≤x0.5。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的掺杂铝的锂离子导体，其特征在于，对于基于石榴石结构的掺杂铝的所述锂离子导体的每公式单位，Y³⁺的量0.2。