[发明专利]一种石榴石型固体电解质及其制备和应用

权利要求书

1.一种石榴石型固体电解质，所述石榴石型固体电解质为立方相，其特征在于，所述立方相石榴石型固体电解质为多晶陶瓷或单晶体，所述立方相石榴石型固体电解质表面包括激光刻蚀形成的微孔。

2.根据权利要求1所述的石榴石型固体电解质，其特征在于，所述微孔呈阵列分布。

3.根据权利要求1或2所述的石榴石型固体电解质，其特征在于，所述微孔的孔径为5～1000μm，深度为5～500μm。

4.根据权利要求1或2所述的石榴石型固体电解质，其特征在于，所述立方相石榴石型固体电解质的化学式为Li_7-3x-y+zA_xLa₃Zr_2-yB_yO_12+z/2或Li_7-3x-2k+zA_xLa₃Zr_2-kC_kO_12+z/2，其中A为三价金属元素，B为五价金属元素，C为六价金属元素，0≤x≤0.4，0≤y≤1，0≤k≤0.7，0≤z≤1.4。

5.一种石榴石型固体电解质的制备方法，包括如下步骤：

将立方相石榴石型固体电解质多晶粉末烧结制得多晶陶瓷片；或将立方相石榴石型固体电解质多晶粉末加热至熔化，采用单晶生长法制得立方相石榴石型固体电解质单晶，将所述单晶切割成单晶片；

采用激光刻蚀对所述多晶陶瓷片或单晶片表面进行修饰，表面刻蚀形成微孔，制得石榴石型固体电解质。

6.根据权利要求5所述的石榴石型固体电解质的制备方法，其特征在于，所述单晶生长法选自提拉法、区熔法、温度梯度法、助熔剂晶体生长法、泡生法、坩埚下降法、热交换法、顶部籽晶法或微下拉法。

7.根据权利要求6所述的石榴石型固体电解质的制备方法，其特征在于，所述单晶生长方法为提拉法或区熔法，晶体生长气氛为空气、惰性气体或含氧惰性气体；

优选地，采用提拉法进行晶体生长时，晶体生长温度为1100～1300℃，晶体生长时转速为1-10rpm，拉速为0.2～2mm/h，降温速率为0.4～0.8℃/h；

优选地，采用区熔法进行晶体生长时，晶体生长温度为1100～1300℃，转速为30-60rpm，移动速度6-12mm/h。

8.一种固态电池复合正极，其特征在于，包括权利要求1所述的石榴石型固体电解质，包含正极活性物质的电极层涂覆在所述石榴石型固体电解质含微孔的表面。

9.根据权利要求8所述的固态电池复合正极，其特征在于，所述电极层包含正极活性物质、粘结剂、导电剂和立方相石榴石型固体电解质。

10.一种固态电池，其特征在于，包含权利要求8所述的固态电池复合正极。