[发明专利]改性NASICON结构钠离子固态电解质材料及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种改性NASICON结构钠离子固态电解质材料，其特征在于，所述改性NASICON结构钠离子固态电解质材料的化学通式为：Na_xA_yZr_2-ySi_x-y-1P_4-x+yO₁₂,2.5≤x≤3.5、0＜y≤1；

其中，A包括：Al、Cr、Fe、Ga、Se、Y、In、La中的一种或多种。

2.根据权利要求1所述的改性NASICON结构钠离子固态电解质材料，其特征在于，所述改性NASICON结构钠离子固态电解质材料的离子电导率为1.0×10^-5S/cm～3.0×10^-2S/cm。

3.根据权利要求1所述的改性NASICON结构钠离子固态电解质材料，其特征在于，所述改性NASICON结构钠离子固态电解质材料的形状为球型、椭球型、鹅卵石形或无规则形状中的一种或多种。

4.一种上述权利要求1所述的改性NASICON结构钠离子固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述方法为固相法，包括：

将所需化学计量100％-125％的含钠化合物、所需化学计量100％-105％的含锆化合物、所需化学计量100％的含硅化合物、所需化学计量100％-125％的含磷化合物和所需化学计量100％的含A元素化合物，按比例混合成前驱体；

将所述前驱体均匀混合得到前驱体粉末；

将所述前驱体粉末置于加热炉内，以0.5℃/min～12℃/min的升温速率升温至800℃～1200℃，保温时间5小时～30小时，再降至室温得到热处理后的块状材料；

将所述块状材料粉碎成纳米级别颗粒，得到所述改性NASICON结构钠离子固态电解质材料。

5.根据权利要求4所述的改性NASICON结构钠离子固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述前驱体的颗粒大小为0.1μm-100μm；

所述含钠化合物包括Na₂CO₃、NaHCO₃、Na₃PO₄、Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、NaOH、Na₂SiO₃中的一种或多种；

所述含锆化合物包括ZrO₂、ZrSiO₄、Zr(HPO₄)₂、Zr(OH)₄中的一种或多种；

所述含硅化合物包括SiO₂、SiO、Na₂SiO₃、ZrSiO₄中的一种或多种；

所述含磷化合物包括NH₄H₂PO₄、(NH₄)₂HPO₄、(NH₄)₃PO₄、P₂O₅、Na₂HPO₄、NaH₂PO₄、Zr(HPO₄)₂中的一种或多种；

所述含A元素化合物包括：含A的氧化物、含A的无机盐中的一种或多种；所述A包括：Al、Cr、Fe、Ga、Se、Y、In、La中的一种或多种。

6.根据权利要求4所述的改性NASICON结构钠离子固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述将所述前驱体均匀混合得到前驱体粉末具体采用干法混合，所述干法混合包括：研磨混合、球磨混合或搅拌混合。