[发明专利]一种复合固态电解质及其制备方法与电池

权利要求书

1.一种复合固态电解质，其特征在于，所述复合固态电解质包含锂、镧、锆、M、氧、卤族元素，M包含Zn、Mg、Mn、Cd中的至少一种，卤族元素包含F、Cl、Br、I中的至少一种，所述复合固态电解质还包含卤化物，按摩尔量计，所述卤化物中，氟化锂：氟化锌=（1.5~2）：（0.5~1）。

2.如权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述复合固态电解质还包含钽。

3.如权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，用于制备所述复合固态电解质的原料包含碳酸锂、氧化镧、氧化锆。

4.如权利要求3所述的复合固态电解质，其特征在于，用于制备所述复合固态电解质的原料还包含氧化钽；

按摩尔量计，碳酸锂：氧化镧：氧化锆：氧化钽=（3.5~5）：（1~2）：（1~2）：（0~0.5）。

5.如权利要求1所述的复合固态电解质，其特征在于，所述复合固态电解质的室温离子电导率为0.5~1 mS·cm^-1；

所述复合固态电解质还含有Al、Nb、Ge中的至少一种。

6.如权利要求1~5任意一项所述复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括：

氧化物混合步骤，包括将用于制备锂石榴石型氧化物的原料混合，煅烧，制得锂石榴石型氧化物；

卤化物混合步骤，包括将卤化物溶于溶剂中，得到卤化物前驱体溶液，将所述卤化物前驱体溶液与锂石榴石型氧化物混合，干燥处理，去除溶剂；

煅烧步骤，包括将去除溶剂后的物料煅烧，制得所述复合固态电解质。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述用于制备锂石榴石型氧化物的原料包含碳酸锂、氧化镧、氧化锆；

所述用于制备锂石榴石型氧化物的原料还包含氧化钽；

所述用于制备锂石榴石型氧化物的原料中，按摩尔量计，碳酸锂：氧化镧：氧化锆：氧化钽=（3.5~5）：（1~2）：（1~2）：（0~0.5）；

卤化物混合步骤中，所述卤化物中，按摩尔量计，氟化锂：氟化锌=（1.5~2）：（0.5~1）；

卤化物混合步骤中，卤化物前驱体溶液中卤化物的总质量百分数为3~6%；

卤化物混合步骤中，卤化物前驱体溶液与锂石榴石型氧化物混合后，所得的混合液中，锂石榴石型氧化物的质量百分数为40~80%。

8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，氧化物混合步骤中，煅烧之前，还包括球磨；

氧化物混合步骤中，球磨时，球料质量比为（5~10）：1；

氧化物混合步骤中，球磨时间为10~20h；

氧化物混合步骤中，煅烧温度为900~1400℃；

氧化物混合步骤中，煅烧时间为5~24h；

氧化物混合步骤中，煅烧后，研磨，制得锂石榴石型氧化物；

卤化物混合步骤中，所述溶剂为乙醇、水中的至少一种；

卤化物混合步骤中，将所述卤化物前驱体溶液与锂石榴石型氧化物混合后，在40~80℃下搅拌10~15h，然后进行干燥；

卤化物混合步骤中，干燥方式为烘干或冷冻干燥；

煅烧步骤中，对去除溶剂后的物料进行研磨，再进行煅烧；

煅烧步骤中，煅烧是在惰性气体环境中进行；

煅烧步骤中，所述惰性气体包括氦气、氖气、氩气、氪气、氙气中的至少一种；

煅烧步骤中，煅烧温度为400~800℃；

煅烧步骤中，煅烧时间为3~10h；

煅烧步骤中，升温至煅烧温度的速率为5~10℃/min；

煅烧步骤中，煅烧后，研磨，制得所述复合固态电解质；

还包括压片步骤，包括将煅烧后的复合固态电解质压制成片状，制得片状的复合固态电解质；

所述片状的复合固态电解质的厚度为15~40μm。

9.一种电池，其特征在于，包含如权利要求1~5任意一项所述复合固态电解质。