[发明专利]固体电解质材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种固体电解质材料及其制备方法，化学组成为Li_6+xAl_y(La_zA_3‐z)(Zr_nG_2‐n)O₁₂+αwt％D，其中A为选自Ca、Sr、Y、Ba中的至少一种，G为选自Ti、Nb、Ta、Sb、V中的至少一种，D为选自SiO₂、Bi₂O₃、B₂O₃、CeO₂、ZnO、CuO、MnO₂、Co₂O₃、SnO₂中的至少一种，且0≤x≤2，0≤y≤1，2≤z≤3，1≤n≤2，0≤α≤3。本发明解决了锂离子液态电池漏液、易爆、易燃等安全性问题，利于电池微型化、产品形状多样化，工艺路线简单，易于批量化生产，样品烧结温度低、保温时间短，减少了锂离子的挥发，大幅降低烧结成本。

主权项

1.一种固体电解质材料，其特征在于：化学组成为Li6+xAly（LazA3‑z）（ZrnG2‑n）O12+αwt％D，其中A为选自Ca、Sr、Y、Ba中的至少一种，G为选自Ti、Nb、Ta、Sb、V中的至少一种，D为选自SiO2、Bi2O3、B2O3、CeO2、ZnO、CuO、MnO2、Co2O3、SnO2中的至少一种，且0≤x≤2，0＜y≤1，2≤z≤3，1≤n≤2，0＜α≤3；所述的固体电解质材料采用如下方法制备：（1）以Li2CO3、La2O3、Al2O3、CaCO3、BaCO3、ZrO2、SrCO3、Y2O3、TiO2、Nb2O5、Ta2O5、Sb2O3、V2O5中的一种或多种为原料，将原料球磨12～18小时；（2）将球磨过的浆料烘干后，压制成片，经以4℃/min的升温速率升至800～960℃预烧2～6小时，得到烧块；（3）将预烧后的烧块粉碎后过30～80目筛，加入粉料质量分数大于0且小于等于3wt%的SiO2、B2O3、Bi2O3、CeO2、ZnO、CuO、MnO2、Co2O3、SnO2中的至少一种，0.3wt%～1wt%的PVA、PVB或CMC，0.05wt%～1wt%的聚丙烯酸钠和0.01wt%～0.2wt%的磷酸三丁脂，以无水乙醇为球磨介质，球磨1～4小时；（4）浆料经喷雾造粒后，在160MPa的压强下分别压制成直径15mm、厚度1.5mm的圆片，尺寸8.0mm×8.0mm×50mm的长片；（5）将样品在650℃下保温2小时排胶处理，然后升温至1050℃～1070℃进行烧结，升温速率为120‑180℃/h，保温时间为2～16h，即制得固体电解质材料。