[发明专利]NASICON结构钠离子固体电解质、其制备方法及固态钠离子电池

摘要

本发明提供了一种NASICON结构钠离子固体电解质的制备方法，将Na源、P源、ZrO2、SiO2和金属氧化物在特定的烧结气氛中进行热处理，制得具有式(Ⅰ)所示化学通式的NASICON结构钠离子固体电解质。方法简单可行，易操作，可以应用于大规模生产，成本较低。同时，由本发明制备的NASICON结构钠离子固体电解质具有较高的室温离子电导率，并且，化学稳定性较优，使用寿命长，适用温度范围宽。将本发明中的NASICON结构钠离子固体电解质制作成固态钠离子电池，得到的固态钠离子电池的循环稳定性和倍率性能较优。

主权项

1.一种NASICON结构钠离子固体电解质的制备方法，包括：A)将Na源、P源、ZrO2、SiO2和金属氧化物混合，得到的混合物在烧结气氛中、700～1000℃下热处理6～24h后，得到前驱体；所述烧结气氛为氮气气氛、氩气气氛或氧气气氛；B)将所述前驱体在烧结气氛中、1000～1400℃下热处理2～24h后，得到NASICON结构钠离子固体电解质；所述烧结气氛为氮气气氛、氩气气氛或氧气气氛；所述NASICON结构钠离子固体电解质具有式(Ⅰ)所示的化学通式：Na1+2a+b‑d+e+f[Zr2‑a‑b‑c‑dAIIaAⅢbAⅣcAVd]Sie[P3‑e‑fBⅣf]O12    (Ⅰ)；其中，AII为对Zr位进行掺杂取代的二价金属元素；AⅢ为对Zr位进行掺杂取代的三价金属元素；AⅣ为对Zr位进行掺杂取代的四价金属元素；AV为对Zr位进行掺杂取代的五价金属元素；BⅣ为对P位进行掺杂取代的四价金属元素；所述a、b、c、d、e、f分别为对应元素所占的摩尔百分比，其中，0≤a≤1，0≤b≤1，0≤c≤1，0≤d≤1，1≤e≤2.2，0≤f≤1，且a、b、c、d、f不同时为0。