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固態(tài)電解質(zhì)材料及其制備方法和電池與流程

1324   編輯:中冶有色網(wǎng)   來(lái)源:重慶太藍(lán)新能源有限公司  
2023-10-24 13:51:09
1.本發(fā)明屬于新能源技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及一種固態(tài)電解質(zhì)材料及其制備方法和電池。 背景技術(shù): 2.傳統(tǒng)鋰離子電池由于使用電解液導(dǎo)致其安全性得不到較好保證,并且鋰離子電池的能量密度也已經(jīng)達(dá)到瓶頸。全固態(tài)電池以鋰金屬代替石墨作為負(fù)極,大大提高了電池的能量密度,并且以固態(tài)電解質(zhì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)電解液,可從根本上解決電池的安全問(wèn)題,因此受到學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。 3.全固態(tài)電池的核心技術(shù)之一就是固態(tài)電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)包括氧化物固態(tài)電解質(zhì)、硫化物固態(tài)電解質(zhì)和聚合物固態(tài)電解質(zhì)。其中氧化物固態(tài)電解質(zhì)因具有電導(dǎo)率高(10-4 s/cm)、熱穩(wěn)定性好、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點(diǎn)而備受青睞。 4.采用現(xiàn)有的方法制備得到的氧化物固態(tài)電解質(zhì)對(duì)應(yīng)的全固態(tài)電池暴露在空氣中會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率顯著下降,從而限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用。 5.關(guān)于氧化物固態(tài)電解質(zhì)在空氣中易于發(fā)生副反應(yīng)的問(wèn)題已經(jīng)被關(guān)注到?,F(xiàn)有技術(shù)中具有在氧化物固態(tài)電解質(zhì)表面包覆鈦酸鋰、偏鋁酸鋰、鋰鑭氧鈦、磷酸鋰、鹵化鋰等包覆層的材料,還存在采用兩層包覆層的材料。但是,這些包覆層會(huì)導(dǎo)致鋰離子電導(dǎo)率下降,而且它們的包覆方法也多數(shù)采用液相法進(jìn)行,存在步驟繁雜、難以實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題。 技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素: 6.發(fā)明要解決的問(wèn)題 7.現(xiàn)有制備方法所得固態(tài)電解質(zhì)對(duì)應(yīng)的工藝十分復(fù)雜、繁瑣、不適合放大,同時(shí)固態(tài)電解質(zhì)暴露在空氣中會(huì)導(dǎo)致電導(dǎo)率顯著下降。而現(xiàn)有包覆層會(huì)導(dǎo)致鋰離子電導(dǎo)率下降,且包覆方法步驟繁雜、難以實(shí)際應(yīng)用。 8.因此,本發(fā)明的目的在于提供一種在空氣中穩(wěn)定性高、鋰離子電導(dǎo)率高且阻抗值低的固態(tài)電解質(zhì)材料以及制備其的工藝簡(jiǎn)便的方法。 9.用于解決問(wèn)題的方案 10.本發(fā)明中,通過(guò)一步燒結(jié)固相法制備氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體并采用鉭酸鹽和/或鈮酸鹽來(lái)包覆摻雜或未摻雜的氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體,能夠明顯提升氧化物固態(tài)電解質(zhì)在空氣中的電導(dǎo)率穩(wěn)定性。而且,本發(fā)明中通過(guò)一步燒結(jié)固相法制備氧化物固態(tài)電解質(zhì)粉體并且通過(guò)固相反應(yīng)法來(lái)制備具有包覆層的氧化物固態(tài)電解質(zhì)材料,因此能夠簡(jiǎn)化制備工藝,顯著提高制備效率,非常適合大規(guī)模的生產(chǎn)和使用。 11.具體地,本發(fā)明提供一種固態(tài)電解質(zhì)材料,其包括摻雜或未摻雜的氧化物固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)核和包覆于所述氧化物固態(tài)電解質(zhì)內(nèi)核表面的包覆層, 12.其中摻雜的氧化物固態(tài)電解質(zhì)中的摻雜元素選自ta、nb、ca、sr、ba、mo、w中的至少一種; 13.所述
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