[發(fā)明專利]用于固態(tài)電池的離子與電子混合導體

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201880065312.7
• 申請日: 2018-08-07
• 公開（公告）號: CN111194494A
• 公開（公告）日: 2020-05-22
• 發(fā)明（設計）人: J·坂本;T·湯普森;N·泰勒
• 申請（專利權）人: 密執(zhí)安州立大學董事會
• 主分類號: H01M4/62
• 分類號: H01M4/62
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 何焜;張鑫

1.一種用于電化學設備的固態(tài)電解質(zhì)，所述固態(tài)電解質(zhì)包括：

導電材料，包括具有晶體結(jié)構的陶瓷材料和所述晶體結(jié)構中的摻雜劑，所述導電材料具有鋰離子導電率和導電材料電子導電率，其中所述導電材料電子導電率大于參考材料的參考電子導電率，所述參考材料包括具有所述晶體結(jié)構的所述陶瓷材料而在所述晶體結(jié)構中沒有所述摻雜劑，

其中所述陶瓷材料包括包含鋰、鑭和鋯的氧化物，

其中所述晶體結(jié)構為石榴石型或石榴石狀晶體結(jié)構，并且

其中所述摻雜劑選自由過渡金屬離子及其混合物組成的群組。

2.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述鋰離子導電率大于10^-5S/cm。

3.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述鋰離子導電率大于10^-4S/cm。

4.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

基于所述晶體結(jié)構中化學元素的總重量，所述摻雜劑以0.05到3的重量百分比存在于所述晶體結(jié)構中。

5.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述導電材料電子導電率大于10^-6S/cm。

6.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述導電材料電子導電率大于10^-5S/cm。

7.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述導電材料電子導電率大于10^-4S/cm。

8.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述陶瓷材料具有Li_wA_xM₂Re_3-yO_z的通式

其中w為5-7.5，

其中A選自B、Al、Ga、In、Zn、Cd、Y、Sc、Mg、Ca、Sr、Ba、Co、Fe及其任何組合，

其中x為0-2，

其中M選自Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Sn、Ge、Si、Sb、Se、Te及其任何組合，

其中Re選自鑭系元素、錒系元素及其任何組合，

其中y為0-0.75，并且

其中z為10.875-13.125。

9.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述陶瓷材料具有Li₇La₃Zr₂O₁₂的所述通式。

10.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述陶瓷材料具有Li_6.25La_2.7Zr₂Al_0.25O_12±δ的所述通式，并且δ為0.125。

11.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述摻雜劑選自由Co、Mn、Cr、V、Ti、Mo、Ni、Cu、Zn、W、Bi、Sn、Pb、Cd、Sc、Y、Mg、Ca、Sr、Ba、Fe的離子及其混合物組成的群組。

12.如權利要求1所述的固態(tài)電解質(zhì)，其特征在于：

所述摻雜劑包括鈷離子。