[發明專利]一種石榴石結構的混合離子-電子導體及其在儲能器件中的應用

在審

• 申請號: 202010101947.7
• 申請日: 2020-02-19
• 公開（公告）號: CN111326787A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 高健;周偉東
• 申請（專利權）人: 北京化工大學
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/052;H01M10/0525;H01M8/18;H01G11/56
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司 11203
• 代理人: 劉萍

1.一種石榴石結構的混合離子-電子導體，其特征在于具有如下通式表達：(Li_mM_n)_xLa₃(Zr_1-a X_a)₂O₁₂在材料中的質量分數占15-100％；

(Li_mM_n)_xLa₃(Zr_1-a X_a)₂O₁₂ 其中0m≤1，0≤n≤0.5，m+n≤1；

其中，M為一價或高價的元素，其化學價為g，則有m+n×g＝1；M是：H、Na、K、Rb、Mg、Ca、Sr、Ba、Y、La、Ti、Zr、Zn、B、Al、Ga、In、C、Si、Ge、P、S、Se中的一種或幾種的混合；

其中0≤a1；

其中，X包括至少一種選自Ta,Hf,V,Nb,Ta,Cr,Mo,W,Mn,Fe,Co,Ni,Si,Ge,Sn,Pb,As,Sb,Se的元素；其化學價為h，則有(m+ng)x-2a(4-h)＝7。

2.如權利要求1所述的導體，其特征在于：當(Li_mM_n)_xLa₃(Zr_1-a X_a)₂O₁₂在固體電解質材料中的質量分數低于100％時，與其它一種或多種其它材料混合，作為復合型固體電解質材料體系。

3.如權利要求2所述的導體，其特征在于，所述的其它材料包括：無機鋰離子導體，有機鋰離子導體，電子導體/半導體。

4.如權利要求1所述的導體，其特征在于，所述的無機鋰離子導體為：晶體型、非晶體型、晶體-非晶體復合晶型鋰離子導體或鋰離子導體-絕緣體復合型鋰離子導體。

5.如權利要求1所述的導體，其特征在于，所述有機鋰離子導體為：氟樹脂、聚環氧乙烷、聚丙烯腈、聚丙烯酸酯或它們的衍生物、共聚物可用作聚合物電解質的材料。

6.如權利要求1所述的導體，其特征在于，電子導體/半導體為石墨、石墨烯、石墨炔、鋁、銅、硅或上述材料的化合物。

7.如權利要求1-6任意一項所述的導體在鋰離子電池、金屬鋰電池、鋰液流電池或鋰離子電容器的應用。

8.如權利要求1-7任意一項所述的應用，其特征在于，正極層、負極層、電極/電解質界面層的至少一種含有權利要求1～6的所述的固體電解質材料。

9.如權利要求1-7任意一項所述的應用，所述的鋰離子電池、金屬鋰電池、鋰液流電池、鋰離子電容器，其工作溫度在-60-300℃。