[發明專利]一種鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料和全固態電池及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 202011268171.4
• 申請日: 2020-11-13
• 公開（公告）號: CN112397777A
• 公開（公告）日: 2021-02-23
• 發明（設計）人: 鄭寶林;張見;曾雷英;肖麗娜;林振
• 申請（專利權）人: 廈門廈鎢新能源材料股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0525;C01G25/00;C01G33/00
• 代理公司: 廈門市精誠新創知識產權代理有限公司 35218
• 代理人: 方惠春

1.一種鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料，其特征在于，所述鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料包括鋰鑭鋯氧內核以及包覆于鋰鑭鋯氧內核表面的鈮酸鋰層，所述鋰鑭鋯氧內核的化學組成為Li_7-3xA_xLa₃Zr_2-yB_yO₁₂，A為Al和/或Ga，B為W，0.1≤x≤1，0.1≤y≤1。

2.根據權利要求1所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料，其特征在于，所述鋰鑭鋯氧內核的粒徑為0.1～3μm；所述鈮酸鋰層的厚度為0.01～0.5μm。

3.權利要求1或2所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料的制備方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

S1、將Li化合物、A化合物、La化合物、Zr化合物和B化合物按照化學計量比進行球磨混料，將所得混合料置于馬弗爐中，升溫至900～1000℃預燒4～25h，然后再升溫至1000～1200℃燒結6～18h，之后將所得燒結產物破碎、過篩，得到鋰鑭鋯氧前驅體；

S2、將鋰鑭鋯氧前驅體、鈮酸鋰和溶劑加入砂磨機中進行砂磨，再將所得漿料取出進行冷凍干燥，之后將所得粉末于600～1000℃下燒結6～18h，得到鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料。

4.根據權利要求3所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述Li化合物選自氫氧化鋰、碳酸鋰和醋酸鋰中的至少一種；所述A化合物選自氧化鋁、羥基氧化鋁和氧化鎵中的至少一種；所述La化合物為氧化鑭和/或氫氧化鑭；所述Zr化合物為氧化鋯；所述B化合物選自紫鎢、黃鎢和仲鎢酸銨中的至少一種。

5.根據權利要求3所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述球磨所采用的鋯球為直徑10mm的大球與直徑3mm的小球按照質量比1:1配成的混合球。

6.根據權利要求3所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S1中，所述球磨混料的條件包括球料質量比為(0.5～1.5):1，球磨轉速為200～400r/min，球磨時間為10～25h；所述破碎和過篩的條件使所得鋰鑭鋯氧前驅體的粒徑為3～20μm。

7.根據權利要求3所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述鈮酸鋰與鋰鑭鋯氧前驅體的質量比為(0.01～10):100；所述溶劑與鋰鑭鋯氧前驅體的用量比為(150～250)g:2L；所述溶劑選自水、乙醇、甲醇和丙酮中的至少一種。

8.根據權利要求3所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料的制備方法，其特征在于，步驟S2中，所述砂磨的條件包括固含量為1％～30％，砂磨時間為1～10h。

9.權利要求1或2所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料作為全固態電池的固態電解質的應用。

10.一種全固態電池，所述全固態電池包括固態電解質，其特征在于，所述固態電解質為1或2所述的鈮酸鋰包覆雙摻雜鋰鑭鋯氧復合材料。