[發明專利]一種固體電解質材料及其制備方法和固態鋰電池

在審

• 申請號: 202011629509.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112838264A
• 公開（公告）日: 2021-05-25
• 發明（設計）人: 徐國峰;余金秋;楊容;羅亮;趙尚騫;王建濤
• 申請（專利權）人: 國聯汽車動力電池研究院有限責任公司;河北雄安稀土功能材料創新中心有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/058;H01M10/052
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 盛大文

1.一種鹵化物固體電解質材料，其特征在于，化學通式為Li_aMeX_bO_c，其中：

Me選自元素Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Al、Ga、In、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Bi、Zr、Hf、Ti、Nb或Ta中的至少一種；

X為F、Cl或Br中的至少一種；

2.0≤a≤4.0；

4.5≤b≤7.5；

0＜c≤0.1。

2.根據權利要求1所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，所述Me選自元素Mg、In、Y、Sm、Er、Yb、Sc、Zr、Hf、Nb或Ta中的至少一種，且X為Cl和/或Br。

3.根據權利要求1所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，所述Me為Mg、Y、Yb或Zr中的至少一種，且X為Cl和/或Br。

4.根據權利要求1所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，X為Cl，且2.5≤a≤3.5，5.5≤b≤6.5，0＜c≤0.03。

5.根據權利要求1～3任一項所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，所述的鹵化物固體電解質材料化學式選自如下結構式：

Li₃YCl_6-2xO_x、Li₃YbCl_6-2xO_x、Li_2.8YbCl_5.8-2xO_x、Li₃Y_0.5Zr_0.5Cl_6.5-2xO_x、Li_2.5Yb_0.5Zr_0.5Cl_6-2xO_x、Li_2.6Yb_0.5Zr_0.5Cl_6.1-2xO_x、Li_2.7Yb_0.5Zr_0.5Cl_6.2-2xO_x、Li_2.8Yb_0.5Zr_0.5Cl_6.3-2xO_x，其中，x≤0.05。

6.根據權利要求5所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，x≤0.04。

7.根據權利要求6所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，x≤0.02。

8.根據權利要求1～4、6、7任一項所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，通過XPS測定的表面氧/鹵族元素比率為0.1以下，刻蝕后測定的距離表面30～50nm處的氧/鹵族元素比率為0.08以下。

9.根據權利要求1～4、6、7任一項所述的鹵化物固體電解質材料，其特征在于，在-40℃露點溫度下空氣中暴露24h后，離子電導率≥1mS·cm^-1。

10.權利要求1-9任一所述鹵化物固體電解質材料的制備方法，其特征在于，以MeX₃、LiX、Me’X_d和Li₂O為原料，混勻后在真空或惰性氣氛條件下、加熱至300℃以上進行燒結處理。

11.根據權利要求10所述的鹵化物固體電解質材料的制備方法，其特征在于，所述燒結處理的溫度為300～650℃。