[發明專利]氧化物固態電解質及其制備方法、鋰電池和電池組

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• 申請號: 202210708674.1
• 申請日: 2022-06-21
• 公開（公告）號: CN115101806A
• 公開（公告）日: 2022-09-23
• 發明（設計）人: 邵宗普;劉亞飛;陳彥彬
• 申請（專利權）人: 北京當升材料科技股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/052
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 劉依云

1.一種鋰鑭鋯氧固態電解質，其特征在于，該電解質包括：基體和包覆所述基體的表面包覆層；

所述基體的化學組成滿足化學式Li_7-xM¹_xLa_3-yM²_yZr_2-zM³_zO_12-uX_u，其中，M¹為Ba、Fe、B、Zn、Al、Ga、Ge中的至少一種元素；M²為Rb、Sr、Ba、Ca、Y、Bi、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、Ac中的至少一種元素；M³為Mg、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Ge、Se、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Hf、Ir、Pt、Tl、Pb、Ce、Pu、Np、Y、Ta、Nb、Mo、W中的至少一種元素；X為F、Cl、Br、I、S中的至少一種元素；0≤x＜0.1，0≤y≤0.1，0≤z≤0.5，0≤u≤0.1；

所述表面包覆層的化學組成滿足化學式Li_vE_wG_hO_l，其中，E為Al、Ti、Zr中的至少一種元素；G為Al、Ti、Zr、Mg中的至少一種元素；0.5≤v≤10，0.5≤w≤7，0.5≤h≤7，1≤l≤15。

2.根據權利要求1所述的電解質，其中，M¹為B、Al、Ga、Ge中的至少一種元素；M²為Sr、Ba、Y、Nd、Pm、Sm、Dy、Ho、Er中的至少一種元素；M³為Mg、Sc、Ti、Ge、Se、Tc、Ru、In、Hf、Ir、Pt、Y、Ta、Nb、Mo、W中的至少一種元素；X為F、Cl、I、S中的至少一種元素；0≤x＜0.07，0≤y≤0.03，0≤z≤0.3，0≤u≤0.08。

3.根據權利要求1或2所述的電解質，其中，E為Ti、Zr中的至少一種元素；G為Al、Ti、Zr中的至少一種元素；1≤v≤8，1≤w≤5，1≤h≤5，2≤l≤12。

4.根據權利要求1-3中任意一項所述的電解質，其中，所述電解質的平均粒徑D₅₀為0.1-5μm；所述基體的平均粒徑＜4.5μm，所述表面包覆層的厚度＜0.5μm；所述基體：表面包覆層的重量比為100：(0.05-40)。

5.一種鋰鑭鋯氧固態電解質的制備方法，包括：

(1)將含Li化合物、含元素M¹化合物、含La化合物、含元素M²化合物、含Zr化合物、含元素M³化合物、含元素X化合物配料并混合，得到混合料；

(2)將所述混合料進行焙燒，得到含鋰鑭鋯氧基體；

(3)將所述含鋰鑭鋯氧基體、含元素E和G的溶液或納米級溶膠、溶劑進行砂磨處理，然后將得到的漿料進行干燥，得到電解質前體；

(3)將所述電解質前體在含氧氣氛下進行熱處理，得到鋰鑭鋯氧固態電解質。

6.根據權利要求5所述的制備方法，其中，M¹為Ba、Fe、B、Zn、Al、Ga、Ge中的至少一種元素；M²為Rb、Sr、Ba、Ca、Y、Bi、Pr、Nd、Pm、Sm、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Lu、Ac中的至少一種元素；M³為Mg、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Ge、Se、Tc、Ru、Rh、Pd、Cd、In、Sn、Sb、Te、I、Hf、Ir、Pt、Tl、Pb、Ce、Pu、Np、Y、Ta、Nb、Mo、W中的至少一種元素；X為F、Cl、Br、I、S中的至少一種元素；

和/或，E為Al、Ti、Zr中的至少一種元素；G為Al、Ti、Zr、Mg中的至少一種元素。