[發明專利]一種高熵鹵化物固態電解質材料及其制備方法與應用

在審

• 申請號: 202211000408.X
• 申請日: 2022-08-19
• 公開（公告）號: CN115332618A
• 公開（公告）日: 2022-11-11
• 發明（設計）人: 羅巍;宋振友
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/058;H01M10/0525;H01M4/62;C01B9/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 劉燕武

1.一種高熵鹵化物固態電解質材料，其特征在于，該高熵鹵化物固態電解質材料的通式為：

Li_aM_nX_x，

式中，M包括IIA、IIB、IIIA、IIIB、IVA、IVB、VA、VB族中的至少5種金屬元素，X包括鹵族元素中的一種或多種；1＜a＜5，0.3＜n＜2，x＝a+nε，ε為M的加權平均化合價。

2.根據權利要求1所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料，其特征在于，所述M包括Mg、Zn、Al、Sc、Ga、Y、In、Zr、Hf、Sb、Bi、鑭系元素中至少5種金屬元素。

3.根據權利要求1所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料，其特征在于，所述X包括F、Cl、Br、I中的一種或多種。

4.根據權利要求1所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料，其特征在于，所述高熵鹵化物固態電解質材料的化學式為：

Li₃Y_0.2In_0.2Er_0.2Yb_0.2Zr_0.2Cl_6.2、Li₃Y_0.2In_0.2Er_0.2Yb_0.2Zr_0.3Cl_6.6、

Li₃Y_0.2In_0.2Er_0.2Yb_0.2Zr_0.4Cl₇、Li₃Y_0.2In_0.2Er_0.2Yb_0.2Zr_0.5Cl_7.4、

Li₃Y_0.2In_0.2Er_0.2Sc_0.2Zr_0.2Cl_6.2或Li₃Y_0.2In_0.2Er_0.2Yb_0.2Zr_0.2Cl_3.2Br₃。

5.根據權利要求1所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料，其特征在于，該高熵鹵化物固態電解質材料的Li⁺電導率大于1×10^-3S/cm。

6.如權利要求1-5任一所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料的制備方法，其特征在于，該制備方法為：

按通式的化學計量比稱取前驅體LiX和至少5種金屬元素對應的鹵化物MX_ε混合球磨處理，得到混合粉末，對混合粉末進行壓片，然后在氬氣氛圍下進行熱處理燒結，再經研磨得到目的產物。

7.根據權利要求6所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料的制備方法，其特征在于，球磨轉速為300～800rpm，球磨處理的時間為10～50h。

8.根據權利要求6所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料的制備方法，其特征在于，壓片過程中，壓力為1～5t，保壓時間為1～10min；

熱處理燒結的溫度為150～650℃，時間為2～15h，升溫速率為2℃/min。

9.如權利要求1-5任一所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料的應用，其特征在于，該高熵鹵化物固態電解質材料用于制備固態鋰離子電池的固態電解質或復合正負電極添加劑。

10.根據權利要求9所述的一種高熵鹵化物固態電解質材料的應用，其特征在于，所述固態鋰離子電池包括半固態鋰離子電池、準固態鋰離子電池或全固態鋰離子電池。