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复合固态电解质材料及其制备方法、固态电解质片的制备方法及全固态电池

1078   编辑:中冶有色网   来源:南方科技大学  
2023-10-11 13:21:58
1.本申请涉及全固态锂离子电池技术领域,具体而言,涉及一种复合固态电解质材料及其制备方法、固态电解质片的制备方法及全固态电池。 背景技术: 2.目前,全固态锂离子电池中的主要部件是固态电解质片,现有的固态电解片存在离子电导率低、界面稳定性差等问题。因此,开发具有高离子电导率和界面稳定性的固态电解质片是推动全固态锂离子电池发展的关键。 3.氧化物固态电解质(li1.3al0.3ti1.7(po4)3,li7la3zr2o12)面临着晶界较大的问题,需要在较高温度(1000℃左右)下对电解质片进行长时间的热处理控制晶粒生长方可得到较高致密度电解质片,成本高,不利于工业化应用。同时li1.3al0.3ti1.7(po4)3也面临着与金属锂不稳定;li7la3zr2o12表面与晶界易产生低离子电导相li2co3,同时无法抑制锂枝晶产生等问题。 技术实现要素: 4.本申请的目的在于提供一种复合固态电解质材料及其制备方法、固态电解质片、全固态电池,能够提高电解质的离子电导率和对锂的稳定性,且能够抑制锂枝晶的产生。 5.第一方面,本申请提供一种复合固态电解质材料,包括晶粒和在晶粒表面包覆的包覆层,部分包覆层渗透进入晶粒的表层,晶粒的材料为氧化物固态电解质材料,包覆层的材料为反钙钛矿固态电解质材料,氧化物固态电解质材料的熔点大于反钙钛矿固态电解质材料的熔点。 6.熔点高的氧化物固态电解质材料的晶界阻抗较大,通过在晶粒的表面原位生长熔点低的反钙钛矿包覆层,一方面,原位生长的方式可以使反钙钛矿材料填充氧化物固态电解质材料的部分晶界,减小电解质的晶界阻抗,增大电解质的离子电导率;另一方面,反钙钛矿材料本身对锂的稳定性较高,能够提高电解质对锂的稳定性,并且抑制锂枝晶的产生。 7.在一种可能的实施方式中,包覆层的质量百分含量为2%?20%,包覆层的厚度为50nm?1μm。可以使反钙钛矿材料能够更好地填充氧化物固态电解质材料的晶界,也能够避免氧化物固态电解质材料与负极锂片的接触,提高电解质对锂的稳定性。 8.可选地,氧化物固态电解质材料包括nasicon型固态电解质磷酸锗铝锂、nasicon型固态电解质磷酸钛铝锂、石榴石型固态电解质锆酸镧锂和钙钛矿型固态电解质钛酸镧锂中的一种或多种。 9.在一种可能的实施方式中,反钙钛矿固态电解质材料为立方反钙钛矿结构相和层状反钙钛矿结构相
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“复合固态电解质材料及其制备方法、固态电解质片的制备方法及全固态电池” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
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