一种固态电解质材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种固态电解质材料及其制备方法和应用。本发明专利技术的固态电解质材料沿着所述固态电解质材料的中心至表面的方向，所述固态电解质材料中的Li的元素含量逐渐降低，La和Zr的元素含量逐渐增加。本发明专利技术通过锂、镧、锆至少三种元素在固态电解质材料中的不均匀分布，制备具有新型结构的固态电解质材料，既可以充分发挥高离子导电率，又能通过这种结构来提高材料的表面稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及材料，具体涉及一种具有浓度梯度分布的锂离子电池固态电解质材料及其制备方法，以及固态电解质膜和电池。

技术介绍

1、锂离子电池目前广泛应用于消费电子、电动汽车、规模储能等领域，但采用有机电解液的锂离子电池仍存在着固态电解质界面膜(sei)持续生长、过渡金属溶解、电解液氧化、高温失效等问题，而采用固态电解质逐步取代有机电解液，形成半固态、准固态、固态电池可以在保证电池安全性的同时进一步提升电池的能量密度。

2、对于准固态、半固态以及全固态电池中，固态电解质材料的开发尤为重要。目前固态电解质包含lipon型、钙钛矿型、nasicon型、硫化物型、石榴石型等。而相比于其他固态电解质，石榴石型固态电解质具有对锂金属稳定、锂离子电导率高(在室温下高达1ms/cm)、电化学窗口宽(0-5v)等优势。然而这类电解质在空气中比较敏感，容易与水汽、二氧化碳反应生成锂离子电导率低的li2co3杂质，大大地限制了其作为电解质中间层和正负极极片的锂离子导体的应用。

技术实现思路

1、专利技术要解决的问题...

【技术保护点】

1.一种固态电解质材料，其特征在于，沿着所述固态电解质材料的中心至表面的方向，所述固态电解质材料中的Li的元素含量逐渐降低，La和Zr的元素含量逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的固态电解质材料，其中所述固态电解质材料的化学组成为p(Li7-xLa3Zr2-xAxO12)·q(La2Zr2O7)，或p(Li7-mLa3Zr2+nO12)·q(La2Zr2O7)；其中，A包括Ta、Nb、W或Mo中的至少一种，0≤x＜2，0≤m＜7，0≤n≤1，p+q＝1，0≤p≤1，0≤q≤1，沿着所述固态电解质材料的中心至表面的方向，p逐渐减小，q逐渐增加；

3.根据权利要求1或...

【技术特征摘要】

1.一种固态电解质材料，其特征在于，沿着所述固态电解质材料的中心至表面的方向，所述固态电解质材料中的li的元素含量逐渐降低，la和zr的元素含量逐渐增加。

2.根据权利要求1所述的固态电解质材料，其中所述固态电解质材料的化学组成为p(li7-xla3zr2-xaxo12)·q(la2zr2o7)，或p(li7-mla3zr2+no12)·q(la2zr2o7)；其中，a包括ta、nb、w或mo中的至少一种，0≤x＜2，0≤m＜7，0≤n≤1，p+q＝1，0≤p≤1，0≤q≤1，沿着所述固态电解质材料的中心至表面的方向，p逐渐减小，q逐渐增加；

3.根据权利要求1或2所述的固态电解质材料，其中所述固态电解质材料的粒径d50为5～10μm、优选6～8μm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的固态电解质材料，其中所述li的元素含量呈梯度降低，所述la和zr的元素含量呈梯度增加。

5.根据权利要求2-4任一项所述的固态电解质材料，其中所述a的元素含量呈梯度降低。

6.根据权利要求2-5任一项所述的固态电解质材料，其中在所述固态电解质材料的中心，p＝1，q＝0；

7.根据权利要求1-6任一项所述的固态电解质材料，其中所述固态电解质材料具有球形或类球形状，平均球形度为0.8～1，优选0.9～1。

8.一种固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中所述共沉淀反应中镧盐的含量不变或逐渐增加，优选镧盐含量不变。

10.根据权利要求8或9所述的制备方法，其中在进行共沉淀反应的过程中，还加入a盐，且反应过程中逐渐减少a盐的含量，所述a盐包括钽盐、铌盐、钨盐或钼盐中的至少一种。

11.根据权利要求8-10任一项所述的制备方法，其中所述固态电解质材料的化学组成为p(li7-xla3zr2-xaxo12)·q(la2zr2o7)，或p(li7-mla3zr2+no12)·q(la2zr2o7)；其中，a包括ta、nb、w...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿佳琦，
申请(专利权)人：重庆太蓝新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：