【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂离子电池材料，具体而言，涉及一种改性磷酸钛铝锂材料、其制备方法和锂离子固态电池。
技术介绍
1、目前，国家大力发展新能源汽车，虽然锂电池已经得到了快速发展，但是液态电池存在本质安全性能，容易因漏液等引发电池燃烧甚至爆炸安全事故，使人们对于新能源汽车望而却步。
2、基于以上背景，固态电解质材料得到了发展，包括聚合物和无机两大类。其中，无机固体电解质磷酸钛铝锂(latp)材料因其具有制备简单、对环境要求低和优异的电化学稳定性等优点备受关注。
3、然而，latp的烧结料一次颗粒大，需要通过砂磨以及气流粉碎设备降低粒度，加工可控性差，而且latp材料所制备的陶瓷片致密度低，离子电导率低。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种改性磷酸钛铝锂材料、其制备方法和锂离子固态电池，以解决现有技术中固态电解质磷酸钛铝锂材料加工可控性差和离子电导率偏低的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种改性磷酸钛铝锂材料，该改性磷酸钛铝锂材料包括：磷酸钛铝锂基体以及包覆于磷酸钛铝锂基体表面的包覆层，其中，包覆层的材料为cdxzn1-xs，其中，0.1≤x≤0.9。
3、进一步地，磷酸钛铝锂基体中li：al：ti：p的元素化学计量比为(1.3-1.5):(0.3-0.5)：(1.5-1.7):3。
4、进一步地，包覆层与磷酸钛铝锂基体的质量比为2％-8％:1。
5、根据本申请的另一个方面，
6、进一步地，磷酸钛铝锂基体的粒度d50为200-300nm；
7、优选的，磷酸钛铝锂基体通过以下方法制备得到：将含有锂源、铝源、钛源和磷源的混合物进行预烧，研磨，得到磷酸钛铝锂基体；优选的，含有锂源、铝源、钛源和磷源的混合物在高混机内进行混合，混合的时间为20-60min；优选的，预烧的条件为300-500℃，时间为2-8h。
8、进一步地，锂源包括氢氧化锂、碳酸锂和草酸锂中的任意一种或多种；
9、和/或，铝源为氧化铝、硝酸铝、异丙醇铝中的任意一种或多种；
10、和/或，钛源为二氧化钛、氯化钛中的任意一种或两种混合；
11、和/或，磷源为磷酸二氢铵、磷酸、磷酸锂中的一种或几种。
12、进一步地，镉源为乙酸镉、硝酸镉和氯化镉中的任意一种或者多种；
13、和/或，锌源为乙酸锌、硝酸锌和氯化锌中的任意一种或者多种；
14、和/或，硫源包括硫化钠、硫化钾和硫脲中的任意一种或者多种；
15、优选的，镉源、锌源和硫源中cd元素：zn元素：s元素化学计量比为x：1-x：1；其中，0.1≤x≤0.9。
16、进一步地，水热反应的温度为160-220℃，时间为24-48h；
17、优选的，步骤s1包括：水热反应完毕后，将反应体系中的水除去，用乙醇洗涤固体，干燥，得到cdxzn1-xs粉末；优选的，干燥的温度为80-150℃，时间为4-10h。
18、进一步地，步骤s2中，煅烧的温度为700-950℃，时间为4-8h；
19、优选的，步骤s2中，砂磨后的粒度d50为100-200nm。
20、根据本申请的再一个方面，提供了一种锂离子固态电池，该锂离子固态电池包括上述任一种的改性磷酸钛铝锂材料，或者由上述任一种的制备方法制备得到的改性磷酸钛铝锂材料。
21、应用本专利技术的技术方案，在磷酸钛铝锂基体表面包覆材料为cdxzn1-xs的包覆层，能够有效降低磷酸钛铝锂材料的一次颗粒，而且，cdxzn1-xs材料还可以起到掺杂作用，进入latp材料的晶界处，弱化晶界，降低晶界内阻，提高离子电导率。这种具有cdxzn1-xs包覆层的改性磷酸钛铝锂材料具有较高的韧性，将其包覆到三元材料后可有效缓冲li+穿梭在两相界面上的剪切应力，增加材料的结构稳定性，提高材料的循环性。
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1.一种改性磷酸钛铝锂材料，其特征在于，包括：磷酸钛铝锂基体以及包覆于所述磷酸钛铝锂基体表面的包覆层，
2.根据权利要求1所述的改性磷酸钛铝锂材料，其特征在于，所述磷酸钛铝锂基体中Li：Al：Ti：P的元素化学计量比为(1.3-1.5):(0.3-0.5)：(1.5-1.7):3。
3.根据权利要求1所述的改性磷酸钛铝锂材料，其特征在于，所述包覆层与所述磷酸钛铝锂基体的质量比为2％-8％:1。
4.一种权利要求1至3任一项所述的改性磷酸钛铝锂材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸钛铝锂基体的粒度D50为200-300nm；
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂和草酸锂中的任意一种或多种；
7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述镉源为乙酸镉、硝酸镉和氯化镉中的任意一种或者多种；
8.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应的温度为160-220℃，时间为24-48h；
9.
10.一种锂离子固态电池，其特征在于，所述锂离子固态电池包括权利要求1至3任一项所述的改性磷酸钛铝锂材料，或者由权利要求4至9任一项所述的制备方法制备得到的改性磷酸钛铝锂材料。
...【技术特征摘要】
1.一种改性磷酸钛铝锂材料，其特征在于，包括：磷酸钛铝锂基体以及包覆于所述磷酸钛铝锂基体表面的包覆层，
2.根据权利要求1所述的改性磷酸钛铝锂材料，其特征在于，所述磷酸钛铝锂基体中li：al：ti：p的元素化学计量比为(1.3-1.5):(0.3-0.5)：(1.5-1.7):3。
3.根据权利要求1所述的改性磷酸钛铝锂材料，其特征在于，所述包覆层与所述磷酸钛铝锂基体的质量比为2％-8％:1。
4.一种权利要求1至3任一项所述的改性磷酸钛铝锂材料的制备方法，其特征在于，包括：
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述磷酸钛铝锂基体的粒度d50为200-300nm；
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【专利技术属性】
技术研发人员：张路遥，张蒙蒙，汪伟伟，刘兴亮，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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