【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧卤化物及其制备方法与全固态锂电池。
技术介绍
1、全固态锂电池因其结构简单、安全性高、能量密度大而备受关注，全固态锂电池由于使用固态电解质取代了电解液和隔膜，电池更薄且体积更小，从而提升了电池的能量密度，并且电池的安全性能提升。因此，研发一种能够替代传统的锂离子电池的全固态锂电池意义重大。但是全固态锂电池面临以下问题：（1）电极层面上，如何满足正负极与电解质离子的传输问题；（2）循环过程中正负极不能像液体那样保持非常好的接触；（3）金属锂在充放电过程中容易产生锂枝晶，这些问题的存在导致全固态锂电池的电化学性能较差，不利于其实际的应用和发展。
2、全固态锂电池的核心部分在于作为固态电解质的化合物。目前，有机和无机化合物都已被报道可作为优质电解质，与有机固态电解质相比，无机固态电解质具有更高的离子导电性和稳定性。到目前为止，无机固态电解质材料可分为硫化物、氧化物和卤化物。硫化物固体电解质具有较高离子电导率（>10-3 s·cm-1），但容易受周围大气中水分的影响，发生有害的水解反应，离子电导率严重下降；此外，硫化物氧化稳定性差，严重限制了高压阴极材料的直接利用。氧化物固体电解质具有较高的空气稳定性和热稳定性，制造成本低，易于大规模生产，然而，它们的机械刚性导致与电极材料的界面接触不良，需要高温工艺或流入液态电解质以组装电池。卤化物固态电解质虽然在室温下具有很高的离子电导率（>10-3s·cm-1），但仍然面临着易潮解和稳定性差的问题。
3、氧卤化物材料中，由于二价氧离子和卤素离
4、因此，研发一种纯相且导电性和电化学性能优异的氧卤化物材料对于电池领域而言意义非凡。
技术实现思路
1、本专利技术所解决的技术问题在于克服现有技术中存在的难以制备得到纯相以及导电性和电化学性能优异的氧卤化物的缺陷，提供一种氧卤化物及其制备方法与全固态锂电池。本专利技术的制备方法简单、原料利用率高且不含有副产物，利于工业化生产；所制备的氧卤化物具有较高的离子电导率和稳定性，与锂金属之间具有较好的界面稳定性；所制备的全固态锂电池具有优异的电化学性能。
2、为了制备得到纯相的氧卤化物，专利技术人采用了固相反应法进行制备，在制备过程中，通过将原料进行研磨、压片，可以使得各原料之间接触更紧密、减少原料和反应管之间的副反应发生；通过在真空环境中进行煅烧，进一步避免了副反应的发生；通过采用低温预烧和高温煅烧相结合的煅烧方式，使得各原料成分之间混合更均匀、反应更充分，更大程度地避免了副产物的生成。通过各技术特征之间的协同配合，最终制备得到了纯相的氧卤化物。
3、本专利技术通过以下技术方案解决上述技术问题：
4、本专利技术提供了一种氧卤化物的制备方法，所述氧卤化物的化学式为li3b7o12·（lix）a，x为cl和/或br，0＜a≤1，其包括以下步骤：
5、（1）将按化学计量比称取的锂源和硼源的混合物研磨、压片后，置于反应管中，对所述反应管抽真空、密封后，进行第一次煅烧，所述第一次煅烧的温度为300-450℃，所述第一次煅烧的时间为4-20h；
6、（2）所述第一次煅烧后，冷却至室温，取出所述反应管内的中间产物，再次进行研磨、压片后，置于反应管中，对所述反应管抽真空、密封后，进行第二次煅烧，之后冷却至室温，得到所述氧卤化物；
7、当所述锂源为卤化锂和氧化锂并且所述硼源为氧化硼时，所述第二次煅烧的温度为810-860℃，所述第二次煅烧的时间为12-30h；
8、当所述锂源为卤化锂和硼酸锂并且所述硼源为氧化硼时，所述第二次煅烧的温度为450-800℃，所述第二次煅烧的时间为12-30h。
9、本专利技术中，在所述氧卤化物中，lix分布在li3b7o12骨架的孔隙结构中。
10、本专利技术中，所述卤化锂可为氯化锂或溴化锂。
11、当所述x为cl时，所述卤化锂为氯化锂。
12、当所述x为br时，所述卤化锂为溴化锂。
13、本专利技术中，所述氧卤化物的化学式中，较佳地，0＜a＜1或a为1，例如0.4、0.5或0.9，更佳地0.8＜a＜0.98。
14、步骤（2）中，当所述锂源为氯化锂和氧化锂并且所述硼源为氧化硼时，所述氯化锂、所述氧化锂和所述氧化硼的摩尔比可为（0-2）：3:7且不包括0:3:7，例如2：3：7、1.8:3:7、1：3：7或0.8：3：7，较佳地为（1.6-1.96）:3:7。
15、步骤（2）中，当所述锂源为氯化锂和硼酸锂、所述硼源为氧化硼且所述硼酸锂为偏硼酸锂时，所述氯化锂、所述硼酸锂和所述氧化硼的摩尔比可为（0-1）:3:2且不包括0:3:2，例如0.4：3：2、0.5：3：2、0.9:3:2或1:3:2，较佳地为（0.8-0.98）：3：2。
16、本专利技术中，所述硼酸锂可为偏硼酸锂（libo2）、四硼酸锂（li2b4o7）或五硼酸锂（lib5o8）。
17、步骤（1）和/或步骤（2）中，所述研磨的操作和条件可为本领域常规，例如在研钵中进行。
18、步骤（1）和/或步骤（2）中，所述压片的设备可为本领域常规，例如压片机。所述压片的压力较佳地为5-15mpa，例如10mpa。
19、步骤（1）和/或步骤（2）中，所述反应管较佳地为石英管。
20、步骤（1）和/或步骤（2）中，所述抽真空后，所述反应管的真空度较佳地小于或等于10-3pa。
21、步骤（1）和/或步骤（2）中，一般通过加热熔融所述反应管的两端进行所述密封。
22、本专利技术中，所述第一次煅烧和所述第二次煅烧一般在马弗炉内进行。
23、步骤（1）中，升温至所述第一次煅烧的温度的速率可为30～90℃/小时，例如60℃/小时。
24、步骤（1）中，所述第一次煅烧的温度较佳地为350-450℃，例如400℃。
25、步骤（1）中，所述第一次煅烧的时间较佳地为10-15h，例如12h。
26、步骤（2）中，所述第一次煅烧后的冷却速率可为10℃/h～80℃/h，例如 50℃/h。
27、步骤（2）中，升温至所述第二次煅烧的温度的速率可为30～90℃/小时，例如60℃/小时。
28、步骤（2）中，所述第二次煅烧后的冷却速率可为10℃/h～80℃/h，例如 50℃/h。
29、步骤（2）中，当所述锂源为氯化锂和氧化锂并且所述硼源为氧化硼时，所述第二次煅烧的温度例如为830℃、840℃、845℃或850℃，较佳地为8本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种氧卤化物的制备方法，其特征在于，所述氧卤化物的化学式为Li3B7O12·(LiX)a，X为Cl和/或Br，0＜a≤1，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下条件中的一种或多种：
3.如权利要求1或2所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一次煅烧的温度为350-450℃；
4.如权利要求1或2所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，当所述锂源为氯化锂和氧化锂并且所述硼源为氧化硼时，所述第二次煅烧的温度为835-855℃；
5.如权利要求1或2所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，当所述锂源为氯化锂和硼酸锂并且所述硼源为氧化硼时，所述第二次煅烧的温度为480-610℃；
6.一种氧卤化物，其特征在于，其按照权利要求1-5中任一项所述的氧卤化物的制备方法制得，所述氧卤化物在25℃的离子电导率为0.2-2mS·cm-1。
7.一种全固态锂电池，其特征在于，其包括依次设置的正极、固态电解质层、缓冲层和负极；>
8.如权利要求7所述的全固态锂电池，其特征在于，所述全固态锂电池满足以下条件中的一种或多种：
9.一种如权利要求7或8所述的全固态锂电池的制备方法，其特征在于，其包括以下步骤：
10.如权利要求9所述的全固态锂电池的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下条件中的一种或多种：
...【技术特征摘要】
1.一种氧卤化物的制备方法，其特征在于，所述氧卤化物的化学式为li3b7o12·(lix)a，x为cl和/或br，0＜a≤1，其包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，所述制备方法满足以下条件中的一种或多种：
3.如权利要求1或2所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述第一次煅烧的温度为350-450℃；
4.如权利要求1或2所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，当所述锂源为氯化锂和氧化锂并且所述硼源为氧化硼时，所述第二次煅烧的温度为835-855℃；
5.如权利要求1或2所述的氧卤化物的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，当所述锂源为氯...
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