【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及储能电池，尤其涉及一种多聚阴离子固态电解质及其制备方法与固态电池。
技术介绍
1、近年来，锂离子电池在便携式消费电子和新能源汽车的发展中发挥着越来越重要的作用。然而目前商用的锂离子电池是基于有机电解液体系，在受到撞击或针刺时容易漏液，发生燃烧甚至爆炸事故，存在着较大的安全隐患，威胁着人们的财产安全和人身安全，这限制了新能源汽车等行业的进一步发展。相比之下，全固态电池使用固态电解质（sse），具有高能量密度、高安全性等优点，被社会各界广泛关注，有望成为新一代储能电池。
2、固态电解质通常分为无机固态电解质（ise）、聚合物固态电解质（spe）和复合固态电解质（cpe）三大类。无论是哪种sse，都具有显著的优缺点。spe虽然具有较好的柔韧性和加工性，但其离子电导率相对较低。cpe虽然同样具有较好的柔韧性和加工性，且离子电导率优于spe，但是其制备工艺复杂，性能优化难度较大。ise具有较高的热稳定性、较高的机械强度和较宽的工作温度。目前，常见的sse类型包括卤化物sse、硫化物sse和氧化物sse。然而上述几种类型的ise也存在着许多缺点，例如氧化物sse界面阻抗大且离子电导率低、卤化物sse界面兼容性差、硫化物sse空气稳定性差且与电极材料反应，这严重限制了它们在高性能电池系统中的广泛应用。
3、因此，现有技术仍有待改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种多聚阴离子固态电解质及其制备方法与固态电池，旨在解
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种多聚阴离子固态电解质，其中，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为aam(3-a)/m(so4)be1-bgc；
4、其中，a为li，na，k中的一种；
5、m为li，na，k，rb，cs，be，mg，ca，sr，ba，al，ga，in，la，y中的一种或多种，m与a为不同的元素；
6、e为so42-，co32-，no3-，no2-，po33-，po43-，cro42-，mno42-，sio44-，sio32-，bo33-，teo42-中的一种或多种；
7、g为f，cl，br，i中的一种或多种；
8、a=0~3，b=0~1，c=0~1，且a、b和c均不取0，m为m阳离子的价态。
9、本专利技术的第二方面，提供一种本专利技术所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其中，当a为li时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为liam(3-a)/m(so4)be1-bgc，所述liam(3-a)/m(so4)be1-bgc的制备方法包括以下步骤：
10、以lig、me和li2so4或者lie、mg和mso4为原料，将所述原料放入研钵中进行研磨，将研磨均匀的原料放入球磨罐中进行球磨，将球磨后的物料放置于真空环境下加热干燥，最后将干燥后的物料加热至预定温度，然后冷却，得到所述liam(3-a)/m(so4)be1-bgc。
11、本专利技术的第三方面，提供一种本专利技术所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其中，当a为na时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为naam(3-a)/m(so4)be1-bgc，所述naam(3-a)/m(so4)be1-bgc的制备方法包括以下步骤：
12、以nag、me和na2so4或者nae、mg和mso4为原料，将所述原料放入研钵中进行研磨，将研磨均匀的原料放入球磨罐中进行球磨，将球磨后的物料放置于真空环境下加热干燥，最后将干燥后的物料加热至预定温度，然后冷却，得到所述naam(3-a)/m(so4)be1-bgc。
13、本专利技术的第四方面，提供一种本专利技术所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其中，当a为k时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为kam(3-a)/m(so4)be1-bgc，所述kam(3-a)/m(so4)be1-bgc的制备方法包括以下步骤：
14、以kg、me和k2so4或者ke、mg和mso4为原料，将所述原料放入研钵中进行研磨，将研磨均匀的原料放入球磨罐中进行球磨，将球磨后的物料放置于真空环境下加热干燥，最后将干燥后的物料加热至预定温度，然后冷却，得到所述kam(3-a)/m(so4)be1-bgc。
15、本专利技术的第五方面，提供一种固态电池，其中，包括本专利技术所述的多聚阴离子固态电解质。
16、有益效果：本专利技术提供一种多聚阴离子固态电解质aam(3-a)/m(so4)be1-bgc，其室温离子电导率可以达到0.1 ms cm-1以上。本专利技术使用的湿法高能球磨，可以有效的将多种聚阴离子原料混合均匀，有利于高温烧结反应得到最终产物。晶格中多种不同尺寸的聚阴离子团簇可以带来晶格的畸变，有利于带来更多的离子传输通道，同时聚阴离子团簇之间的多种旋转耦合可以有效的促进离子在固态电解质中的传输，有利于提高离子电导率，降低活化能。另外，高价态阳离子的掺杂不仅能够引入阳离子空位，为离子迁移提供更多跳跃位点，还能有效的削弱锂、钠、钾离子受到阴离子的库伦吸引力，从而提高锂、钠、钾离子在晶格中的迁移能力。本专利技术采用多种策略，协同增强多聚阴离子固态电解质的离子传输能力，提高离子电导率，降低活化能，从而能够最终应用于制备具有高安全、高比能的二次电池。
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1.一种多聚阴离子固态电解质，其特征在于，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为AaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc；
2.根据权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质，其特征在于，所述多聚阴离子固态电解质呈颗粒状，颗粒尺寸分布在10μm以下。
3.根据权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质，其特征在于，所述AaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc为Na2.8Mg0.1(SO4)0.9(CO3)0.1Cl或Li3(SO4)0.8(CO3)0.1(CrO4)0.1Cl。
4.一种权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，当A为Li时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为LiaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc，所述LiaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，所述LiG包括LiF，LiCl，LiBr，LiI中的一种或多种；
6.根据权利要求4所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，所述LiE包括L
7.一种权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，当A为Na时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为NaaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc，所述NaaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc的制备方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，所述NaG包括NaF，NaCl，NaBr，NaI中的一种或多种；
9.一种权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，当A为K时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为KaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc，所述KaM(3-a)/m(SO4)bE1-bGc的制备方法包括以下步骤：
10.一种固态电池，其特征在于，包括权利要求1~3任一项所述的多聚阴离子固态电解质。
...【技术特征摘要】
1.一种多聚阴离子固态电解质，其特征在于，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为aam(3-a)/m(so4)be1-bgc；
2.根据权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质，其特征在于，所述多聚阴离子固态电解质呈颗粒状，颗粒尺寸分布在10μm以下。
3.根据权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质，其特征在于，所述aam(3-a)/m(so4)be1-bgc为na2.8mg0.1(so4)0.9(co3)0.1cl或li3(so4)0.8(co3)0.1(cro4)0.1cl。
4.一种权利要求1所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，当a为li时，所述多聚阴离子固态电解质的化学式为liam(3-a)/m(so4)be1-bgc，所述liam(3-a)/m(so4)be1-bgc的制备方法包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的多聚阴离子固态电解质的制备方法，其特征在于，所述lig包括lif，licl，libr，lii中的一种或多种；
6.根据权利要求4所述的多聚阴离子固态电解质的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员：卞均操，凌思帆，李树奎，
申请(专利权)人：深圳北理莫斯科大学，
类型：发明
国别省市：
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