石榴石结构钽酸镧锂基固体电解质材料及其制备方法

摘要

本发明公开了石榴石结构钽酸镧锂基固体电解质材料及其制备方法；该钽酸镧锂基固体电解质材料为Li₅La₃Ta₂O₁₂的镧位和/或钽位掺杂的化合物；制备方法是先将五氧化二钽溶于H₂C₂O₄溶液后，加入锂盐、镧盐，以及镧位掺杂化合物的盐和/或钽位掺杂化合物的盐后，混合成溶液；在所得混合溶液中加入EDTA反应，直到出现透明清亮的溶胶；再加入水溶性高分子聚合物继续反应直到出现凝胶；得到的凝胶干燥后，煅烧；将煅烧后得到的颗粒模压成坯体，将胚体再进一步煅烧，即得；该制备方法条件温和、工艺简单、操作简单，可工业化生产，制得的固体电解质材料电化学稳定性好、电导率较高，它可用于全固态锂离子电池的制备。

主权项

一种钽酸镧锂基固体电解质材料的制备方法，其特征在于，将五氧化二钽溶于H₂C₂O₄溶液后，加入锂盐、镧盐，以及镧位掺杂化合物的盐和钽位掺杂化合物的盐后，混合成溶液；在所得混合溶液中加入EDTA，先在30～100℃下反应，直到出现透明溶胶后，再加入将水溶性高分子聚合物，继续反应直到出现凝胶；得到的凝胶在80～100℃下干燥后，先置于700～775℃下煅烧，得到的颗粒模压成坯体后，再置于775～950℃下进一步煅烧，即得；所述的EDTA加入量为混合溶液中的金属离子总摩尔量的0.05～0.1倍；所述的水溶性高分子聚合物与EDTA的质量比为1～2:1～40；所述的钽酸镧锂基固体电解质材料为Li₅La₃Ta₂O₁₂的镧位和钽位掺杂的化合物，具有式1结构：Li_5+δLa_3‑xA_xTa_2‑yB_yO₁₂式1A为镧位掺杂物，包括稀土元素、钙、锶、钡、钾中一种或几种；B为钽位掺杂物，包括铟、钒、铌、锑中的一种或几种；0＜y≤1.0，0＜x≤1.0；所述Li₅La₃Ta₂O₁₂的镧位和钽位掺杂的化合物粒径分布为2～10μm。