[发明专利]一种石榴石结构固体电解质材料及其制备方法

权利要求书

1.一种石榴石结构固体电解质材料，其特征在于，该材料的化学组成为Li_7+x-yCa_xLa_3-xTa_yZr_2-yO₁₂，其中，0＜x≤1，0＜y≤2，所述材料的晶体结构为立方石榴石结构。

2.一种如权利要求1所述石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)按摩尔量为[m×(7+x-y)]：x：(3-x)：y：(2-y)的比例称取锂化合物、钙化合物、镧化合物、钽化合物和锆化合物，其中m＞1，然后将上述化合物在酸性溶液中混合，搅拌均匀后，蒸干，得到前驱体粉末；

(2)将步骤(1)所得前驱体粉末煅烧得到粉体材料，然后将所得粉体材料压片、烧结即得所述石榴石结构固体电解质材料。

3.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的m为1.1～1.5。

4.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述的锂盐化合物选自氧化锂、氢氧化锂、一水合氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、硫酸锂、草酸锂、醋酸锂、氯化锂的一种或几种的混合物，所述钙化合物选自碳酸钙、氧化钙、氢氧化钙、过氧化钙、氢化钙、氯化钙、氟化钙、氰氨化钙、碳化钙、次氯酸钙、硫酸钙的一种或几种的混合物，所述镧化合物选自氧化镧、碳酸镧、硝酸镧、硫酸镧、氢氧化镧、草酸镧、醋酸镧、氯化镧的一种或几种的混合物，所述钽化合物选自五氧化二钽、醋酸钽、四氧化钽、氢氧化钽的一种或几种的混合物，所述锆化合物选自氧化锆、碳酸锆、硝酸锆、硫酸锆、硝酸氧锆、氢氧化锆、醋酸锆的一种或几种的混合物。

5.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液选自醋酸、硝酸、盐酸、柠檬酸、草酸中的一种或几种的混合物。

6.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述蒸干采用的温度为50～100℃。

7.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述煅烧的工艺参数为：以1～10℃/min的升温速度升温到300～500℃并在该温度下保温2～8小时，继续以1～10℃/min的升温速度升温到600～900℃并在该温度下保温6～24小时，然后以1～10℃/min的降温速度降到室温。

8.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述压片的工艺参数为：以10～50MPa压力恒压保持0.5～2小时。

9.根据权利要求2所述的一种石榴石结构固体电解质材料的制备方法，其特征在于，所述烧结的工艺参数为：以1～10℃/min的升温速度升温到1000～1200℃并在该温度下保温6～24小时，然后以1～10℃/min的降温速度降到室温。