[发明专利]复合固体电解质及其制备方法

权利要求书

1.复合固体电解质，其特征在于：包括萤石结构的CeO₂基电解质材料、钙钛矿结构的BaCeO₃基电解质材料和助烧结剂。

2.如权利要求1所述的复合固体电解质，其特征在于：所述CeO₂基电解质材料的通式为Ce_{1-x1-x2-x3-x4}A_x1B_x2C_x3D_x4O_2-δ，其中A、B、C、D分别为化学元素La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y、In中的一种，且A、B、C、D互不相同；0≤x1＜1，0≤x2＜1，0≤x3＜1，0≤x4＜1，且0＜x1+x2+x3+x4＜1，0＜δ＜1.5。

3.如权利要求1或2所述的复合固体电解质，其特征在于：所述BaCeO₃基电解质材料的通式为BaCe_{1-y1-y2-y3-y4}A’_y1B’_y2C’_y3D’_y4O_3-φ，其中A’、B’、C’、D’分别为化学元素Zr、Mg、Ca、Sr、Ti、La、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Sc、Y、In中的一种，且A’、B’、C’、D’互不相同；0≤y1≤1，0≤y2≤1，0≤y3≤1，0≤y4≤1，且0≤y1+y2+y3+y4≤1，0＜φ＜1.5。

4.如权利要求1或2所述的复合固体电解质，其特征在于：所述助烧结剂为Li₂CO₃、LiOH、LiNO₃、Li₂O、LiF、NiO、Ni(NO₃)₂、FeO、Fe₂O₃、Fe(NO₃)₂、Fe(NO₃)₃、CoO、Co(NO₃)₂、MnO、MnO₂、MnO₃、Mn₂O₃、Mn(NO₃)₂、MgO、Mg(NO₃)₂、ZnO、Zn(NO₃)₂、CuO、Cu(NO₃)₂、Al₂O₃、Al(NO₃)₃、Bi₂O₃、Bi(NO₃)₃、V₂O₅、SnO₂中的至少一种。

5.如权利要求1所述的复合固体电解质，其特征在于：所述助烧结剂的添加量为所有成分总质量的0.1％～10％。

6.如权利要求1至5任一项所述的复合固体电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将CeO₂基电解质材料与BaCeO₃基电解质材料混合，并加入助烧结剂，得到混合粉料；

将混合粉料加入液态分散介质中，进行搅拌、研磨，干燥后得到混合粉末；

将所得的混合粉末进行预烧，得到复合固体电解质前驱粉体；

将复合固体电解质前驱粉体进行研磨、压实，再高温烧结制成电解质薄片。

7.如权利要求6所述的复合固体电解质的制备方法，其特征在于：所述预烧过程温度不超过800℃，时间不超过5小时。

8.如权利要求6所述的复合固体电解质的制备方法，其特征在于：所述高温烧结过程温度不超过1200℃。