[发明专利]一种NASICON型固态电解质材料及其制备方法

权利要求书

1.一种NASICON型固态电解质材料，其元素组成有Li、Al、Ti、M、P、O；其中M为过渡族元素，可以是：第一副族元素、第二副族元素、第三副族元素，包括镧系和锕系、第四副族元素、第五副族元素、第六副族元素、第七副族元素、第八副族元素中其中一种或几种的组合；其结构基础材料为磷酸钛锂(LTP)，其化学式可表达为如下结构公式(1)

Li_1+xAl_y(Ti_1-zM_z)_2-y(PO4)₃ (1)。

2.权利要求1所述公式(1)中，0≤x≤1，0＜y≤1，x-y≤0.1，0＜z≤1。

3.权利要求1所述的过渡族元素M，其原子半径与Ti的原子半径比为R_M/R_Ti。为了维持NASICON型晶体结构，当R_M/R_Ti＞1.1或者R_M/R_Ti＜0.9时，z值范围为0＜z≤0.5，当0.9≤R_M/R_Ti≤1.1时，z值范围为0＜z≤1。

4.权利要求3所述的过渡族元素M，当其最高氧化态高于﹢4价并且R_M/R_Ti＜0.9时，0＜z≤0.25。

5.权利要求3所述的过渡族元素M，当其最高氧化态低于﹢4价并且R_M/R_Ti＞1.1或者

R_M/R_Ti＜0.9时，0＜z≤0.25。

6.权利要求3所述的过渡族元素M最高氧化态为﹢4价的情况下，公式(1)中的元素Li与元素Al的含量关系为：0≤x-y≤0.05。

7.权利要求3所述的过渡族元素M最高氧化态高于﹢4价的情况下，公式(1)中的元素Li与元素Al的含量关系为：x-y≤0。

8.权利要求3所述的过渡族元素M最高氧化态低于﹢4价的情况下，公式(1)中的元素Li与元素Al的含量关系为：0＜x-y≤0.1。

9.一种制备NASICON型固态电解质材料的方法，改进溶胶-凝胶法，步骤包括：第一步，原料溶解混合，往容器中加入络合剂和水，待络合剂充分溶解后，向溶液中按比例加入锂化合物、铝化合物、磷化合物、过渡金属化合物、钛化合物，添加的过程中持续搅拌；

第二步，对第一步得到的溶液进行干燥，得到粘稠的凝胶；

第三步，进一步干燥、并进行多段式煅烧，得到白色絮状固体；

第四步，粉碎得到化学式为Li_1+xAl_y(Ti_1-zM_z)_2-y(PO4)₃粉体。

第五步，Li_1+xAl_y(Ti_1-zM_z)_2-y(PO4)₃粉体经过冷压、烧结得到固态电解质。也可将Li_1+xAl_y(Ti_1-zM_z)_2-y(PO4)₃粉体与具有离子导电特性的高分子材料混合，再冷压而制成固态电解质。