[发明专利]一种NASICON型钠离子陶瓷电解质及其制备方法

权利要求书

1.一种NASICON型钠离子陶瓷电解质，其特征在于，所述NASICON型钠离子陶瓷电解质的基体结构中掺杂有铜离子，所述铜离子部分取代NASICON结构中Zr⁴⁺的位置。

2.根据权利要求1所述的NASICON型钠离子陶瓷电解质，其特征在于，所述基体为Na_1+xZr₂Si_xP_3-xO₁₂；所述NASICON型钠离子陶瓷电解质的化学通式为Na_1+xZr₂Si_xP_3-xO₁₂-y Cu²⁺化合物；

其中，1.8≤x≤2.2，0＜y＜1wt％。

3.根据权利要求1所述的NASICON型钠离子陶瓷电解质，其特征在于，所述铜离子来源于以下含铜化合物中的一种或几种：氧化铜、氟化铜、硝酸铜、硫酸铜、氯化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、乙酰丙酮酸铜、乙酸铜、葡萄糖酸铜。

4.根据权利要求1所述的NASICON型钠离子陶瓷电解质，其特征在于，所述基体与所述铜离子的质量比为100:0～1。

5.一种上述权利要求1-4任意一项所述的NASICON型钠离子陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，在所述基体Na_1+xZr₂Si_xP_3-xO₁₂中加入铜基烧结助剂而得到的，具体方法包括：

步骤1、获取用作所述基体的原材料，所述原材料包括多种化合物以及含铜化合物；

将所述多种化合物以及所述含铜化合物按照质量比为100:0～1进行称量并球磨混合；所述多种化合物按照化学式Na_1+xZr₂Si_xP_3-xO₁₂进行称量，1.8≤x≤2.2；

其中，所述多种化合物包括钠源化合物、锆源化合物、硅源化合物、磷源化合物；

步骤2、将步骤1得到的混合有所述含铜化合物的原材料进行干燥，在800～1000℃下保温，进行预烧结；

步骤3、将步骤2所得到的预烧结后的原材料制备为生胚片；

步骤4、将所述生胚片进行高温烧结，得到铜离子掺杂的NASICON型钠离子陶瓷电解质；其中，所述基体结构中掺杂有铜离子，所述铜离子部分取代NASICON结构中Zr⁴⁺的位置；

其中，所述NASICON型钠离子陶瓷电解质的化学通式为Na_1+xZr₂Si_xP_3-xO₁₂-y Cu²⁺化合物，1.8≤x≤2.2，0＜y＜1wt％。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述钠源化合物为乙酸钠、草酸钠、碳酸钠、硝酸钠、异丙醇钠、氧化钠和氢氧化钠中的一种或几种；所述锆源化合物为氧化锆、硝酸氧锆、二氯氧化锆、乙酰丙酮锆、乙酸锆、氢氧化锆中的一种或几种。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述硅源化合物包括二氧化硅、正硅酸酯、正硅酸乙酯、正硅酸丙酯、硅酸、硅酸、硅油、正硅酸四甲酯中的一种或几种；所述磷源化合物包括磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、五氧化二磷、磷酸中的一种或几种。

8.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述含铜化合物包括以下一种或几种：氧化铜、氟化铜、硝酸铜、硫酸铜、氯化铜、碱式碳酸铜、酒石酸铜、乙酰丙酮酸铜、乙酸铜、葡萄糖酸铜。