[发明专利]固态电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种固态电解质，其特征在于，所述固态电解质具有如下的通式：

Li_1+2xMg_xGe_2-xP₃O₁₂；

其中，x取自0～0.5中的任意值，且x不取0值。

2.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质包括：

Li_1.1Mg_0.05Ge_1.95P₃O₁₂、Li_1.2Mg_0.1Ge_1.9P₃O₁₂、Li_1.4Mg_0.2Ge_1.8P₃O₁₂、Li_1.6Mg_0.3Ge_1.7P₃O₁₂、Li_2.0Mg_0.5Ge_1.5P₃O₁₂中的至少一种。

3.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于，所述固态电解质属于三方晶系，Ge与O结合成六面体的GeO₆，且Mg替代所述GeO₆中的部分Ge。

4.一种如权利要求1至3任一项所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将锂源、镁源、锗源以及含磷酸根的磷源进行混料处理，得到第一混合物料；

对所述第一混合物料进行干燥处理，随后按3～8℃/min的升温速率加热至400℃～450℃中，并在400℃～450℃中恒温1h～5h后按5～20℃/min的升温速率加热至1300℃～1450℃，在1300℃～1450℃中保持恒温，直至所述第一混合物料完全熔融；

冷却至室温，得到玻璃态材料；

对所述玻璃态材料进行退火处理，得到固态电解质。

5.如权利要求4所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，按照物质的量的比值为锂：镁：锗：磷酸根＝k×(1+2x)：x：(2-x)：3的比例将所述锂源、所述镁源、所述锗源以及所述含磷酸根的磷源进行混料处理，其中，x取0～0.7之间的任意值，且x不取0值，系数k取1～1.1之间的任意值。

6.如权利要求4所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，所述退火温度为550℃～1050℃；

和/或，所述冷却的过程为骤冷。

7.如权利要求4所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，所述退火温度为600℃～650℃。

8.如权利要求4至7任一项所述的固态电解质的制备方法，其特征在于，所述锂源选自碳酸锂、氢氧化锂、草酸锂、硝酸锂、碳酸氢锂中的至少一种；

所述镁源选自碳酸镁、氧化镁、氢氧化镁、碳酸氢镁、乙酸镁、草酸镁中的至少一种；

所述锗源选自二氧化锗、一氧化锗、四氢氧化锗、硝酸锗、草酸锗、碳酸氢锗中的至少一种；

所述含磷酸根的磷源选自磷酸二氢铵、磷酸三铵、磷酸氢二铵、五氧化二磷、三氧化二磷中的至少一种。

9.如权利要求1至3任一项所述的固态电解质作为全固态锂电池电解质膜的组成成分或者锂离子电池隔膜涂层的组成成分或者全固态锂电池正极和/或负极添加剂的应用。