[发明专利]NASICON固态电解质材料及其制备方法、固态电池和应用

权利要求书

1.一种NASICON固态电解质材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将磷盐、含A氧化物和含B氧化物原料进行球磨混合，制得混合物I；其中，所述含A氧化物中的A元素为Mg、Al和Si中的一种或多种，所述含B氧化物中的B元素为Ca、Ti和V中的一种或多种；所述磷盐中的磷元素、所述含A氧化物中的A元素和所述含B氧化物中的B元素的物质的量之比3：(0～1)：(1～4)；

将所述混合物I以8～12℃/min的升温速率加热至800～1000℃，保温1～3h，再以8～12℃/min的降温速率降温至200～400℃，然后炉内降温至20～35℃，制备得到NASICON固态电解质前驱体；

将所述NASICON固态电解质前驱体进行破碎、粉碎处理至预设粒径；

将经破碎、粉碎处理的所述NASICON固态电解质前驱体与锂盐原料进行球磨混合，制得混合物II；其中，所述NASICON固态电解质前驱体中的磷元素和所述锂盐中锂元素的物质的量比为3：(1.1～1.5)；

将所述混合物II以8～12℃/min的升温速率加热至500～700℃，保温1～3h，再以8～12℃/min的降温速率降温至200～400℃，然后炉内降温至20～35℃，制备得到NASICON固态电解质粗料；

将所述NASICON固态电解质粗料进行破碎、粉碎处理至预设粒径，制备得到所述NASICON固态电解质材料。

2.根据权利要求1所述的NASICON固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述磷盐为NH₄H₂PO₄；所述含A氧化物为MgO、Al₂O₃和SiO₂中的一种或多种；所述含B氧化物为TiO₂、CaO和V₂O₅中的一种或多种；所述锂盐为Li₂CO₃。

3.根据权利要求1或2所述NASICON固态电解质材料的制备方法，其特征在于，

所述将磷盐、含A氧化物和含B氧化物原料进行球磨混合的步骤中，所述磷盐的原料D50为5～15μm，所述含A氧化物的原料D50为200～600nm，所述含B氧化物的原料D50为0.5～2μm；球磨转速为200～600r/min，球磨时间为1～5h；

将所述NASICON固态电解质前驱体进行破碎、粉碎处理至预设粒径的步骤中，经破碎、粉碎处理后的物料D50为10μm±2μm；

将经破碎、粉碎处理的所述NASICON固态电解质前驱体与锂盐进行球磨混合的步骤中，球磨转速为200～600r/min，球磨时间为1～5h；

将所述NASICON固态电解质粗料进行破碎、粉碎处理至预设粒径的步骤中，经破碎、粉碎处理后的物料D50为10μm±2μm。

4.根据权利要求3所述的NASICON固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述磷盐的原料D50为9.5～10.5μm，所述含A氧化物的原料D50为450～550nm，所述含B氧化物的原料D50为0.9～1.1μm，所述锂盐的原料D50为0.9～1.1μm。

5.根据权利要求3所述NASICON固态电解质材料的制备方法，其特征在于，所述将磷盐、含A氧化物和含B氧化物原料进行球磨混合进行球磨混合的步骤中，所述磷盐中的磷元素、所述含A氧化物中的A元素和所述含B氧化物中的B元素的物质的量比为3：(0.1～0.55)：(1.15～3.6)；

所述将经破碎、粉碎处理的所述NASICON固态电解质前驱体与锂盐、进行球磨混合的步骤中，经破碎、粉碎处理的所述NASICON固态电解质前驱体中的磷元素与所述锂盐中的锂元素的物质的量比为3：(1.2～1.4)。

6.一种NASICON固态电解质材料，其特征在于，采用权利要求1～5中任一项所述的制备方法制备得到。