(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111566510.1 (22)申请日 2021.12.20 (71)申请人 上海空间电源研究所 地址 200245 上海市闵行区东川路2 965号 (72)发明人 赵玉辉　郭俊　丁赵波　江小标　 朱蕾　吴勇民　汤卫平　 (74)专利代理 机构 中国航天科技专利中心 11009 专利代理师 孙建玲 (51)Int.Cl. H01M 10/0562(2010.01) H01M 10/0525(2010.01) (54)发明名称 一种通过界面层传输离子的固态电解质及 制备方法 (57)摘要 本申请涉及固态电解质材料的技术领域， 公 开了一种通过界面层传输离子的固态电解质及 制备方法。 制备方法包括： 原材料溶解得到前体 溶液， 原材料包括Li、 A、 B中至少两元素的氧化 物、 氢氧化物、 硅酸盐、 磷酸盐、 铵盐、 硝酸盐或包 含这几种或者其中一种元素的有机络合物； 前体 溶液在60℃条件下混合到一起， 然后调PH值为1 ‑ 1.5， 温度升高至80℃， 搅拌直到溶液呈粘稠状， 烘干， 球磨； 将步骤S2球磨得到的材料， 进行预 烧， 然后冷却研磨， 高温烧成。 既获得的固态电解 质材料。 达到了制备方法简单易行、 所制备产物 的均匀性 好、 纯度高、 导电率高的效果。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114447421 A 2022.05.06 CN 114447421 A 1.一种通过界面层 传输离子的固态电解质的制备 方法， 其特 征在于： 包括以下步骤： S1： 将原材 料溶解在溶剂中， 得到前体溶 液； 原材料包括Li、 A、 B中至少两元素的氧化物、 氢氧化物、 硅酸盐、 磷酸盐、 铵盐、 硝酸盐或 包含这几种或者其中一种元素的有机络合物， A为La、 Ba、 Ca、 Zr、 Cr、 Sc、 Nb、 Y、 In、 Sr、 Yb、 Ge、 Ce、 Ni、 Al、 Mg、 Zn、 F e、 Y、 La、 Ti、 Ta、 Hf、 Pr其中的一种或多种； B为P、 Si、 S中的一种或多种； S2： 前体溶液在40℃～60℃条件下混合到一起， 然后调PH值为1 ‑1.5， 温度升高至70℃ ～80℃， 搅拌直到溶 液呈粘稠状， 烘干， 球磨； S3： 将步骤S2球磨得到的材 料， 进行预烧， 然后冷却研磨， 高温烧成。 2.根据权利要求1所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述预烧阶段， 升温速 率为3℃/mi n～5℃/mi n， 直到温度至40 0℃～500℃， 保温3 h～10h。 3.根据权利要求2所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述高温烧成阶段， 室 温～预烧温度设置升温速率为3℃/ min～5℃/ min， 在预烧温度到高温烧成阶段设置升温速 率为2℃/mi n～3℃/mi n， 并在70 0℃～750℃下保温10 h～12h。 4.根据权利要求1所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述球磨和研磨得到的 材料的粒度小于 500nm。 5.根据权利要求1所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述PH值调节过程中， 加入硝酸。 6.根据权利要求1所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述步骤S2中添加 0.8ml～1ml乙酰丙酸甲酯。 7.根据权利要求1 ‑6任一所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述原材料中元 素选择和比例使固态电解质能够形成稳定骨架。 8.根据权利要求7所述的固态电解质的制备方法， 其特征在于： 所述原材料中元素选择 和比例为： Li7(A1)3(A2)2， A1为La、 Ba、 Ca 中的一种或多种， A 2为Zr、 Ta 中的一种或多种； 或Li14AB4， A为Zr、 Cr、 Sc中的一种或多种， B为Si、 S、 P中的一种或多种； 或Li1+x(A1)x(A2)2+xP3， x在0.01 ‑2之间， A1为Al、 Y、 Cr、 In、 Fe、 La中的一种或多种， A2为 Ti、 Ge、 Ta、 Zr、 F e、 Hf中的一种或多种； 或Li3x(A1)2/3‑x(A2)， x在0.01 ‑0.5之间， A为La、 Al、 Mg、 Fe、 Ta中的一种或多种， A2为Ti、 Nb、 Sr、 Pr中的一种或多种。 9.一种通过界面层传输离子的固态电解质， 根据权利要求1 ‑8任一所述的制备方法制 得。 10.根据权利要求9所述的固态电解质， 所述固态电解质为： Li7(A)3(A2)2O12、 Li14A(BO4)4、 Li1+xAxB2+x(PO4)3、 或Li3xA2/3‑x(A2)O3及其衍生材料中的一 种或多种； Li7(A)3(A2)2O12,其中A为 La、 Ba、 Ca 中的一种或多种， A 2为Zr、 Ta 中的一种或多种； 或Li14A(BO4)4， 其中A为Zr、 Cr、 Sc中的一种或多种， B为Si、 S、 P中的一种或多种； 或Li1+xAxB2+x(PO4)3， 其中x在0.01 ‑2之间， A为Al、 Y、 Cr、 In、 Fe、 La中的一种或多种， B为 Ti、 Ge、 Ta、 Zr、 F e、 Hf中的一种或多种； 或Li3xA2/3‑x(A2)O3， 其中0.01 ‑0.5之间， A为La、 Al、 Mg、 Fe、 Ta中的一种或多种， B为Ti、权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114447421 A 2Nb、 Sr、 Pr中的一种或多种； 衍生材料包括Li7(A)3(A2)2O12、 Li14A(BO4)4、 Li1+xAxB2+x(PO4)3、 或Li3xA2/3‑x(A2)O3通过改 性得到的材 料中的一种或者几种的混合。 11.根据权利要求10所述的固态电解质， 其特征在于： 所述改性的方法包括掺杂和包 覆。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114447421 A 3