[发明专利]稳定化的固体石榴石电解质及其制造方法

权利要求书

1.一种固体石榴石电解质膜，其包含：

主体组合物，所述主体组合物包含锂石榴石；和

表面组合物，所述表面组合物在所述锂石榴石的外表面的至少一部分上包含质子化了的石榴石，其中，所述石榴石的表面质子化了的部分在空气中组成稳定，且对二氧化碳不敏感，其中，

所述锂石榴石为Li₇La₃Zr₂O₁₂，且

所述质子化了的石榴石为Li_(7-x)H_xLa₃Zr₂O₁₂，其中，x为0.1-7。

2.如权利要求1所述的电解质膜，其特征在于，所述锂石榴石的外表面的至少一部分上的所述质子化了的石榴石占据所述锂石榴石的整个外表面。

3.如权利要求1所述的电解质膜，其特征在于，所述锂石榴石的外表面的至少一部分上的所述质子化了的石榴石包含厚度为0.1-100nm的层。

4.如权利要求1所述的电解质膜，其特征在于，所述表面组合物具有0.1-46摩尔％的锂浓度。

5.如权利要求1所述的电解质膜，其特征在于，所述表面组合物基本上不含电绝缘的Li表面物质。

6.如权利要求1所述的电解质膜，其特征在于，所述表面组合物包含不含LiOH、Li₂CO₃或它们的组合中的至少一种的表面。

7.一种复合电解质结构，其包含：

受保护的阳极结构，其包含：

包含陶瓷电解质的第一层，所述陶瓷电解质包含权利要求1所述的固体石榴石电解质膜；

包含锂金属源的第二层，其中，所述第一层和所述第二层物理接触；和

阴极。

8.如权利要求7所述的复合电解质结构，其特征在于，所述复合电解质结构还包含位于所述受保护的阳极结构与所述阴极之间且与所述受保护的阳极结构和所述阴极接触的水性阴极电解质。

9.如权利要求7所述的复合电解质结构，其特征在于，所述阴极为锂钴氧化合物。

10.一种用于制造权利要求1所述的固体石榴石电解质膜的方法，所述方法包括：

使对空气敏感的含有锂的石榴石与质子酸接触，以形成具有质子化了的石榴石表面组合物的固体石榴石组合物。

11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述质子酸选自以下中的至少一种：无机酸、有机酸或它们的组合。

12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括使具有质子化了的石榴石表面且对空气稳定、对二氧化碳不敏感的固体石榴石组合物与锂离子源接触，以使对空气敏感的含有锂的固体石榴石再生。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，与锂离子源的接触在密封电池结构中完成。

14.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述锂离子源为锂金属。

15.一种钝化方法，所述方法包括：

对空气敏感的含有锂的固体石榴石膜表面上的锂离子与质子进行离子交换，以形成具有贫锂的质子化了的表面且对空气稳定、对二氧化碳不敏感的固体石榴石电解质，其中，

含有锂的固体石榴石为Li₇La₃Zr₂O₁₂，且

固体石榴石电解质为Li_(7-x)H_xLa₃Zr₂O₁₂，其中，x为0.1-7。