[发明专利]用于固态电池的离子与电子混合导体

权利要求书

1.一种用于电化学设备的固态电解质，所述固态电解质包括：

导电材料，包括具有晶体结构的陶瓷材料和所述晶体结构中的掺杂剂，所述导电材料具有锂离子导电率和导电材料电子导电率，其中所述导电材料电子导电率大于参考材料的参考电子导电率，所述参考材料包括具有所述晶体结构的所述陶瓷材料而在所述晶体结构中没有所述掺杂剂，

其中所述陶瓷材料包括包含锂、镧和锆的氧化物，

其中所述晶体结构为石榴石型或石榴石状晶体结构，并且

其中所述掺杂剂选自由过渡金属离子及其混合物组成的群组。

2.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述锂离子导电率大于10^-5S/cm。

3.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述锂离子导电率大于10^-4S/cm。

4.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

基于所述晶体结构中化学元素的总重量，所述掺杂剂以0.05到3的重量百分比存在于所述晶体结构中。

5.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述导电材料电子导电率大于10^-6S/cm。

6.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述导电材料电子导电率大于10^-5S/cm。

7.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述导电材料电子导电率大于10^-4S/cm。

8.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述陶瓷材料具有Li_wA_xM₂Re_3-yO_z的通式

其中w为5-7.5，

其中A选自B、Al、Ga、In、Zn、Cd、Y、Sc、Mg、Ca、Sr、Ba、Co、Fe及其任何组合，

其中x为0-2，

其中M选自Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Sn、Ge、Si、Sb、Se、Te及其任何组合，

其中Re选自镧系元素、锕系元素及其任何组合，

其中y为0-0.75，并且

其中z为10.875-13.125。

9.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述陶瓷材料具有Li₇La₃Zr₂O₁₂的所述通式。

10.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述陶瓷材料具有Li_6.25La_2.7Zr₂Al_0.25O_12±δ的所述通式，并且δ为0.125。

11.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述掺杂剂选自由Co、Mn、Cr、V、Ti、Mo、Ni、Cu、Zn、W、Bi、Sn、Pb、Cd、Sc、Y、Mg、Ca、Sr、Ba、Fe的离子及其混合物组成的群组。

12.如权利要求1所述的固态电解质，其特征在于：

所述掺杂剂包括钴离子。