[发明专利]一种固态电解质材料、氟离子电池及其制备方法

权利要求书

1.一种固态电解质材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将去离子水与有机溶剂按比例混合，制成混合溶剂；

2)将步骤1)制备的混合溶剂分别与La³⁺离子的可溶盐类、Ca²⁺离子的可溶盐类、氟化铵混合形成三种溶液，将此三种溶液在超声波辅助下混合制备得到La_xCa_1-xF_2+x(0.3≤x≤0.8)释出物，并经后处理得到La_xCa_1-xF_2+x(0.3≤x≤0.8)固态电解质材料粉体。

2.根据权利要求1所述的固态电解质材料的制备方法，其特征在于：所述x为0.8。

3.一种固态电解质材料，由权利要求1～2制备得到。

4.一种氟离子电池，其特征在于：包括正极层、负极层以及形成于两者之间的固态电解质层，所述固态电解质层由权利要求3所述的固态电解质材料制成。

5.根据权利要求4所述的氟离子电池，其特征在于：所述氟离子电池的制备包括如下步骤：

1)按照配比称取固态电解质材料，将固态电解质材料冷压成坯体；

2)将坯体于保护气氛下600℃～800℃烧结2h，制备固态电解质层；

3)负极原料粉体采用CuF₂、碳纳米管、固态电解质材料粉体，按照配比称取负极原料粉体，将负极原料粉体与粘结剂溶液混合制浆，浆液通过旋涂于所述固态电解层的一表面后加热干燥，制备得到负极层；

4)按照配比称取固态电解质粉体，将固态电解质材料粉体与粘结剂溶液混合制浆，浆液通过旋涂于所述固态电解层的另一表面，将铈箔覆盖至混合浆料上，并按压使紧密贴合后加热干燥，制备得到正极。

6.根据权利要求5所述的氟离子电池，其特征在于：负极原料粉体与粘结剂溶液的质量比为1:(1～2)。

7.根据权利要求5所述的氟离子电池，其特征在于：粘结剂溶液的溶质为聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯或聚偏氟乙烯-六氟；粘结剂溶液的溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮溶液、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺。

8.一种氟离子电池的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)将CuF₂、碳纳米管、权利要求3的La_xCa_1-xF_2+x(0.3≤x≤0.8)固态电解质材料粉体按配比混合，得到负极材料，CuF₂、碳纳米管、所述La_xCa_1-xF_2+x(0.3≤x≤0.8)固态电解质材料的质量为4:1:(4～7)；

2)将负极材料、固态电解质材料依序铺设在模具底层，上覆铈箔，冷压成坯体，负极材料与固态电解质材料的质量比为1:(6～7)；

3)将坯体于保护气氛下烧结，200℃烧结2～4h，制备出氟离子电池。

9.根据权利要求8所述的氟离子电池的制备方法，其特征在于：步骤1)中，CuF₂、碳纳米管、所述La_xCa_1-xF_2+x(0.3≤x≤0.8)的质量比为4:1:6。

10.根据权利要求8所述的氟离子电池的制备方法，其特征在于：步骤2)中，负极材料、固态电解质材料的质量比为1:6。