[发明专利]一种强韧性氧化物固体电解质及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种强韧性氧化物固体电解质，其特征在于，所述氧化物固体电解质包括氧化物固体电解质和无机非金属材料。

优选地，所述无机非金属材料占氧化物固体电解质与无机非金属材料总质量的0.5～15％，优选为1～12％。

2.如权利要求1所述的强韧性氧化物固体电解质，其特征在于，所述氧化物固体电解质为石榴石型固体电解质Li₇La₃Zr₂O₁₂或Li₇La₃Ti₂O₁₂、NASICON结构电解质Li_1+xM_x(Ti/Ge)_2-x(PO₄)₃，Na₃Zr₂Si₂PO₁₂和钙钛矿结构固体电解质Li_3yLa_2/3–yTiO₃中的一种、两种或更多种；

其中，M选自Al、Cr、Ca中的一种、两种或更多种；0≤x≤0.5；0.04y≤0.16。

3.如权利要求1或2所述的强韧性氧化物固体电解质，其特征在于，所述氧化物固体电解质为粉末，例如其粒径为0.1～0.5μm。

优选地，所述无机非金属材料为玻璃纤维及其衍生物、SiO₂气凝胶和纳米玻璃中的一种、两种或更多种。

优选地，所述玻璃纤维及其衍生物为玻璃棉、玻璃丝和玻璃纤维布等中的一种、两种或更多种，例如为硼硅酸玻璃纤维(GF)。

4.权利要求1-3任一项所述强韧性氧化物固体电解质的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括将氧化物固体电解质与无机非金属材料混合、干燥、压片、烧结以制得所述强韧性氧化物固体电解质。

优选地，所述氧化物固体电解质和无机非金属材料具有如权利要求1-3任一项所述的含义。

优选地，所述干燥在鼓风干燥箱中进行。例如，干燥温度为50～90℃，优选为60～80℃。进一步的，所述干燥时间为6～48h，优选24h。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，通过冷压的方式进行压片。例如，冷压模具的直径为10～16mm。

优选地，所述压片的压力为5～50MPa。

6.如权利要求4或5所述的制备方法，其特征在于，所述烧结分两步，第一步烧结温度为300～600℃；保温时间0.5～4h；升温速率0.5～3℃/min。

第二步烧结温度为800～1200℃；保温时间1～12h；升温速率1～7℃/min。

7.如权利要求4-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

(1)按上述质量比将所述固体电解质粉末与无机非金属材料混合后研磨，然后放入鼓风干燥箱干燥，得到混合粉末；

(2)将所述混合粉末放入冷压模具中，通过冷压的方式进行压片，得到片状材料；

(3)将所述片状材料放入马弗炉中进行烧结，即得到改性的氧化物固体电解质片。

8.权利要求1-3任一项所述强韧性氧化物固体电解质和/或权利要求4-7任一项所述的制备方法制得的氧化物固体电解质在二次电池中的的应用。

优选地，所述二次电池包括固态、固液混合态的锂离子及钠离子电池体系。