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            高熵金屬硫磷化物電解質材料及其制備方法

            1000   編輯:中冶有色網   來源:北京航空航天大學  
            2023-09-13 14:35:20
            1.本發明是涉及新材料領域,特別是關于一種高熵金屬硫磷化物電解質材料及其制備方法。 背景技術: 2.固體電解質作為全固態電池中的一部分,它主要起到傳導離子和充當隔膜的角色。固態電解質材料主要是指具有較高離子電導率且不具有電子電導率的一類材料,由于其簡化了電池的電解液、電解質鹽、隔膜和粘結劑的使用以及具有能量密度和額定功率高等特點,近年來已經成為電池能源領域研究的熱點之一。目前已有大量的快離子導體應用于固態電池中,比如:有機高分子材料、有機-無機復合固體電解質、無機固體電解質。雖然有機高分子聚合材料(聚氧乙烯及其衍生物體系等)具有制備簡單、安全性能高等優點。但是其離子電導率普遍較低、熱穩定性差,影響了其在固體電解質中的應用。無機固體電解質主要分為以下幾類:氧化物晶體固體電解質、硫化物固體電解質、硫化物玻璃及玻璃陶瓷固體電解質等。氧化物固體電解質有nasicon結構的latp和石榴石型結構的llzo固體電解質,室溫下,其離子電導率都很高,可達到3 × 10-4 s/cm,通過適量的摻雜均能提高這幾種氧化物電解質的電導率,但是氧化物電解質通常具有較高的晶界電阻,機械強度差,密度高阻礙了其在固態電解質上的應用。2004年,avila、ruiz和barahona等合成摻入li的nips3材料,然后將其與peo復合,研究該材料的離子電導率,研究發現,摻入li和peo復合后,離子電導率為0.13us/cm比原始nips3高了2倍。低離子電導率和高晶界電阻限制了目前許多固態電解質在固態電池上的應用。 技術實現要素: 3.本發明一方面提供一種高熵金屬硫磷化物電解質材料,由含有a、b、p和x元素的原料,通過燒結得到,其中,a選自ia和/或iia中的至少一種金屬元素,b選自至少四種過渡金屬元素,或者,b選自至少三種過渡金屬元素與至少一種主族金屬元素或類金屬元素,p為磷元素,x元素選自via中的至少一種非金屬元素,a與b的摩爾比為(1~4):(4~1)之間。 4.在一些實施方式中,a選自li、na、k、mg或ca元素中的至少一種金屬元素;和/或,過渡金屬元素選自ag、au、co、cr、cu、fe、hf、mn、mo、nb、ni、pd、rh、ru、sc、ta、ti、v、w、y、zn或zr元素;主族金屬元素選自al、sn、in或bi元素;類金屬元素選自b、ge或si;和/或,x為
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