專利名稱：鉍酸鑭鋰基固態電解質材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種固態電解質材料及制備方法，尤其是一種鉍酸鑭鋰基固態電解質 材料及其制備方法。
背景技術：
全固態鋰離子電池是近期發展起來的新一代鋰離子電池，與目前商業化的鋰電池 相比，具有易微型化、安全性能好、便于加工、無電池內壓等優點，能有效地消除傳統液體電 解質鋰離子電池易燃、易揮發、電解質易泄露、耐熱性能差等安全性問題，并有望采用金屬 鋰作為負極，大大地提高電池的比容量。因此，全固態鋰離子電池可望在微電子器件、微傳 感器等要求高安全性的領域具有廣泛的應用前景。目前，人們為了獲取全固態鋰離子電 池，作了一些嘗試和努力，如在2003年3月出版的《化學進展》第15卷第2期雜志中“鋰 無機固體電解質” 一文曾公開了一種鈦酸鑭鋰及其類似物。這種具有鈣鈦礦結構的鈦酸鑭 鋰及類似結構的鋰無機固體電解質材料存在著不足之處，首先，盡管在25°C時的體電導率 達10_3S/cm，可與目前已實用化的聚合物液體電解質相比擬，但其晶界電阻卻高達體電阻的 50倍，從而導致室溫下的總電導率僅為10_5S/cm量級；其次，電化學穩定性較差，當將其與 金屬鋰直接接觸時，兩者會發生氧化還原反應，導致Ti4+還原成Ti3+，從而出現較高的電子 電導率，因此不適合作為全固態鋰離子電池中的電解質；再次，制備其的合成溫度過高，達 1300°C，這樣高的制備合成溫度造成了氧化鋰的大量流失，并使得鈦、鑭和鋰的組分不易掌 控。
發明內容
本發明要解決的技術問題為克服現有技術中的不足之處，提供一種電化學穩定性 好的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。本發明要解決的另一個技術問題為提供一種制備時合成溫度低的鉍酸鑭鋰基固 態電解質材料的制備方法。為解決本發明的技術問題，所采用的技術方案為鉍酸鑭鋰基固態電解質材料包 括具有La3Li5Bi2O12化學式組成的鉍酸鑭鋰基，特別是，所述鉍酸鑭鋰基的鑭位和鉍位摻雜后的化學式組成為La3_xAxLi5+sBi2_YBY012，化學 式中的A為鑭位摻雜物，其為鋇(Ba)或鈣(Ca)或鉀(K)或稀土元素，χ為0 1. 25，B為 鉍位摻雜物，其為銦(In)或釩(V)或鉭(Ta)或鈮(Nb)或銻(Sb)，y為0 1. 25。作為鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的進一步改進，所述的La3_xAxLi5+sBi2_YBY012的晶 粒直徑為2 10 μ m ；所述的稀土元素為鐠(Pr)或釹(Nd)或釔(Y)或鈰(Ce)或釤(Sm)或 釓(Gd)。為解決本發明的另一個技術問題，所采用的另一個技術方案為鉍酸鑭鋰基固態 電解質材料的制備方法包括溶膠-凝膠法，特別是完成步驟如下，步驟1，按照L￡i3_xAxLi5+sBi2_YBY012的成分比，稱取相應量的鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和/或鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在酸中可溶的氧化物，并 將其分別加入溶劑中配制成相應的溶液后，先向置于30 100°C、攪拌下的鋰鹽溶液中滴 加鑭鹽溶液、鉍鹽溶液、鑭位摻雜物溶液和/或鉍位摻雜物溶液，得到金屬離子總濃度為 0. 1 lOmol/L的混合溶液，再向混合溶液中添加檸檬酸后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液 中的總金屬離子的摩爾比為0.5 2 1，接著，向其中加入硝酸調節pH值為0.5 5后， 將其置于30 100°C下攪拌1 池，得到透明清亮的溶膠；步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于30 100°C下攪拌至形成 凝膠，其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為1 2 1 40 ；步驟3，先將凝膠置于80 100°C下干燥22 ^h，得到蓬松的干凝膠，再將干凝 膠置于600 800°C下熱處理2 10h，得到納米晶粉體，接著，先將納米晶粉體模壓成坯 體，再將其置于730 800°C下煅燒5 10h，制得鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。作為鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法的進一步改進，所述的溶劑為水或乙 醇或乙二醇或前述兩種以上的混合液；所述的相應的溶液為相應的澄清溶液；所述的水溶 性高分子聚合物為聚乙二醇或聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；所述的模壓為單軸壓，其成形 的壓力為150 600MPa ；所述的升溫至600 800°C熱處理時的升溫速率為0. 5 4°C / min ；所述的納米晶粉體的晶粒直徑為50 200nm。相對于現有技術的有益效果是，其一，對制得的產物分別使用場發射掃描電子顯 微鏡和X-射線衍射儀進行表征，由其結果可知，產物的晶粒直徑為2 10 μ m，產物由鑭位 和/或鉍位摻雜的鉍酸鑭鋰基構成，摻雜后的化學式組成為La3_xAxLi5+sBi2_YBY012，化學式中 的A為鑭位摻雜物，其為鋇或鈣或鉀或稀土元素，χ為0 1. 25，B為鉍位摻雜物，其為銦或 釩或鉭或鈮或銻，y為0 1. 25，稀土元素為鐠或釹或釔或鈰或釤或釓。鉍酸鑭鋰為典型 的石榴石結構；其二，經測試，產物在室溫下的總電導率為10_5 10_4S/cm，相對于現有的鈦 酸鑭鋰及類似結構的鋰無機固體電解質材料的室溫總電導率有一定的提高，同時也未發現 其存在類似于鈦酸鑭鋰中的與金屬鋰反應導致Ti4+還原成Ti3+而產生電子電導的現象；其 三，制備產物時的熱處理和煅燒的溫度低，最高僅為800°C，這遠低于1300°C，不會造成氧 化鋰的大量流失，從而使得鈦、鑭和鋰的組分極易掌控；其四，摻雜工藝易于方便準確地控 制產物的化學成分，方便地實現各種成分及含量的摻雜，熱處理和煅燒的時間短，操作過程 方便，適于大規模的工業化生產。作為有益效果的進一步體現，一是La3_xAxLi5+sBi2_YBY012的晶粒直徑優選為2 10 μ m，利于其作為固態電解質材料用于全固態鋰離子電池；二是摻雜稀土元素優選為鐠或 釹或釔或鈰或釤或釓，既使得原料的來源較為豐富，又使制備工藝更易實施且靈活；三是溶 劑優選為水或乙醇或乙二醇或前述兩種以上的混合液，水溶性高分子聚合物優選為聚乙二 醇或聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，不僅使溶劑和水溶性高分子聚合物的選擇有了較大的回 旋余地，還利于產物的制備；四是單軸模壓成形的壓力優選為150 600MPa，均易于產物的 形成。
下面結合附圖對本發明的優選方式作進一步詳細的描述。圖1是對制得的眾多中間體-納米晶粉體和產物使用場發射掃描電子顯微鏡(SEM)觀察形貌后拍攝的SEM照片之一。其中，圖Ia和圖Ib為納米晶粉體的SEM照片，由 其可看出，納米晶粉體的粒徑較均勻，其晶粒直徑為50 200nm。圖Ic和圖Id為產物的 SEM照片，由其可看出，產物的晶粒直徑為2 10 μ m。圖2是對制得的眾多產物使用X-射線衍射(XRD)儀測試后得到的XRD譜圖之一。 從該XRD譜圖可知，產物為在鑭位摻雜有鈣的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。圖3是對制得的眾多產物使用交流阻抗儀測試后得到的交流阻抗譜圖之一。由該 交流阻抗譜圖通過擬合可得到產物在測試溫度下的晶粒電阻與晶界電阻，然后通過下式可轉化得到產物的電導率值σ =式中的1為產物厚度，S為產物表面的電極面積，Rgi為晶粒電阻，Rgb為晶界電阻。
具體實施例方式首先用常規方法制得或從市場購得鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和鉍位摻雜物的硝酸 鹽、碳酸鹽、氯化物、醋酸鹽、醇鹽和在酸中可溶的氧化物，其中的鑭位摻雜物為鋇、鈣、鉀和 稀土元素，鉍位摻雜物為銦、釩、鉭、鈮和銻，稀土元素為鐠、釹、釔、鈰、釤和釓，作為溶劑的 水、乙醇、乙二醇和前述兩種以上的混合液，作為水溶性高分子聚合物的聚乙二醇、聚乙烯 醇和聚乙烯吡咯烷酮。接著，實施例1制備的具體步驟為步驟1，按照L￡i3_xAxLi5+sBi2-AO12的成分比，其中的χ為0，y為1. 25，稱取相應量 的鋰、鑭、鉍和鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在酸中可溶的氧 化物，并將其分別加入溶劑中配制成相應的溶液后；其中，鋰、鑭、鉍和鉍位摻雜物均為其硝 酸鹽，具體為硝酸鋰、硝酸鑭、硝酸鉍和硝酸銦，溶劑為水，相應的溶液為相應的澄清溶液。 先向置于30°C、攪拌下的鋰鹽溶液中滴加鑭鹽溶液、鉍鹽溶液和鉍位摻雜物溶液，其中，鋰 鹽溶液為硝酸鋰溶液、鑭鹽溶液為硝酸鑭溶液、鉍鹽溶液為硝酸鉍溶液、鉍位摻雜物溶液為 硝酸銦溶液，得到金屬離子總濃度為0. lmol/L的混合溶液。再向混合溶液中添加檸檬酸后 攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為0.5 1。接著，向其中加入硝酸 調節PH值為0. 5后，將其置于30°C下攪拌池，得到透明清亮的溶膠。步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于30°C下攪拌至形成凝膠； 其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為1 40，水溶性高分子聚合物為聚乙二醇。步驟3，先將凝膠置于80°C下干燥^h，得到蓬松的干凝膠，再將干凝膠置于600°C 下熱處理IOh ；其中，升溫至600°C熱處理時的升溫速率為0. 5°C /min，得到近似于圖Ia和 圖Ib所示的納米晶粉體。接著，先將納米晶粉體模壓成坯體；其中，模壓為單軸壓，其成形 的壓力為150MPa。再將其置于730°C下煅燒10h，制得近似于圖Ic和圖Id所示，以及近似 于圖2和圖3中的曲線所示的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。實施例2制備的具體步驟為步驟1，按照La3_xAxLi5+sBi2_YBY012的成分比，其中的χ為0. 1，y為0. 8，稱取相應量的鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在 酸中可溶的氧化物，并將其分別加入溶劑中配制成相應的溶液后；其中，鋰、鑭、鉍、鑭位摻 雜物和鉍位摻雜物均為其硝酸鹽，具體為硝酸鋰、硝酸鑭、硝酸鉍、硝酸鈣和硝酸銦，溶劑為 水，相應的溶液為相應的澄清溶液。先向置于50°C、攪拌下的鋰鹽溶液中滴加鑭鹽溶液、鉍 鹽溶液、鑭位摻雜物溶液和鉍位摻雜物溶液，其中，鋰鹽溶液為硝酸鋰溶液、鑭鹽溶液為硝 酸鑭溶液、鉍鹽溶液為硝酸鉍溶液、鑭位摻雜物溶液為硝酸鈣溶液、鉍位摻雜物溶液為硝酸 銦溶液，得到金屬離子總濃度為0. 8mol/L的混合溶液。再向混合溶液中添加檸檬酸后攪 拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為0.8 1。接著，向其中加入硝酸調 節PH值為1后，將其置于50°C下攪拌1.他，得到透明清亮的溶膠。
步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于50°C下攪拌至形成凝膠； 其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為1.2 30，水溶性高分子聚合物為聚乙二步驟3，先將凝膠置于85°C下干燥25h，得到蓬松的干凝膠，再將干凝膠置于650°C 下熱處理他；其中，升溫至650°C熱處理時的升溫速率為l°C/min，得到近似于圖Ia和圖Ib 所示的納米晶粉體。接著，先將納米晶粉體模壓成坯體；其中，模壓為單軸壓，其成形的壓力 為250MPa。再將其置于750°C下煅燒9h，制得近似于圖Ic和圖Id所示，以及近似于圖2和 圖3中的曲線所示的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。實施例3制備的具體步驟為步驟1，按照La3_xAxLi5+sBi2_YBY012的成分比，其中的χ為0. 5，y為0，稱取相應量的 鋰、鑭、鉍和鑭位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在酸中可溶的氧化 物，并將其分別加入溶劑中配制成相應的溶液后；其中，鋰、鑭、鉍和鑭位摻雜物均為其硝酸 鹽，具體為硝酸鋰、硝酸鑭、硝酸鉍和硝酸鈣，溶劑為水，相應的溶液為相應的澄清溶液。先 向置于65°C、攪拌下的鋰鹽溶液中滴加鑭鹽溶液、鉍鹽溶液和鑭位摻雜物溶液，其中，鋰鹽 溶液為硝酸鋰溶液、鑭鹽溶液為硝酸鑭溶液、鉍鹽溶液為硝酸鉍溶液、鑭位摻雜物溶液為硝 酸鈣溶液，得到金屬離子總濃度為3mol/L的混合溶液。再向混合溶液中添加檸檬酸后攪 拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1.2 1。接著，向其中加入硝酸調 節PH值為3后，將其置于65°C下攪拌1.5h，得到透明清亮的溶膠。步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于65°C下攪拌至形成凝膠； 其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為1.5 20，水溶性高分子聚合物為聚乙二步驟3，先將凝膠置于90°C下干燥Mh，得到蓬松的干凝膠，再將干凝膠置于700°C 下熱處理6h;其中，升溫至700°C熱處理時的升溫速率為2V /min，得到如圖Ia和圖Ib所 示的納米晶粉體。接著，先將納米晶粉體模壓成坯體；其中，模壓為單軸壓，其成形的壓力為 350MPa。再將其置于765°C下煅燒8h，制得如圖Ic和圖Id所示，以及如圖2和圖3中的曲 線所示的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。實施例4制備的具體步驟為步驟1，按照La3-ALi5+sBi2_YBY012的成分比，其中的χ為0. 8，y為0. 4，稱取相應量的鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在 酸中可溶的氧化物，并將其分別加入溶劑中配制成相應的溶液后；其中，鋰、鑭、鉍、鑭位摻 雜物和鉍位摻雜物均為其硝酸鹽，具體為硝酸鋰、硝酸鑭、硝酸鉍、硝酸鈣和硝酸銦，溶劑為 水，相應的溶液為相應的澄清溶液。先向置于80°C、攪拌下的鋰鹽溶液中滴加鑭鹽溶液、鉍 鹽溶液、鑭位摻雜物溶液和鉍位摻雜物溶液，其中，鋰鹽溶液為硝酸鋰溶液、鑭鹽溶液為硝 酸鑭溶液、鉍鹽溶液為硝酸鉍溶液、鑭位摻雜物溶液為硝酸鈣溶液、鉍位摻雜物溶液為硝酸 銦溶液，得到金屬離子總濃度為7mol/L的混合溶液。再向混合溶液中添加檸檬酸后攪拌， 其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為1.6 1。接著，向其中加入硝酸調節 PH值為4. 5后，將其置于80°C下攪拌1.池，得到透明清亮的溶膠。 步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于80°C下攪拌至形成凝膠； 其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為1.8 10，水溶性高分子聚合物為聚乙二步驟3，先將凝膠置于95°C下干燥23h，得到蓬松的干凝膠，再將干凝膠置于750°C 下熱處理4h ；其中，升溫至750°C熱處理時的升溫速率為3°C/min，得到近似于圖Ia和圖Ib 所示的納米晶粉體。接著，先將納米晶粉體模壓成坯體；其中，模壓為單軸壓，其成形的壓力 為500MPa。再將其置于780°C下煅燒他，制得近似于圖Ic和圖Id所示，以及近似于圖2和 圖3中的曲線所示的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。實施例5制備的具體步驟為步驟1，按照L￡i3_xAxLi5+sBi2-AO12的成分比，其中的χ為1. 25，y為0. 1，稱取相應 量的鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在 酸中可溶的氧化物，并將其分別加入溶劑中配制成相應的溶液后；其中，鋰、鑭、鉍、鑭位摻 雜物和鉍位摻雜物均為其硝酸鹽，具體為硝酸鋰、硝酸鑭、硝酸鉍、硝酸鈣和硝酸銦，溶劑為 水，相應的溶液為相應的澄清溶液。先向置于100°c、攪拌下的鋰鹽溶液中滴加鑭鹽溶液、鉍 鹽溶液、鑭位摻雜物溶液和鉍位摻雜物溶液，其中，鋰鹽溶液為硝酸鋰溶液、鑭鹽溶液為硝 酸鑭溶液、鉍鹽溶液為硝酸鉍溶液、鑭位摻雜物溶液為硝酸鈣溶液、鉍位摻雜物溶液為硝酸 銦溶液，得到金屬離子總濃度為lOmol/L的混合溶液。再向混合溶液中添加檸檬酸后攪拌， 其中，檸檬酸與混合溶液中的總金屬離子的摩爾比為2 1。接著，向其中加入硝酸調節pH 值為5后，將其置于100°C下攪拌lh，得到透明清亮的溶膠。步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于100°C下攪拌至形成凝 膠；其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為2 1，水溶性高分子聚合物為聚乙二步驟3，先將凝膠置于100°C下干燥22h，得到蓬松的干凝膠，再將干凝膠置于 800°C下熱處理2h ；其中，升溫至800°C熱處理時的升溫速率為4°C /min，得到近似于圖Ia 和圖Ib所示的納米晶粉體。接著，先將納米晶粉體模壓成坯體；其中，模壓為單軸壓，其成 形的壓力為600MPa。再將其置于800°C下煅燒證，制得近似于圖Ic和圖Id所示，以及近似 于圖2和圖3中的曲線所示的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。再分別選用鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋 酸鹽或醇鹽或在酸中可溶的氧化物，其中的鑭位摻雜物為鋇或鈣或鉀或稀土元素，鉍位摻雜物為銦或釩或鉭或鈮或銻，稀土元素為鐠或釹或釔或鈰或釤或釓，來進行鑭位摻雜或鉍 位摻雜或雙位摻雜，作為溶劑的水或乙醇或乙二醇或前述兩種以上的混合液，作為水溶性 高分子聚合物的聚乙二醇或聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮，重復上述實施例1 5，同樣制得 如或近似于圖1所示，以及如或近似于圖2和圖3中的曲線所示的鉍酸鑭鋰基固態電解質 材料。 顯然，本領域的技術人員可以對本發明的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料及其制備方 法進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若對本發明的這些修改和 變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型 在內。
權利要求
1.一種鉍酸鑭鋰基固態電解質材料，包括具有La3Li5Bi2O12化學式組成的鉍酸鑭鋰基， 其特征在于所述鉍酸鑭鋰基的鑭位和鉍位摻雜后的化學式組成為La3_xAxLi5+sBi2_YBY012，化學式中 的A為鑭位摻雜物，其為鋇或鈣或鉀或稀土元素，χ為0 1. 25，B為鉍位摻雜物，其為銦或 釩或鉭或鈮或銻，y為0 1. 25。
2.根據權利要求1所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料，其特征是La3_xAxLi5+sBi2_YBY012 的晶粒直徑為2 10 μ m。
3.根據權利要求1所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料，其特征是稀土元素為鐠，或釹， 或 乙，或鋪，或衫，或軋ο
4.一種權利要求1所述鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，包括溶膠-凝膠法，其 特征在于完成步驟如下步驟1，按照La3_xAxLi5+sBi2_YBY012的成分比，稱取相應量的鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和/ 或鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在酸中可溶的氧化物，并將其 分別加入溶劑中配制成相應的溶液后，先向置于30 100°C、攪拌下的鋰鹽溶液中滴加鑭 鹽溶液、鉍鹽溶液、鑭位摻雜物溶液和/或鉍位摻雜物溶液，得到金屬離子總濃度為0. 1 lOmol/L的混合溶液，再向混合溶液中添加檸檬酸后攪拌，其中，檸檬酸與混合溶液中的總 金屬離子的摩爾比為0.5 2 1，接著，向其中加入硝酸調節pH值為0.5 5后，將其置 于30 100°C下攪拌1 濁，得到透明清亮的溶膠；步驟2，向溶膠中加入水溶性高分子聚合物后，將其置于30 100°C下攪拌至形成凝 膠，其中，水溶性高分子聚合物與檸檬酸的質量比為1 2 1 40;步驟3，先將凝膠置于80 100°C下干燥22 得到蓬松的干凝膠，再將干凝膠置 于600 800°C下熱處理2 10h，得到納米晶粉體，接著，先將納米晶粉體模壓成坯體，再 將其置于730 800°C下煅燒5 10h，制得鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。
5.根據權利要求4所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，其特征是溶劑為 水，或乙醇，或乙二醇，或前述兩種以上的混合液。
6.根據權利要求4或5所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，其特征是相應 的溶液為相應的澄清溶液。
7.根據權利要求4所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，其特征是水溶性高 分子聚合物為聚乙二醇，或聚乙烯醇，或聚乙烯吡咯烷酮。
8.根據權利要求4所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，其特征是模壓為單 軸壓，其成形的壓力為150 600MPa。
9.根據權利要求4所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，其特征是升溫至 600 800°C熱處理時的升溫速率為0. 5 4°C /min。
10.根據權利要求4所述的鉍酸鑭鋰基固態電解質材料的制備方法，其特征是納米晶 粉體的晶粒直徑為50 200nm。
全文摘要
本發明公開了一種鉍酸鑭鋰基固態電解質材料及其制備方法。材料為鉍酸鑭鋰基的鑭位和鉍位摻雜后的化學式為La3-XAXLi5+δBi2-YBYO12，化學式中的A為鑭位摻雜物，x為0～1.25，B為鉍位摻雜物，y為0～1.25；方法為按照La3-XAXLi5+δBi2-YBYO12的成分比，稱取鋰、鑭、鉍、鑭位摻雜物和/或鉍位摻雜物的硝酸鹽或碳酸鹽或氯化物或醋酸鹽或醇鹽或在酸中可溶的氧化物配制成溶液后，先向鋰鹽溶液中滴加鑭鹽溶液、鉍鹽溶液、鑭位摻雜物溶液和/或鉍位摻雜物溶液，再向其中依次添加檸檬酸和硝酸得到溶膠，接著，先向溶膠中加入水溶性高分子聚合物形成凝膠，再將凝膠干燥后熱處理得到納米晶粉體，然后將其模壓成坯體后煅燒，制得鉍酸鑭鋰基固態電解質材料。它可作為固態電解質材料用于全固態鋰離子電池。
文檔編號H01M10/058GK102044700SQ20091018491
公開日2011年5月4日 申請日期2009年10月19日 優先權日2009年10月19日
發明者莊重, 方前鋒, 王偉國, 王先平, 程幟軍, 闞志鵬, 高云霞 申請人:中國科學院合肥物質科學研究院