一种NASICON型无机固态电解质材料及其制备方法和应用与流程

技术特征：
1.一种nasicon型无机固态电解质材料及其制备方法和应用，其特征在于所述固态电解质材料的结构通式为na
1 4a 2b c
‑
e f
zr2‑
a
‑
b
‑
c
‑
d
‑
e
v
a
w
bⅱx
cⅲy
dⅳz
e
ⅴ
si
f
p3‑
f
o
12
，其中所述的v为对zr位进行引入的空位；所述的wⅱ为对zr位进行掺杂取代的二价金属元素；所述的xⅲ为对zr位进行掺杂取代的三价金属元素；所述的yⅳ为对zr位进行掺杂取代的四价金属元素；所述的z
ⅴ
为对zr位进行掺杂取代的五价金属元素。2.根据权利要求1所述的一种nasicon型无机固态电解质材料，其特征在于所诉固态电解质材料na
1 4a 2b c
‑
e f
zr2‑
a
‑
b
‑
c
‑
d
‑
e
v
a
w
bⅱx
cⅲy
dⅳz
e
ⅴ
si
f
p3‑
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中，所述的a、b、c、d、e、f分别为对应元素所占的摩尔百分比，其中0<a<2，0≤b≤0.5，0≤c≤0.5，0≤d≤0.5，0≤e≤0.5，2.2<f≤3，且b、c、d、e不同时为0。3.根据权利要求1所述的一种nasicon型无机固态电解质材料，其特征在于所述的wⅱ选自zn、mg、ca、cu、mn、ni、ba、co、cd、sr和pb中的一种或几种；所述的xⅲ选自al、sc、fe、y、la、bi、in、ga、lu、mo、er、pr、dy和yb中的一种或几种；所述的yⅳ选自ti、hf、ce、sn和ge中的一种或几种；所述的z
ⅴ
选自nb、v、ta和sb中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的一种nasicon型无机固态电解质材料制备方法，其特征在于所述的制备方法为溶液辅助固相反应法、固相反应法。5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的溶液辅助固相反应法包括以下步骤：首先将钠源、锆源与其他金属盐混合，搅拌得到澄清溶液，再加入水解后的si(och2ch3)4，最后加入磷源，搅拌后得到凝胶状溶液；将所述凝胶状溶液在60～130℃下烘干得到干凝胶，随后在空气气氛下600～1000℃热处理后得到前驱体粉末颗粒；将所得前驱体粉末颗粒分别进行球磨、烘干以及压片，最后在空气气氛下900～1500℃煅烧，得到nasicon型无机固态电解质材料。6.根据权利要求1所述的一种nasicon型无机固态电解质材料，其特征在于权利要求5中所述的钠源选自nano3、na2co3、na2c2o4中的一种或几种；所述的锆源选自zr(no3)2和zr(no3)4·
5h2o中的一种或两种；所述的磷源选自nh4h2po4、(nh4)3po4、na3po4中的一种或几种；所述的钠源、锆源、空位、其他金属盐、si(och2ch3)4以及磷源的摩尔比为3.1～3.5：1.5～1.98：0.01～0.5：0.01～0.5：2.3～2.9：0.1～0.7。7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述的固相反应法包括以下步骤：首先将钠源、锆源、硅源、磷源与其他金属氧化物混合，随后在空气气氛下600～1000℃热处理后得到前驱体粉末颗粒；将所得前驱体粉末颗粒分别进行球磨、烘干以及压片，最后在空气气氛下900～1500℃煅烧，得到nasicon型无机固态电解质材料。8.根据权利要求1所述的一种nasicon型无机固态电解质材料，其特征在于权利要求7中所述的钠源选自nano3、na2co3、nahco3、na2c2o4中的一种或几种；所述的锆源为zro2；所述的硅源为sio2；所述的磷源选自p2o5、h3po4、nh4h2po4、(nh4)3po4、(nh4)2hpo4、na3po4中的一种或几种；所述的钠源、锆源、空位、其他金属氧化物、si(och2ch3)4以及磷源的摩尔比为3.1～3.5：1.5～1.98：0.01～0.5：0.01～0.5：2.3～2.9：0.1～0.7。9.如权利要求1～3所述的一种nasicon型无机固态电解质材料的应用，其特征在于所述固态电解质材料可用于制备含固态电解质的钠电池。

技术总结
本发明提供一种NASICON型无机固态电解质材料及其制备方法和应用，其通式为Na


技术研发人员：刘立敏 周晓亮 刘雨剑 梁栋实
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：2021.08.21
技术公布日：2021/11/21