专利示意图

一、技术领域

电池技术领域

二、专利介绍

1.专利信息

专利类型：发明

专利权人：清华大学深圳国际研究生院

申请号：202311201933.2

发明人：贺艳兵、米金硕、柳明、陈立坤、马家宾、彪捷、杨科、安旭飞、李宇航、郭少柯、王翠翠、吕伟、康飞宇

2.专利说明书摘要

一种离子电子混合导体陶瓷，包括Ag修饰的LLZTO陶瓷。一种离子电子混合导体陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将LLZTO陶瓷加入到含有可溶性银盐和还原性试剂的溶液中，得到氧化银；所述氧化银在所述还原性试剂作用下进行反应，制得Ag修饰的LLZTO陶瓷。一种复合固态电解质，包括所述的离子电子混合导体陶瓷、锂盐和聚合物。一种电池电极材料，包括所述的离子电子混合导体陶瓷。一种电池，包括所述的离子电子混合导体陶瓷，或者所述的固态电解质。改性陶瓷应用于电极材料中，能同时起到输运电子和离子的作用，改善电极动力学，在电池领域具有较好的应用前景。

3.创新点

（1）本发明涉及一种新材料，Ag金属修饰的 Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12（LLZTO）陶瓷颗粒LLZTO@Ag；

（2）本发明涉及的LLZTO@Ag陶瓷颗粒兼具离子导电性和电子导电性；

（3）本发明中基于该改性陶瓷或Ag颗粒形成的复合固态电解质表现出高介电常数，高离子电导率和离子迁移数；

（4）本发明中涉及的复合固态电解质与锂金属负极和NCM811正极进行匹配组装形成的电池在室温下具有优异的循环稳定性，多次循环后仍能保持较高的容量，在电池领域具有较好的应用前景；

（5）本发明涉及的改性陶瓷材料及复合固态电解质制备方法简单高效，有助于降低生产成本。

4.痛点问题

（1）本发明涉及的改性陶瓷解决了固态电解质介电常数低的问题；

（2）本发明涉及的改性陶瓷解决了固态电解质中锂盐解离困难，离子电导率低的问题；

（3）本发明涉及的改性陶瓷解决了固态电解质倍率性能差的问题。

5.技术优势

（1）本发明涉及的离子电子混合陶瓷LLZTO@Ag陶瓷颗粒兼具离子导电性和电子导电性，该独特特性与现有陶瓷不同，可同时起到输运电子和离子的作用；

（2）本发明涉及的离子电子混合陶瓷LLZTO@Ag陶瓷颗粒能够与聚合物电解质复合起到提高复合电解质体介电性能的作用；

（3）本发明涉及的复合固态电解质相比现有聚合物固态电解质具有高介电常数、高锂盐解离程度、高离子电导率和离子迁移数的优势；

（4）本发明涉及的复合固态电解质具有优秀的机械性能，能够实现大倍率运行；

（5）本发明涉及的复合固态电解质及梯度SEI生产方式简单，大幅降低生产成本。并且固态电解质性能大幅提升，具有明显的技术和成本优势。

三、产业化信息

1.应用场景

（1）用于制备高性能电极材料和高离子电导率固态电解质，实现固态电池大倍率运行；

（2）有望应用于锂电池制造厂商，新能源汽车行业，手机等消费电子行业等。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景，对于锂电池制造厂商，新能源汽车行业，手机等消费电子行业等有以下市场价值：

（1）本发明涉及的固态电解质与常规固态电解质的制备方法相同，成本相似的前提下具有更高的介电常数、离子电导率、离子迁移数；

（2）本发明涉及的离子电子混合陶瓷LLZTO@Ag制备方法简单，特性明显；

（3）本发明涉及的复合固态电解质能同时解决电解质锂盐解离困难，离子电导率低和抵御锂枝晶生长能力差的问题，从而实现电池大倍率稳定运行。常规的复合电解质不能同时兼顾离子电导率、界面稳定等问题；

（4）高性能的固态电池可解决常规采用电解液的电池引发的着火爆炸等安全问题，具有极大的研究价值和应用前景。

3.发展规划

（1）该技术未来可应用至固态电池制备产业，实现高性能固态电池国产化，快速提高我国在新能源领域的研发和生产水平；

（2）该技术未来可应用至电池和电动汽车领域，降低电动车及电子产品的自燃风险。

4.合作方式

面议

注:所有成果未经授权，请勿转载

联系方式：ttc@sz.tsinghua.edu.cn