Литийпроводящие твердые электролиты относятся к числу перспективных для использования в полностью твердотельных литий-ионных аккумуляторах с повышенной безопасностью. Разработаны эффективные способы синтеза неорганических твердых электролитов различных структурных типов с высокой литий-ионной проводимостью. Среди них твердые электролиты со структурой NASICON состава Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃ (LATP) и Li_1+xAl_xGe_2-x(PO₄)₃ (LAGP), со структурой перовскита состава Li_3xLa_2/3-xTiO₃ (LLT), со структурой граната кубической модификации состава Li_7-3хAl_xLa₃Zr₂O₁₂ (Al-LLZO) и Li_6.52Al_0.08La₃Zr_1.75Ta_0.25O₁₂ (Ta-LLZO) с широким окном электрохимической стабильности и устойчивостью в контакте с металлическим литием.

Представленные методы синтеза легко масштабируются, не требуют сложного технологического оборудования, защищены патентами РФ и предусматривают использование титаносодержащих полупродуктов химической переработки титанита и перовскита.

Преимущество способов заключается в использовании жидкофазных прекурсоров на основе пероксидного и цитратного комплекса Ti(IV), водорастворимых оксалатных комплексов Ge(IV) и Ti(IV), что позволяет значительно снизить температуру и продолжительность синтеза благодаря лучшей гомогенизации реакционной смеси и упростить проведение технологических операций. Методы обеспечивают получение материалов в виде устойчивых растворов-прекурсоров, порошков с узким гранулометрическим распределением, а также керамических таблет плотностью 97-98% (с использованием технологии искрового плазменного спекания) с ионной проводимостью на уровне 10^-4 См/см.

Пат. 2493638 РФ, опубл. 20.09.13.

Пат. 2583762 РФ, опубл. 10.05.16.

Пат. 2682325 РФ, опубл. 19.03.19. 

Лаборатория химии и технологии сырья тугоплавких редких элементов (№ 21)