本发明涉及电池，具体而言，涉及一种磷酸钛铝锂材料、隔膜及其制备方法、电池。
背景技术：
1、锂离子电池是目前最成熟的锂系列二次电池，广泛应用于3c数码、电动汽车、储能等领域。电解质是锂离子电池的重要构成部分，传统的锂离子电池采用有机液体电解质，具有易挥发、易泄露、抗冲击性能差等缺点，存在安全隐患。发展基于固体电解质的全固态锂离子电池可以解决液体电解质引起的安全隐患。无机固体电解质因具有安全易制备、机械强度高、高室温晶粒电导率、高锂离子迁移率和优异的电化学稳定性等优点备受关注。在无机固体电解质中，磷酸钛铝锂li1+xalxti2-x(po4)3(latp)室温理论离子电导率高达10-3s/cm，接近商业电解液水平而尤为令人关注。另外由于该材料不含镧、锆、锗等不常见的价格较贵的金属，仅有锂、铝、钛、磷、氧常见元素，所以商业化前景明朗。
2、目前常见的合成磷酸钛铝锂的方法主要包括固相烧结法、液相沉淀法和溶胶凝胶法等，在这些制备方法中，固相烧结法和液相沉淀法工艺简单，较适用于工业上大批量生产，但是当采用传统固相烧结工艺制备latp固体电解质时，一方面其所涉及的元素容易团聚，另一方面所需的烧结温度在1050℃以上，导致锂盐因高温挥发造成烧结产物中锂的损失导致产物不纯，此外，其制备能耗也相对较大。液相沉淀法会产生废液易污染环境，同时对反应设备要求较高，最终材料的价格昂贵，不适合商业化应用。
3、鉴于此，特提出本发明。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种磷酸钛铝锂材料、隔膜及其制备方法、电池，以解决或改善上述技术问题。
2、本申请可这样实现：
3、第一方面，本发明提供一种磷酸钛铝锂材料的制备方法，包括以下步骤：将铝氧化物和钛氧化物固相混合后的第一混合物进行第一次固相烧结，得到分子式为alxti2-xok的铝钛氧化物材料，其中0＜x＜2，k＝4-0.5x；
4、将铝钛氧化合物和磷源以及锂源固相混合后进行第二次固相烧结，得到分子式为liyalxti2-x(po4)3的磷酸钛铝锂材料，其中y-x＝1，0＜x＜2，1＜y＜3。
5、在可选的实施方式中，铝氧化物包括al2o3、al2o3·3h2o、al2(co3)3、alooh、al(oh)3、al2(so4)3和al(no3)3中的至少一种；
6、或，钛氧化物包括tio2、h2tio3、tio、ti3o5、ti2o3、tioso4、tio(oh)2、ti2(so4)3、tiso4、h4tio4和ti(no3)4中的至少一种。
7、在可选的实施方式中，第一次固相烧结的温度为900-1400℃，第一次固相烧结的时间不超过48h。
8、在可选的实施方式中，第二次固相烧结的温度为350-900℃，第二次固相烧结的时间不超过48h。
9、在可选的实施方式中，磷源包括磷酸二氢铵和磷酸中的至少一种；
10、或，锂源包括碳酸锂和磷酸二氢锂中的至少一种。
11、第二方面，本申请提供一种磷酸钛铝锂材料，经前述实施方式任一项的制备方法制备而得。
12、第三方面，本申请提供一种隔膜，其含有前述实施方式的磷酸钛铝锂材料。
13、第四方面，本申请提供一种前述实施方式的隔膜的制备方法，包括以下步骤：将聚烯烃与前述实施方式任一项的磷酸钛铝锂材料进行熔融挤出，得到流延片；将流延片进行拉伸处理，得到拉伸膜；将拉伸膜进行收卷和分切，得到隔膜。
14、在可选的实施方式中，制备方法包括以下特征中的至少一种：
15、特征一：磷酸钛铝锂材料的重量小于聚烯烃的重量；
16、特征二：磷酸钛铝锂的平均粒径≤1μm；
17、特征三：聚烯烃的重均分子量为10万至500万。
18、第五方面，本申请提供一种电池，其含有前述实施方式的隔膜。
19、本申请的有益效果包括：
20、本申请创造性地通过先将铝氧化物和钛氧化物混合烧结制备成铝钛氧化物前驱体，能够使铝源和钛源先反应，确保在固相反应的条件下使物质之间达到原子级均匀混合。在此基础上，再通过将铝钛氧化合物和磷源及锂源固相混合并第二次固相烧结，一方面能够有效避免现有技术中四者共同烧结时可能发生的物质之间的两两反应，降低生成杂相的概率，提高产物纯度；另一方面，第二次固相烧结的温度较低，能够避免或降低锂的挥发和损失；此外，还能够使最终所得的磷酸钛铝锂材料具有良好的表面形貌以及良好的性能(如离子电导率等)。
21、该磷酸钛铝锂材料的制备方法简单，条件易控，成本较低。
22、含有上述磷酸钛铝锂材料的隔膜在进一步制备成电池后，有利于提高电池的使用安全性，相应的电池具有高安全性、优异的低温倍率充电和放电能力、低温充电不析锂以及低温充电恒流比高等优点。
1.一种磷酸钛铝锂材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铝氧化物和钛氧化物固相混合后的第一混合物进行第一次固相烧结，得到分子式为alxti2-xok的铝钛氧化物材料，其中0＜x＜2，k＝4-0.5x；
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述铝氧化物包括al2o3、al2o3·3h2o、al2(co3)3、alooh、al(oh)3、al2(so4)3和al(no3)3中的至少一种；
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第一次固相烧结的温度为900-1400℃，第一次固相烧结的时间不超过48h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，第二次固相烧结的温度为350-900℃，第二次固相烧结的时间不超过48h。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述磷源包括磷酸二氢铵和磷酸中的至少一种；
6.一种磷酸钛铝锂材料，其特征在于，经权利要求1-5任一项所述的制备方法制备而得。
7.一种隔膜，其特征在于，所述隔膜中含有如权利要求6所述的磷酸钛铝锂材料。
8.一种如权利要求7所述的隔膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将聚烯烃与权利要求6所述的磷酸钛铝锂材料进行熔融挤出，得到流延片；将所述流延片进行拉伸处理，得到拉伸膜；将所述拉伸膜进行收卷和分切，得到隔膜。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下特征中的至少一种：
10.一种电池，其特征在于，所述电池中含有权利要求7所述的隔膜。
