本发明专利技术提供的一种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体，由摩尔比为20:1～4:1的LiBH4和银或卤化银制成。还提供了上述LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体的制备方法。本发明专利技术提供的LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体制备方法简单、成本较低，通过在LiBH4中添加Ag和Ag的卤化物，形成LiBH4-Ag/AgX(X为卤族元素)的复合物，能够稳定LiBH4的高温相，增加Li元素的扩散通道，从而使其离子电导率比单纯的LiBH4大大提高，达到100℃左右10-3S cm-1的数量级，为固体电解质提供了更广泛的应用前景。
【技术实现步骤摘要】
—种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体的制备方法
本专利技术属于电池材料领域，特别涉及一种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体，还涉及该快离子导体的制备方法。
技术介绍
锂离子二次电池是目前广泛应用于笔记本电脑、平板电脑、手机、数码摄像、照相机等电子设备的电源，未来也非常有可能在插电式或混合电动汽车上得到大规模应用。 然而，锂离子二次电池的电解质目前广泛采用的是液态有机物，在安全方面存在隐患。一方面，锂枝晶在电解液中易于不断生成，有可能隔膜刺破导致电池内部短路；另一方面，当电池的尺寸进一步放大、充放电功率进一步提高时，易燃的电解液难以支持高倍率的充放电，容易起火燃烧产生不可估量的灾害。 近年来，人们提出“全固态锂电池”的新概念，意在采用无机物固相电解质替代有机液相电解质，以消除锂离子电池大规模应用过程中的安全隐患。截止目前，人们已开发出了多种氧化物和硫化物的材料体系，如钙钛矿(ABO3)型的钛酸镧锂(LLT)，具有NaA2 (PO4) 3结构的钠超离子导体，锗酸锌锂和硫代锗酸锌锂(Th1-LISICON等，他们都是目前已知的快离子导体。近来较为引人关注的是日本东北大学提出的硼氢化锂(LiBH4)作为固相电解质的新思路；他们发现在113°C附近，LiBH4由低温相(LT)向高温相(HT)发生相转变，在此过程中，该物质的电导率迅速升至10_3S cnT1。然而，LiBH4的低温电导率和高温电脑率均不高，限制了其在固体电解质中的进一步应用。
技术实现思路
专利技术目的:为了克服上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高性能的LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体。 技术方案:本专利技术提供的一种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体，由摩尔比为20:1?4:1的LiBH4和银或卤化银制成。 本专利技术还提供了上述LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:在惰性气体保护下，将LiBH4与银或卤化银混匀、球磨，即得。 作为优选，球磨时间为l_4h，球料比为(20-60): 1，球磨机公转速度为200-600rpmo 有益效果:本专利技术提供的LiBH4_银/卤化银复合物快离子导体制备方法简单、成本较低，通过在LiBH4中添加Ag和Ag的劍七物，形成LiBH4-Ag/AgX ^为齒族元素)的复合物，能够稳定高温相，增加Li元素的扩散通道，从而使其离子电导率比单纯的LiBH4大大提高，达到100°C左右10_3S cm-1的数量级，为固体电解质提供了更广泛的应用前景。 具体而言，本专利技术具有以下突出的优势: (I)本专利技术将具有高离子电导率、高窗口电位材料LiBH4与另一类高电导率材料AgX(X = F，Cl, Br, I)进行复合，获得的复合体系具有比LiBH4性能更优异的低温电导率，60°C时约比后者高2?3个数量级； (2)本专利技术提供的LiBH4-AgX(X = F，Cl, Br, I)的高温相转变温度与LiBH4相比降低了 10°C左右，比LiBH4的高温相更为稳定；其离子电导率比单纯的LiBH4大大提高，达到100°C左右10_3S cnT1的数量级；而LiBH4-Ag在100度时的离子电导率均比LiBH4高出1.5?2个数量级，在110°C下LiBH4-Ag的高温离子电导率相比LiBH4的高I个数量级。 【附图说明】 图1是iBH4_Ag的复合物球磨后的X射线衍射谱图； 图2是LiBH4-Ag的电导率随温度变化曲线； 图3是iBH4_AgI的复合物球磨后的X射线衍射谱图； 图4是LiBH4-AgI的电导率随温度变化曲线。 【具体实施方式】 实施例1 LiBH4-Ag复合氢化物快离子导体的制备 在隔绝空气(H2CKlppm, 02〈Ippm)条件下，将LiBH4与Ag按照10:1的摩尔比放入装有不锈钢磨球的不锈装入钢球罐中；采用行星轮式球磨机机械球磨方式，在高纯度(99.9999% )惰性气体保护下,获得LiBH4-Ag复合物颗粒。球罐中样品质量为lg，球罐容积为200ml，磨球与样品的重量比为40:1，公转转速设定为400rpm，球磨时间为2小时。 取出部分LiBH4-Ag复合物颗粒进行X射线衍射(XRD)实验，样品池被特定高分子膜覆盖，并以真空脂将其与载玻片密封，以阻止空气中水和氧气对样品的作用。所用X射线源的祀材为Cu祀,管电压为40kV,管电流为40mA。所得的XRD谱图如图1所示。 电导性能测试是在电化学工作站上以交流阻抗测试方法获得的:所获得的LiBH4-Ag球磨样品以40MPa的压力被压制成一个直径10mm，厚度约2mm的原片。将两块锂箔片放置在样品圆片的两面作为电极。再以I吨/cm2的压力将锂箔片与样品片压紧致。所有的制备和测试都在高纯氩气(99.9999%)下进行。交流阻抗测试的频率范围是从IMHz至IJlOOmHz。样品以2°C/min的速度升温，每间隔10°C采集一次阻抗谱。每次采集数据前，温度都要平衡至少40分钟。温度由室温升至150°C，之后再降温回到30°C。通过获得的交流阻抗Nyquist谱图获得离子传输电阻和电导率，并作出电导率随温度的变化曲线(见图2)。 实施例2 在隔绝空气(H2CKlppm, 02<lppm)条件下，将纯度为95%的LiBH4与AgI以10:1的摩尔比进行混合，放入装有不锈钢磨球的不锈装入钢球罐中；采用行星轮式球磨机机械球磨方式，在高纯度(99.9999% )惰性气体保护下，获得LiBH4-AgI复合物颗粒。球罐中样品质量为lg，球罐容积为200ml,磨球与样品的重量比为40:1,公转转速设定为400rpm,球磨时间为2小时。 取出部分LiBH4-AgI复合物颗粒颗粒进行X射线衍射(XRD)实验，样品池被特定高分子膜覆盖，并以真空脂将其与载玻片密封，以阻止空气中水和氧气对样品的作用。所用X射线源的靶材为Cu靶，管电压为40kV，管电流为40mA。所得的XRD谱图如图3所示。 电导性能测试是在电化学工作站上以交流阻抗测试方法获得的:所获得的球磨LiBH4-AgI样品以40MPa的压力被压制成一个直径10臟，厚度约2mm的原片。将两块锂箔片放置在样品圆片的两面作为电极。再以I吨/cm2的压力将锂箔片与样品片压紧致。所有的制备和测试都在高纯氩气(99.9999%)下进行。交流阻抗测试的频率范围是从IMHz至IJlOOmHz。样品以2°C/min的速度升温，每间隔10°C采集一次阻抗谱。每次采集数据前，温度都要平衡至少40分钟。温度由室温升至150°C，之后再降温回到30°C。通过获得的交流阻抗Nyquist谱图获得离子传输电阻和电导率，并作出电导率随温度的变化曲线(见图4)。 实施例3 LiBH4-AgF复合氢化物快离子导体的制备 LiBH4-AgF复合氢化物快离子导体是在隔绝空气(H2CKlppm, 02〈Ippm)条件下制备而得的。将摩尔比20:1的LiBH4与AgF装入放有不锈钢磨球的不锈钢球罐中；采用行星轮式球磨机机械球磨方式，在高纯度(99.9999% )氩气保护下，使得LiBH4-AgF均匀混合。由于样品容易与氧气和水发生反应本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种LiBH4‑银/卤化银复合物快离子导体，其特征在于：由摩尔比为20:1～4:1的LiBH4和银或卤化银制成。
【技术特征摘要】
1.一种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体，其特征在于:由摩尔比为20:1?4:1的LiBH4和银或卤化银制成。2.—种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体的制备方法，其特征在于:包括以下步骤:在惰性气体保护下，...
【专利技术属性】
技术研发人员：张耀，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32
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