本发明专利技术提供了一种高锂离子电导率快离子导体，及其制备方法。具体地，本发明专利技术提供了一种提高锂快离子导体材料总电导率的方法，所述方法包括：(1)提供一锂快离子导体材料；(2)提供一含锂离子溶液，将所述锂快离子导体材料浸没其中；(3)将所述材料与所述溶液保温一段时间，取出材料，得到离子电导率提高的锂离子导体材料。所述方法具有成本低，适合大规模制造等优点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及快离子导体领域，具体地，本专利技术涉及一种高锂离子电导率快离子导体，及其制备方法。
技术介绍
随着个人电脑、摄像机和手机等信息设备的大量应用，作为电源使用的锂离子电池受到了越来越多的关注。由于锂离子电池能量密度高、体积小、自放电率低，是一种很有前途的电池。基于这些优势，锂离子电池在动力电池和大容量储能应用方面也引起了足够的关注。近年来，对可代替内燃机的汽车动力系统研究受到全球重视。其中，锂离子电池在能量密度、功率密度和循环寿命等方面具有突出的优势，随着技术的发展，将逐渐取代镍氢动力电池而广泛应用于并联式混合动力汽车(PHEV)和纯电动汽车(BEV)。电动汽车对大容量高安全性可充电电池的迫切需求大大推动了全固态锂电池的研发，以固态电解质取代传统液体有机电解液的固态锂电池正吸引越来越多的关注和瞩目。以下一代动力电池为应用背景的电源中，能量密度提高并可望确保安全性的固态锂电池正在成为一个极具竞争力的候选。目前锂离子电池已经具备了长寿命、安全可靠、维护费用少、转换效率高等条件，且随着电池管理系统技术的进步，已经突破了大规模集成应用的难点，逐步发展成为新型化学储能技术的理想电源，可用于智能电网的调频、调相和调压，保证新能源电力的质量。而固体电解质具有液体电解质无以比拟的安全性，化学稳定性好，使用温度范围宽，寿命长。虽然有以上这些优点，但是载流子在固体电解质中的迁移速率相比其它步骤较慢，故成为电化学反应中的速率控制步骤。因此，制备高离子电导率的固体电解质材料是固态锂电池其得到实际应用的关键所在。目前，氧化物锂离子固体电解质，如NASIC0N类型、石榴石结构、钙钛矿结构等锂快离子导体由于其稳定性好，能在空气中使用的特性，得到了广泛而深入的研究。然而，不论是陶瓷固体电解质材料，还是玻璃陶瓷固体电解质材料，其总电导率依然较低，没有达到实际应用的要求。综上所述，本领域尚缺乏一种能够有效制备总电导率高，能够应用于锂离子电池的固体电解质的方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种总电导率高，能够应用于锂离子电池的固体电解质。本专利技术的第一方面，提供了一种提高锂快离子导体材料总电导率的方法，所述方法包括:(I)提供一锂快离子导体材料；(2)提供一含锂离子溶液，将所述锂快离子导体材料浸没其中；(3)将所述材料与所述溶液进行保温，取出材料，得到离子电导率提高的锂离子导体材料。在另一优选例中，所述的锂快离子导体材料不与溶液发生反应。在另一优选例中，所述的含锂离子溶液为饱和锂盐溶液。在另一优选例中，所述的锂盐选自下组:LiN03、LiCl、Li2S04、CH3COOLi,或其组合。在另一优选例中，所述的各锂盐在溶液中不能互相反应。在另一优选例中，所述的保温温度为60_100°C。在另一优选例中，所述的保温通过选自下组的方法进行:恒温烘箱加热、水浴加热、油浴加热、水热反应釜加热。在另一优选例中，所述的保温时间为3-10天。在另一优选例中，所述的锂快离子导体选自下组=LiTi2 (PO4) 3基固体电解质，LiGe2 (PO4) 3基固体电解质、石榴石基固体电解质、钙钛矿结构锂快离子导体。在另一优选例中，所述方法处理后的锂快离子导体材料的离子电导率较未处理前提高彡30%，较佳地为彡40%，更佳地为彡50%。在另一优选例中，所述方法处理后的锂快离子导体材料的离子电导率较未处理前提闻> 100%。本专利技术的第二方面，提供了一种锂快离子导体材料，所述的锂快离子导体材料是用如本专利技术第一方面所述的方法处理过的锂快离子导体材料。在另一优选例中，锂快离子导体选自下组=LiTi2 (PO4) 3基固体电解质，LiGe2 (PO4) 3基固体电解质、石榴石基固体电解质。在另一优选例中，锂快离子导体选自下组:LAGP、LLZ、LLTO。在另一优选例中，所述的材料的离子电导率为彡1.0X10_4S/cm，较佳地为彡 2.0 X l(T4S/cm，更佳地为彡 5.0 X l(T4S/cm。本专利技术的第三方面，提供了一种制品，所述制品包括如本专利技术第二方面所述的锂快离子导体材料，或所述的制品是用如本专利技术第二方面所述的锂快离子导体材料制备的。在另一优选例中，所述的制品选自下组:锂离子电池、电致变色器件。应理解，在本专利技术范围内中，本专利技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合，从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅，在此不再一一累述。【附图说明】图1快锂离子固体电解质材料在含锂饱和客体材料中处理过程示意图。图2快锂离子固体电解质材料在处理前内部颗粒表面及晶界区域示意图。图3快锂离子固体电解质材料在处理后内部颗粒表面及晶界区域示意图。图中位于晶界处的蓝色小球代表锂离子。图4实施例1中Li^AluGe1.^OmaAGP-0.025)固体电解质玻璃陶瓷在80°C饱和LiNO3中处理7天前后对比的交流阻抗图。图5实施例2中Lih52Ala5Geh5P3O12IaAGP-0.01)固体电解质玻璃陶瓷在80°C饱和LiCl中处理5天前后对比的交流阻抗图。图6实施例3中LiuAla5Geh5P3O12(LAGP-O)固体电解质玻璃陶瓷在70°C饱和Li2SO4中处理5天前后对比的交流阻抗图。图7实施例4中Li7La3Zr2O12 (LLZ)固体电解质玻璃陶瓷在100°C饱和LiCl中处理8天前后对比的交流阻抗图。图8实施例7中LLTO(Lia33Laa56T13)固体电解质玻璃陶瓷在80°C饱和Li2SO4中处理7天前后对比的交流阻抗图。图9实施例1中Li^AluGe1.^OmaAGP-0.025)固体电解质玻璃陶瓷在80°C饱和LiNO3中处理7天前的断面SEM图。图10实施例1中Li^AluGe1.^OmaAGP-0.025)固体电解质玻璃陶瓷在80°C饱和LiNO3中处理7天后的断面SEM图。【具体实施方式】本专利技术人经过长期而深入的研究，意外地发现，将锂快离子导体材料浸泡于含锂离子的溶液中，导体材料的离子电导率居然大大提高。且所述的方法简便，适用于各种不同类型的锂快离子导体。基于上述发现，专利技术人完成了本专利技术。术语术语“锂快离子导体材料”指使用温度下材料的锂离子电导率具有相当或接近于熔盐或液体电解质离子电导率水平、电导活化能小于0.5eV的一类固态物质。提高锂快离子电导率的方法本专利技术提供了一种提高锂快离子导体电导率的方法，所述方法包括:(I)提供一锂快离子导体材料；(2)提供一含锂离子溶液，将所述锂快离子导体材料浸没其中；(3)将所述材料与所述溶液保温一段时间，取出材料，得到离子电导率提高的锂离子导体材料。本专利技术对快锂离子导体材料无特殊要求，可采用通过不同方式制备的不同种类的锂快离子导体，但是该快离子导体材料不能与溶液中的物质发生化学反应而失效。优选的几种锂快离子导体选自下组=LiTi2 (PO4) 3基固体电解质，LiGe2 (PO4) 3基固体电解质、石榴石基固体电解质。本专利技术对含锂溶液无特殊要求，可采用LiN03、LiCl、Li2SO4, CH3COOLi等易溶的含锂物质配成。优选地，所用含锂溶液为饱和锂盐溶液。本专利技术对保温过程中的热处理环境无特殊要求，可采用恒温烘箱加热、水热/油浴加热、水热反应釜加热等热本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高锂快离子导体材料总电导率的方法，其特征在于，包括：(1)提供一锂快离子导体材料；(2)提供一含锂离子溶液，将所述锂快离子导体材料浸没其中；(3)将所述材料与所述溶液进行保温，取出材料，得到离子电导率提高的锂离子导体材料。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：许晓雄，黄祯，杨菁，邱志军，彭刚，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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