陶瓷锂离子电解质膜的反应烧结制造技术

公开了用于制造固体锂离子电解质膜的方法，所述方法包括将第一反应物与第二反应物结合以形成混合物，所述第一反应物选自无定形的、玻璃态或低熔融温度的固体反应物，所述第二反应物选自耐火氧化物；将所述混合物加热到第一温度以形成均化的复合物，其中，所述第一温度在所述第一反应物的玻璃化转变温度与所述混合物的结晶起始温度之间；研磨所述均化的复合物以形成均化的颗粒；浇铸所述均化的颗粒以形成生坯体；以及在第二温度下烧结所述生坯体以形成固体膜。还公开了根据这些方法制造的固体锂离子电解质膜。

Reactive sintering of ceramic lithium ion electrolyte membrane

A method for manufacturing solid lithium ion electrolyte membrane is disclosed, the method includes a first reactant and second reactants combine to form a solid reactant mixture, the first reactant selected from the group consisting of amorphous, glassy and low melting temperature, the second reactant selected from the heating of the refractory oxide; the mixture to a first temperature to form complexes, which are, between the initial crystallization temperature of the first temperature in the first reaction of the glass transition temperature of the mixture; composite grinding the homogenized to form homogeneous particles; casting the homogeneous particles to form green body; and sintering the green body temperature in the second to form a solid film. Solid lithium ion electrolyte membranes made according to these methods are also disclosed.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷锂离子电解质膜的反应烧结本申请根据35U.S.C.§120，要求2015年1月19日提交的序列号为14/599,692号的美国申请的优先权的权益，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。政府许可权利本专利技术根据能源部资助的编号为DE-EE-0005757的卓越奖(PRIMEAWARD)在政府支持下，由康宁公司(CorningIncorporated)根据编号为PPBC-CORNINGIMI10-2012的分包奖(subcontractaward)进行完成。政府享有本专利技术的某些权利。
本公开总体上用于制造陶瓷锂离子固体电解质的方法，更具体地，涉及用于形成致密、均匀的电解质膜的反应烧结过程。
技术介绍
固体电解质，也被称为快离子导体，为可作为固态离子导体的材料，并且可用于例如固体氧化物燃料电池和锂离子电池。例如在锂离子电池中，放电时锂离子通过固体电解质从负极移动到正极(充电时从正极移动回负极)。固体电解质，例如磷酸锂铝钛(LATP)，可通过LATP晶格中的空穴来传导锂离子。在锂离子电池中，固体电解质膜还可在阳极和阴极之间提供气密性屏障，其可防止阳极和阴极共用相同的电解质溶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造固体锂离子电解质膜的方法，所述方法包括：将第一反应物与第二反应物结合以形成混合物，所述第一反应物选自无定形的、玻璃态或低熔融温度的固体反应物，所述第二反应物选自耐火氧化物；将所述混合物加热到第一温度以形成均化的复合物，其中，所述第一温度在所述第一反应物的玻璃化转变温度与所述混合物的结晶起始温度之间；研磨所述均化的复合物以形成均化的颗粒；浇铸所述均化的颗粒以形成生坯体；以及在第二温度下烧结所述生坯体以形成固体膜。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.19 US 14/599,6921.一种用于制造固体锂离子电解质膜的方法，所述方法包括：将第一反应物与第二反应物结合以形成混合物，所述第一反应物选自无定形的、玻璃态或低熔融温度的固体反应物，所述第二反应物选自耐火氧化物；将所述混合物加热到第一温度以形成均化的复合物，其中，所述第一温度在所述第一反应物的玻璃化转变温度与所述混合物的结晶起始温度之间；研磨所述均化的复合物以形成均化的颗粒；浇铸所述均化的颗粒以形成生坯体；以及在第二温度下烧结所述生坯体以形成固体膜。2.如权利要求1所述的方法，其中，所述第一反应物选自磷酸锂玻璃、磷酸锗玻璃、磷酸铝锂玻璃和晶化磷酸铝锂陶瓷。3.如权利要求1至2中任一项所述的方法，其中，所述第一反应物还包括氧化物改性剂。4.如权利要求1至3中任一项所述的方法，其中，所述氧化物改性剂选自TiO2、GeO2、SiO2、B2O3、Fe2O3、Nb2O5、V2O5、Sb2O3、CoO、WO3、SnO2及其组合。5.如权利要求1至4中任一项所述的方法，其中，所述第一反应物为磷酸铝锂。6.如权利要求1至5中任一项所述的方法，其中，所述第二反应物选自TiO2、SnO2、GeO2及其组合。7.如权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一反应物的平均粒度小于约10微米，所述第二反应物的平均粒度小于约1微米。8.如权利要求1至7中任一项所述的方法，其中，所述第一温度为至少约350℃。9.如权利要求1至8中任一项...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·E·巴丁，I·杜塔，S·R·艾耶，B·A·肯特，N·T·隆罗斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US