一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法技术

本发明专利技术公开了一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法，它按照锂镧锆氧固态电解质分子式的化学计量比分别称取原料，与球磨珠、球磨溶剂一并进行湿法球磨，得到的浆料烘干，过筛，进行预烧处理，静置于空气气氛中一定时间，然后与多功能助烧结剂、球磨珠和球磨溶剂一并进行湿法球磨，多功能助烧结剂为氮化铝、氧化磷和氮化硼中的一种或多种，烘干，过筛，冷压成片之后在空气下进行高温烧结，得到石榴石型固态电解质片。本发明专利技术通过加入多功能助烧结剂进行化学反应彻底去除了电解质暴露在空气中形成的碳酸锂钝化层，既提高了离子电导率，又增强了电解质的空气稳定性，并实现了电解质与锂负极间更加紧密的接触。触。触。

【技术实现步骤摘要】
一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法


[0001]本专利技术涉及一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法。

技术介绍

[0002]二次电池中全固态锂离子电池最具发展潜力和市场优势，相比于一般商业化电池，其具有极高的安全性能和较高的能量密度。与传统的液态电池相比，全固态电池实现了锂离子传输介质由有机电解液向固态电解质的转变，从根本上解决了液态电解液自燃带来的安全问题；同时锂离子传输介质的转变使具有更高能量密度的锂金属负极在全电池中的应用成为可能。因此，满足高性能全固态电池应用的固态电解质成为当下的工业研究热点。全固态电池的构建需要固态电解质满足良好的锂离子导电性、较高的机械强度、稳定的电化学性能、较宽的电化学窗口和工艺合成条件可控等条件。在目前性能较为优异的固态电解质中，锂镧锆氧固态电解质(锂镧锆氧，Li7La3Zr2O
12
，LLZO)具有对锂电化学稳定，较宽的电化学窗口(6V)，较高的锂离子导电性(10
‑4‑
10
‑3S/cm)，使其已逐步成为新一代全固态电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法，其特征在于包括以下步骤：S1：根据锂镧锆氧固态电解质的分子式，按照化学计量比分别称取锂源、镧源、锆源作为合成原料；S2：将步骤S1合成原料与球磨珠、球磨溶剂一并加入到球磨罐中，进行湿法球磨，得到混合后浆料；S3：将步骤S2得到的浆料烘干，过筛，得到原料粉末；S4：将步骤S3原料粉末于空气气氛中进行预烧处理，得到前驱体材料粉末；S5：将步骤S4得到的粉末静置于空气气氛中一定时间；S6：将步骤S5得到的粉末、多功能助烧结剂、球磨珠和球磨溶剂一并加入到球磨罐中，进行湿法球磨，得到混合后浆料；所述多功能助烧结剂为氮化铝、氧化磷和氮化硼中的一种或多种，优选为氮化硼；S7：步骤S6得到的浆料烘干，过筛，得到含有多功能助烧结剂的固态电解质粉末；S8：将步骤S7得到的固态电解质粉末冷压成片；S9：将步骤S8所得压片在空气气氛中进行高温烧结，得到石榴石型固态电解质片。2.如权利要求1所述的一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法，其特征在于所述步骤S1原料还包括钽源、铌源、镓源、锶源、钡源中的一种或多种；步骤S1中，所述锂源包括水合氢氧化锂、碳酸锂中的一种或两种，所述镧源包括三氧化二镧、氢氧化镧中的一种或两种，所述锆源包括二氧化锆、硝酸锆中的一种或两种。3.如权利要求1所述的一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法，其特征在于步骤S2所述球磨珠为氧化锆球磨珠，直径为0.5
‑
5 um，球料比为10~30:1，球磨溶剂为异丙醇，球磨溶剂与合成原料的质量比是5~15:1，设定球磨转速为200
‑
600 r/min，球磨时间为10
‑
40小时。4.如权利要求1所述的一种全面提升锂镧锆氧固态电解质空气稳定性和电化学性能的方法，其特征在于步骤S3所述浆料烘干干燥温度为60
‑
100 ℃，烘干干燥时间为10
‑
24h，筛网大小为100
‑
40...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国强，罗长维，叶蔚，
申请(专利权)人：浙江久功新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：