【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于钠电池，具体涉及高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺。
技术介绍
1、固态电解质是未来钠离子电池发展的一个趋势，近几年最新的研究结果发现钠离子固态电池具有诸多不亚于锂离子固态电池的优势，尤其是在原材料成本方面。国内外越来越多的钠离子电池企业已将固态电池技术作为下一代技术储备，固态钠电池相比液态电池具有倍率性能高、安全可靠、能量储备更大，安全系数更高的特点。同时，由于固态电解质不可燃、无腐蚀、不挥发、不漏液，即使在高温下也不会着火，因而安全性更高。搭载全固态钠电池的汽车，续航里程会增加，充电速度会更快，自燃率会大大降低。
2、专利cn112174661a公开了一种钠镧锆复合固体电解质及其制备方法，分子式为na0.5+xla0.5-xzro3-δ；方法为：(1)准备碳酸钠粉体、氧化锆粉体和氧化镧粉体按摩尔比na:zr:ce＝(0.5+x):(0.5-x):1混合；(2)以水或无水乙醇为球磨介质，将混合粉体球磨后烘干；(3)压制成型，在1000～1400℃煅烧1～10h，随炉冷却；(4)研磨至粒度200目以下，二次压制成型，1450～1650℃烧结2～10h，随炉冷却。(2)中以水做溶剂烘干时间较长，对能源造成浪费，(4)中200目较为粗糙，不利于压片成功率和强度值。(4)中1450～1650℃烧结温度过高，不利于节约成本，最终烧结的目的在于消除应力，温度过高可能破坏物质结构。
3、固态电解质它在整个固态电池的性能中起到了举足轻重的作用。固态电解质的制备过程主要是通过球磨法和热处理法，然后将制得的
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的是提供一种高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，方法简单、成本低，很大程度上提高了固态电解质的成型度和硬度。
2、本专利技术所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，包括以下步骤：
3、(1)将nano3、la2o3和zro2混合后进行湿式球磨，然后进行真空干燥，得到混合粉体；
4、(2)将混合粉体进行热处理，筛分，得到电解质粉体；
5、(3)在电解质粉体中加入β-al2o3，研磨均匀、充分；
6、(4)在电解质混合粉体中加入粘结剂混合均匀，然后平铺在压片模具中，经压片机压片；
7、(5)最终煅烧，得到高硬度氧化物钠离子固态电解质。
8、步骤(1)中，nano3、la2o3、zro2的摩尔比为(8-12):(1-4):(1-3)。其中nano3过量10％，以补偿在高温下na挥发的量。
9、步骤(1)所述湿式球磨为采用行星式球磨机进行湿式球磨，采用玛瑙球作为研磨球，球料质量比(10-15):1，球磨转速为300-350rpm，球磨时间为6-10h；球磨时以乙醇作为溶剂，乙醇用量为nano3、la2o3、zro2总质量的10-20％，真空干燥温度在60-80℃，干燥时间为8-12h。
10、步骤(2)所述筛分为使用800-1000目筛进行筛分。
11、步骤(2)所述热处理为以1-3℃/min的速率升温至800-950℃，保温10-12h。
12、步骤(3)所述β-al2o3加入量为电解质粉体质量的1-2.5％。
13、步骤(4)所述压片的压力为500-600mpa，保压时间为1-3min。
14、步骤(4)所述粘结剂加入量为电解质粉体质量的0.5-1％。
15、步骤(4)所述粘结剂为羟甲基纤维素钠、松油醇质量比为1：(0.1-0.2)的混合物，将羟甲基纤维素钠和固态电解质粉末研磨，然后滴加松油醇搅拌均匀。
16、步骤(5)所述最终煅烧温度为1100-1250℃，制备得到的氧化物钠离子固态电解质片的分子式为na7la3-xalxzr2o12，其中x为1-2。na7la3-xalxzr2o12属于立方晶系，空间群为ia-3d。la离子占据四面体位置，当al离子进入四面体结构后，部分占据la位，部分la3+被al3+替代。
17、与现有技术相比，本专利技术有益效果如下：
18、(1)本专利技术的高强度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，采用羧甲基纤维素钠作为粘结剂制备的固态电解质就有很好的成型度，提高了固态电解质片的强度，同时大大降低了固态电解质的厚度，有助于提高固态电解质压片的成功率，为进一步制备高能量密度的全固态电池提供了可能性。
19、(2)本专利技术在步骤(1)湿式球磨后进行了真空干燥，相比非真空环境来说，得到的粉末粒径更小，无颗粒感，非真空环境干燥的粉体容易团聚，需要进行二次研磨后，才能过筛。
20、(3)本专利技术添加β-al2o3可以有效提高固态电解质的硬度，减少电解质表面褶皱。
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1.一种高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，NaNO3、La2O3、ZrO2的摩尔比为(8-12):(1-4):(1-3)。
3.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(1)所述湿式球磨为采用行星式球磨机进行湿式球磨，采用玛瑙球作为研磨球，球料质量比(10-15):1，球磨转速为300-350rpm，球磨时间为6-10h；球磨时以乙醇作为溶剂，乙醇用量为NaNO3、La2O3、ZrO2总质量的10-20％，真空干燥温度在60-80℃，干燥时间为8-12h。
4.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(2)所述筛分为使用800-1000目筛进行筛分。
5.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(2)所述热处理为以1-3℃/min的速率升温至800-950℃，保温10-12h。
6.根据权利要求1所述的
7.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(4)所述压片的压力为500-600MPa，保压时间为1-3min。
8.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(4)所述粘结剂加入量为电解质粉体质量的0.5-1％。
9.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(4)所述粘结剂为羟甲基纤维素钠、松油醇质量比为1：(0.1-0.2)的混合物，将羟甲基纤维素钠和固态电解质粉末研磨，然后滴加松油醇搅拌均匀。
10.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(5)所述最终煅烧温度为1100-1250℃。
...【技术特征摘要】
1.一种高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(1)中，nano3、la2o3、zro2的摩尔比为(8-12):(1-4):(1-3)。
3.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(1)所述湿式球磨为采用行星式球磨机进行湿式球磨，采用玛瑙球作为研磨球，球料质量比(10-15):1，球磨转速为300-350rpm，球磨时间为6-10h；球磨时以乙醇作为溶剂，乙醇用量为nano3、la2o3、zro2总质量的10-20％，真空干燥温度在60-80℃，干燥时间为8-12h。
4.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(2)所述筛分为使用800-1000目筛进行筛分。
5.根据权利要求1所述的高硬度氧化物钠离子固态电解质制备工艺，其特征在于：步骤(2)所述热处理为以1-...
【专利技术属性】
技术研发人员：李振铎，林双，吴涛，战祥连，赵艳红，单颖会，张志鹏，徐艳，张传乐，王超，刘洋，
申请(专利权)人：淄博火炬能源有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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