【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及锂电池材料技术，尤其涉及一种llzo固态电解质、复合固态电解质及其制备方法与固态电池。
技术介绍
1、锂离子电池相比于其他类型的二次电池，其能量密度高、自放电小、维护成本低且循环寿命长，是最具有前景的下一代二次电池之一。然而，传统的液态锂电池存在自然、爆炸等安全隐患，同时其续航能力也需要进一步提高。
2、固态锂电池相比于液态锂电池能够使用高压电极，可以显著提高电池的能量密度，且安全性更高。固态锂电池中的固态电解质主要包括无机固态电解质和聚合物固态电解质，无机固态电解质中的锂镧锆氧(llzo)固态电解质由于其低制作成本、对锂稳定、高化学窗口的特点而被广泛关注。
3、颗粒状(0维)的llzo固态电解质被广泛应用于复合固态电解质、电极包覆、隔膜涂覆等领域，以提升电池的各项性能。然而，颗粒状(0维)的llzo固态电解质的性能提升效果有限。cn111732432b提供了一种聚合物复合固态电解质及其制备方法，通过喷雾干燥法得到球状的llzo无机固态电解质，将制备的无机固态电解质、聚合物基体和有机溶剂混合后，依次涂膜和干燥，得到无机/有机聚合物复合固态电解质薄膜。然而，由于其填料是球状，对锂离子导电率的提升效果不明显，同时对锂枝晶的抑制效果有限。
4、因此，现有技术仍有待改进和发展。
技术实现思路
1、鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种llzo固态电解质，旨在解决现有的llzo固态电解质电导率提升效果不明显以及对锂枝晶的抑制效果
2、本专利技术的技术方案如下：
3、本专利技术的第一方面，提供一种llzo固态电解质的制备方法，包括步骤：将锂盐、镧盐、锆盐和铝盐溶解在水中，进行搅拌，得到溶液a；将络合剂和形貌调控剂加入到所述溶液a中，进行搅拌，得到溶液b；将所述溶液b水浴加热，得到凝胶；将所述凝胶烘干，得到前驱体粉末；将所述前驱体粉末进行煅烧，得到片状的llzo固态电解质；其中，所述形貌调控剂、所述络合剂和所述溶液b中总金属盐离子的质量份数关系为：3～8:1～2:5～10。
4、可选地，所述络合剂为酒石酸、苹果酸、丁二酸中的一种。
5、可选地，所述形貌调控剂为麦芽糖、核糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖、棉子糖、麦芽三糖、水杨酸中的至少一种。
6、可选地，所述锂盐、所述镧盐、所述锆盐和所述铝盐的质量份数关系为：1～1.5:3～4:1～1.5:0.2～0.25。
7、可选地，所述锂盐为硝酸锂、醋酸锂、硫酸锂、氢氧化锂中的至少一种；所述镧盐为硝酸镧、氯化镧、异丙醇镧、乙酸镧中的至少一种；所述锆盐为乙酸锆、乙酰丙酮锆、硝酸氧锆、氯化锆中的至少一种；所述铝盐为硝酸铝、乙酸铝、氢氧化铝、异丙醇铝中的至少一种。
8、可选地，所述烘干的温度为150～250℃，所述烘干的时间为0.5～2h：所述煅烧温度为750～850℃，所述煅烧的时间为2～8h。
9、本专利技术的第二方面，提供一种上述制备方法制备的llzo固态电解质。
10、本专利技术的第三方面，提供一种上述复合固态电解质的制备方法，包括步骤：将上述的llzo固态电解质、聚合物基体和锂盐溶解在有机溶剂中，进行搅拌，得到溶液c；将所述溶液c烘干，冷却得到复合固态电解质；所述llzo固态电解质在所述复合固态电解质中的质量份数为10～50％。
11、可选地，所述聚合物基体为聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；所述锂盐为双三氟甲烷磺酰亚胺锂、高氯酸锂中的至少一种；所述有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、n，n-二甲基甲酰胺中的至少一种；所述溶液c烘干的温度为60～80℃。
12、本专利技术的第四方面，提供一种上述制备方法制备的复合固态电解质。
13、本专利技术的第五方面，提供一种固态电池，包括上述的复合固态电解质。
14、本专利技术的有益效果：
15、(1)本专利技术通过将形貌调控剂、络合物、锂盐、镧盐、锆盐以及铝盐按照一定的比例混合，通过溶胶-凝胶法制得具有片状二维形貌的llzo固态电解质，具有较好的电导率以及具有明显的对锂枝晶的抑制效果。
16、(2)本专利技术中的llzo固态电解质具有片状二维形貌，基于这一优点，使用本专利技术中的llzo固态电解质制备的复合固态电解质具有更高的极限电流密度以及更好的循环性能。进而使含有该复合固态电解质的固态电池具有更好的性能。
17、(3)在使用本专利技术中的llzo固态电解质进行隔膜涂覆时，均一排列的涂覆层可以显著提高隔膜的机械强度，提高保液能力同时进一步提高隔膜的离子传输能力；在进行电极包覆时，能够显著提高包覆效果，降低电极界面电阻，提高电极容量保持率。
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1.一种LLZO固态电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述LLZO固态电解质的制备方法，其特征在于，所述络合剂为酒石酸、苹果酸、丁二酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述LLZO固态电解质的制备方法，其特征在于，所述形貌调控剂为麦芽糖、核糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖、棉子糖、麦芽三糖、水杨酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述LLZO固态电解质的制备方法，其特征在于，所述锂盐、所述镧盐、所述锆盐和所述铝盐的质量份数关系为：1～1.5:3～4:1～1.5:0.2～0.25；
5.根据权利要求1所述LLZO固态电解质的制备方法，其特征在于，所述烘干的温度为150～250℃，所述烘干的时间为0.5～2h；
6.一种权利要求1至5任一项所述的制备方法制备得到的LLZO固态电解质。
7.一种复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：
8.根据权利要求7所述复合固态电解质的制备方法，其特征在于，所述聚合物基体为聚环氧乙烷、聚偏二氟乙烯、聚乙烯吡咯烷酮中的至少一种；<...
【技术特征摘要】
1.一种llzo固态电解质的制备方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述llzo固态电解质的制备方法，其特征在于，所述络合剂为酒石酸、苹果酸、丁二酸中的至少一种。
3.根据权利要求1所述llzo固态电解质的制备方法，其特征在于，所述形貌调控剂为麦芽糖、核糖、果糖、半乳糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖、棉子糖、麦芽三糖、水杨酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述llzo固态电解质的制备方法，其特征在于，所述锂盐、所述镧盐、所述锆盐和所述铝盐的质量份数关系为：1～1.5:3～4:1～1.5:0.2～0.25；
5.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：周旋，程俊，李德平，魏游日，慈立杰，
申请(专利权)人：深圳索理德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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