【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于sei膜固态电解质的制备，特别涉及一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池由于其高能量密度和可持续性在商业上取得了巨大成功，但当前锂离子电池所含的有机液体电解质不稳定且易燃，会导致严重的安全隐患，而且不均匀的li沉积和枝晶生长使电池寿命也受到影响。采用固态电解质代替液态电解质的全固态锂电池受到了广泛关注，全固态锂电池具有更高的能量密度和安全稳定性。
2、迄今为止，sses可分为两大类:固体无机电解质(sies)和固体聚合物电解质(spes)。spes在室温下通常表现出低离子电导率(10-7s/cm)和较差的机械性能，sies具有较高的离子电导率(室温下＞10-4s cm-1)，宽阔的电化学窗口(＞4.0v vs.li/li+)，优越的机械强度(对于氧化物＞1gpa)和绝对不可燃性。然而，无机固态电解质和电极之间的界面接触不良导致界面电阻大，阻碍了其广泛应用。目前，对于界面的处理方式通常有两种，一种是对于锂金属负极的改性，通过改善其对固态电解质的润湿性来改善界面，如surfacebromination oflithium-metal anode for high cyclic efficiency(adv.energymater.2023,13,2203233)一文将锂箔放入含有c8h17br的四氢呋喃(thf)溶液中使其表面钝化，产生溴化锂保护层，大大抑制了锂枝晶的形成并降低了二者的界面阻抗，对称电池在0.5ma cm-2电流密度时循环2400小时。另一种是对固态电
技术实现思路
1、为了克服以上技术问题，本专利技术的目的在于提供一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法和应用，通过简单的浸泡法在llzto电解质表面附着一层氧氯化锆人工sei膜，利用氧氯化锆与熔融锂金属之间的反应，使llzto电解质与锂金属紧密接触。具有降低界面阻抗且成本低廉、安全系数较高的特点。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：
3、一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法，包括以下步骤；
4、将固态电解质抛光后，放入氧氯化锆溶液中，得到表面覆盖氧氯化锆人工sei膜的固态电解质。
5、所述氧氯化锆溶液为将氧氯化锆溶解在溶剂中得到；所述溶剂为无水乙醇、甲醇或乙腈。
6、所述氧氯化锆溶液的浓度为0.5-2.5mmol/l；所述浸泡时间为0.1-120min。溶液浓度和浸泡时间影响氧氯化锆人工sei膜的厚度。
7、所述固态电解质为llzto固态电解质，所述固态电解质厚度为0.01-1mm。固态电解质的厚度影响电池中锂离子的传输。
8、所述的含氧氯化锆人工sei膜的固态电解质在制备固态锂离子电池中的应用。
9、氧氯化锆人工sei膜在改善固态电解质与锂负极之间界面接触的应用，将熔融的锂金属负极覆盖在含氧氯化锆人工sei膜的表面，以增强锂金属在固态电解质上的润湿性。
10、一种固态锂离子电池，所述固态锂离子电池以所述的含氧氯化锆人工sei膜的固态电解质最为电解质，将熔融锂浇筑到表面，形成固态电解质-反应层-锂金属界面，生成的反应层为licl和锂-锆合金的混合电子/离子导电层。
11、熔融的温度为100-500℃。
12、所述固态电解质-反应层-锂金属界面的界面阻抗值为1-400ω·cm-2。
13、本专利技术的有益效果。
14、(1)本专利技术通过简单的浸泡法对固态电解质llzto表面处理，制备工艺简单，对固态电解质本身没有任何损坏性，无需更多的化学处理，更加具有环保性。
15、(2)专利技术应用到磷酸铁锂全固态电池上，性能得到了显著的改善和提高。而且本专利技术所采取的方法可以很好地适用于其他固态电解质表面处理上，并且大幅提升电池的能量密度和循环稳定性。
16、(3)本专利技术通过在llzto电解质表面覆盖一层氧氯化锆人工sei膜，改善固态电解质与锂负极之间的润湿性，界面阻抗降低近六倍，从1368ωcm-2至233ωcm-2，并抑制锂枝晶的生成。
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1.一种氧氯化锆人工SEI膜固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将固态电解质抛光后，放入氧氯化锆溶液中，得到表面覆盖氧氯化锆人工SEI膜的固态电解质。
2.根据权利要求1所述的一种氧氯化锆人工SEI膜固态电解质的制备方法，其特征在于，所述氧氯化锆溶液为将氧氯化锆溶解在溶剂中得到；所述溶剂为无水乙醇、甲醇或乙腈。
3.根据权利要求1所述的一种氧氯化锆人工SEI膜固态电解质的制备方法，其特征在于，所述氧氯化锆溶液的浓度为0.5-2.5mmol/L；所述浸泡时间为0.1-120min。
4.根据权利要求1所述的一种氧氯化锆人工SEI膜固态电解质的制备方法，其特征在于，所述固态电解质为LLZTO固态电解质，所述固态电解质厚度为0.01-1mm。
5.根据权利要求1-4任意所述的方法得到的氧氯化锆人工SEI膜固态电解质，其特征在于，所述的含氧氯化锆人工SEI膜的固态电解质在制备固态锂离子电池中的应用。
6.根据权利要求1-4任意所述的方法得到的氧氯化锆人工SEI膜固态电解质，其特征在于，氧氯化锆人工SEI膜在改善固态电
7.一种固态锂离子电池，其特征在于，所述固态锂离子电池以权利要求1-4任一项所述的方法得到的氧氯化锆人工SEI膜固态电解质，所述的含氧氯化锆人工SEI膜的固态电解质最为电解质，将熔融锂浇筑到表面，形成固态电解质-反应层-锂金属界面，生成的反应层为LiCl和锂-锆合金的混合电子/离子导电层。
8.根据权利要求7所述的一种固态锂离子电池，其特征在于，熔融的温度为100-500℃。
9.根据权利要求7所述的一种固态锂离子电池，其特征在于，所述固态电解质-反应层-锂金属界面的界面阻抗值为1-400Ω·cm-2。
...【技术特征摘要】
1.一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将固态电解质抛光后，放入氧氯化锆溶液中，得到表面覆盖氧氯化锆人工sei膜的固态电解质。
2.根据权利要求1所述的一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法，其特征在于，所述氧氯化锆溶液为将氧氯化锆溶解在溶剂中得到；所述溶剂为无水乙醇、甲醇或乙腈。
3.根据权利要求1所述的一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法，其特征在于，所述氧氯化锆溶液的浓度为0.5-2.5mmol/l；所述浸泡时间为0.1-120min。
4.根据权利要求1所述的一种氧氯化锆人工sei膜固态电解质的制备方法，其特征在于，所述固态电解质为llzto固态电解质，所述固态电解质厚度为0.01-1mm。
5.根据权利要求1-4任意所述的方法得到的氧氯化锆人工sei膜固态电解质，其特征在于，所述的含氧氯化锆人工sei膜的固态电解质...
【专利技术属性】
技术研发人员：张潇予，徐书生，姜付义，杜伟，侯传信，孙建超，江雅珍，韩晓娇，陈帅，童涛，
申请(专利权)人：烟台大学，
类型：发明
国别省市：
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