【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及固态电解质材料制备及应用，具体而言，涉及一种改性锂镧锆氧材料及其制备方法与应用。
技术介绍
1、锂离子电池因其环境友好、污染小、循环寿命长、没有记忆效应等优点，已经逐渐代替了镍氢电池和镍镉电池，但是锂离子电池要走向大型化、高能化，必须保证其具有良好的安全性。对于锂离子电池来说，安全隐患主要来源于电池的液体电解质在过充放、热冲击、短路等情况下发生反应而引起电池膨胀、起火甚至爆炸，这直接威胁着人身健康和设备的安全。
2、固态电解质可以克服液体电解质存在的上述安全问题，固态电解质实现导电需要依靠导电离子迁移作用，离子迁移速率越快，电解质的导电性也就越好，其中锂镧锆氧(li7la3zr2o12、llzo)固体电解质因为其较高的离子导电能力、较宽的电化学窗口、对锂金属负极较好的稳定性以及与高电位正极材料的界面适应性等优势，在无机固态电解质中表现出较强的竞争力。
3、但是，llzo暴露在湿气中会发生li+/h+交换，表面会生成li2co3，这会导致材料的离子电导率下降，进一步限制了llzo的发展。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种改性锂镧锆氧材料及其制备方法与应用，以解决现有技术中锂镧锆氧材料易受环境的影响导致离子电导率下降的问题。
2、为了实现上述目的，根据本专利技术的第一方面，提供了一种改性锂镧锆氧材料，该改性锂镧锆氧材料包含锂镧锆氧材料和ticn/w-cu复合材料，其中，ticn/w-cu复合材料包覆于锂镧锆氧材料外表面
3、进一步地，上述锂镧锆氧材料与ticn/w-cu复合材料的质量比为100：(0.1-0.9)。
4、进一步地，上述锂镧锆氧材料中li、la、zr元素的物质的量之比为(7.0-7.1)：3：2；ticn/w-cu复合材料中ticn、w、cu的质量比为(2-3):(76.5-85.5):(13.5-15.5)。
5、进一步地，上述ticn/w-cu复合材料是通过将含铜、钨和碳氮化钛的混合粉末以放电等离子烧结处理法包覆于所述锂镧锆氧材料表面的。
6、根据本专利技术的第二方面，提供了一种上述改性锂镧锆氧材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：
7、s1，称取锂源、镧源和锆源，并将其分散于分散剂中，得到分散液，对分散液进行球磨、干燥、烧结、冷却，得到锂镧锆氧材料；
8、s2，将锂镧锆氧材料、ticn、铜钨复合粉末、铜粉混合，得到混合粉，对混合粉进行球磨，然后通过放电等离子烧结处理得到改性锂镧锆氧材料；铜钨复合粉末为铜包覆钨复合粉末或铜粉和钨粉的混合粉末。
9、进一步地，s1中，锂源包括碳酸锂、氢氧化锂、硝酸锂中的至少一种；和/或，镧源包括氧化镧、氢氧化镧、硝酸镧中的至少一种；和/或，锆源包括氧化锆、氢氧化锆中的至少一种；和/或，分散剂包括无水乙醇、异丙醇中的至少一种，分散液的固含量为30％-50％。
10、进一步地，s2中，铜钨复合粉末为铜包覆钨复合粉末，铜包覆钨复合粉末中钨和铜的物质的量之比为(2-3)：1。
11、进一步地，s1中，球磨的转速为200-600rpm，所述球磨的时间为2-4h；和/或
12、干燥的温度为60-90℃，干燥的时间为4-10h；和/或
13、烧结的温度为900-1100℃，烧结的时间为10-20h，烧结的气氛为空气。
14、进一步地，s2中，球磨的转速为100-300rpm，球磨的时间为8-16h；和/或
15、放电等离子烧结的条件为：温度为1100-1200℃，时间为3-5min，压力为30-50mpa，升温速率为35-50℃/s；放电等离子烧结过程中粉料放置在石墨模具中在惰性气体中进行烧结。
16、根据本专利技术的第三方面，提供了一种上述改性锂镧锆氧材料在固态电解质中的应用。
17、根据本专利技术的第四方面，提供了一种上述改性锂镧锆氧材料在制备锂离子固态电池中的应用。
18、应用本专利技术的技术方案，通过对锂镧锆氧材料的结构进行优化，以ticn/w-cu复合材料包覆于锂镧锆氧材料的外表面，可以有效减缓锂镧锆氧材料与空气发生反应，有助于改善锂镧锆氧材料的离子电导率，扩大其应用范围。
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1.一种改性锂镧锆氧材料，其特征在于，包含锂镧锆氧材料和TiCN/W-Cu复合材料，所述TiCN/W-Cu复合材料包覆于所述锂镧锆氧材料外表面。
2.根据权利要求1所述的改性锂镧锆氧材料，其特征在于，所述锂镧锆氧材料与所述TiCN/W-Cu复合材料的质量比为100：(0.1-0.9)。
3.根据权利要求1或2所述的改性锂镧锆氧材料，其特征在于，所述锂镧锆氧材料中Li、La、Zr元素的物质的量之比为(7.0-7.1)：3：2；所述TiCN/W-Cu复合材料中TiCN、W、Cu的质量比为(2-3):(76.5-85.5):(13.5-15.5)。
4.根据权利要求3所述的改性锂镧锆氧材料，其特征在于，所述TiCN/W-Cu复合材料是通过将含铜、钨和碳氮化钛的混合粉末以放电等离子烧结处理包覆于所述锂镧锆氧材料表面的。
5.一种根据权利要求1至4中任一项所述的改性锂镧锆氧材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
6.根据权利要求5所述的改性锂镧锆氧材料的制备方法，其特征在于，
7.根据权利要求5或6所述的改性锂镧锆
8.根据权利要求5或6所述的改性锂镧锆氧材料的制备方法，其特征在于，所述S2中，所述球磨的转速为100-300rpm，所述球磨的时间为8-16h；和/或
9.根据权利要求1至4中任一项所述的改性锂镧锆氧材料或权利要求5至8中任一项所述的制备方法制得的改性锂镧锆氧材料在固态电解质中的应用。
10.根据权利要求1至4中任一项所述的改性锂镧锆氧材料或权利要求5至8中任一项所述的制备方法制得的改性锂镧锆氧材料在制备锂离子固态电池中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种改性锂镧锆氧材料，其特征在于，包含锂镧锆氧材料和ticn/w-cu复合材料，所述ticn/w-cu复合材料包覆于所述锂镧锆氧材料外表面。
2.根据权利要求1所述的改性锂镧锆氧材料，其特征在于，所述锂镧锆氧材料与所述ticn/w-cu复合材料的质量比为100：(0.1-0.9)。
3.根据权利要求1或2所述的改性锂镧锆氧材料，其特征在于，所述锂镧锆氧材料中li、la、zr元素的物质的量之比为(7.0-7.1)：3：2；所述ticn/w-cu复合材料中ticn、w、cu的质量比为(2-3):(76.5-85.5):(13.5-15.5)。
4.根据权利要求3所述的改性锂镧锆氧材料，其特征在于，所述ticn/w-cu复合材料是通过将含铜、钨和碳氮化钛的混合粉末以放电等离子烧结处理包覆于所述锂镧锆氧材料表面的。
5.一种根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴亮，杨茂萍，徐丹丹，汪伟伟，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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