【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于锂离子固态电池制备，具体涉及一种具有均匀粒径的玻璃基固态电解质材料及制备方法。
技术介绍
1、可充电电池作为最重要的能量存储和转换设备，已被用于为大多数便携式电子设备和电动汽车供电，并存储由间歇性可再生资源(例如风能和太阳能)产生的电能。此外，使用可充电电池还已经在固定负载均衡中进行了尝试，该静态负载均衡中存储了便宜的夜间电能以供白天使用。在商用电池(如铅酸，镍金属氢化物，锂离子和液流电池)中，锂离子电池由于其高能量密度和长循环寿命，目前被最广泛地使用。然而，常规锂离子电池(lib)通常使用易燃的非水液体电解质，导致使用中的严重安全问题。在这方面，所有固态锂离子电池(sslibs)被视为解决基本安全问题的基本方法，它使用固态电解质(sse)代替了传统的液态锂离子电池。此外，由于sse可以抑制锂枝晶的形成并通常具有高于5v的更高的电化学窗口，可在sslib中使用锂金属阳极和高压阴极，从而产生更高的能量密度。通常，sse可分为两类，无机固体电解质包括硫化物和氧化物和peo，pvdf，pmma和pan基固体聚合物电解质无机固体电解质具有高离子电导率和高锂离子传递数。然而，一些致命的缺陷，如脆性，制造难度和电解质与电极之间的不良界面接触，使无机固体电解质难以在实际应用中使用相反，由于聚合物设计具有柔性，易于设计(例如，大规模薄电解质片制造)的独特优势，将聚合物基体与锂盐结合在一起的固体聚合物电解质似乎更加可行。进一步的研究发现，无机纳米填料(例如tio2和al2o3)可以减少聚合物基体的结晶，从而提高固体聚合物电解质的离子
2、传统的液态锂离子电池和sslib中，电解质与电极之间的界面接触性质大不相同(图1)。在前者中，液体电解质可以很好地润湿电极，而在后者中，sse和电极处于刚性接触状态。这可能会导致sslib中的界面阻抗很高。因此，为了开发成功的sslib，最小化sse和电极之间的界面电阻非常重要。已经进行了使基于石榴石基固体电解质的固态锂金属电池中的界面阻抗最小化的工作，目前已有大量的研究工作涉及使sse的电导率最大化，但很少有研究致力于使sse的界面电阻最小化。实际上，离子电导率可能不再是薄膜sse应用的限制因素。
3、现有技术如申请授权号为cn 108336402 b的中国专利技术专利公开了一种陶瓷基复合固态电解质的制备方法，其特征在于：具体制备方法如下：包括凝胶电解质的制备、陶瓷基电解质的制备以及陶瓷基复合电解质的制备，其中，凝胶电解质的制备，将丙烯酸酯材料、交联剂以及电解液混和在一起，搅拌均匀；向上述混合液中加入引发剂，加入后搅拌均匀；步骤二：陶瓷基电解质的制备将粘结剂与n-甲基吡咯烷酮溶剂按照质量比1:10-20的比例配成溶液；按照计量比称取快离子导体和锂盐加入上述溶液中，经过搅拌、超声等，获得分散均匀的浆料；将上述浆料均匀涂布到玻璃板上，在30-60℃干燥24h，然后真空50℃-60℃干燥24h，即可得到厚度10-150μm的电解质膜。
4、但是，聚合物电解质润湿电极能力差，锂离子导电率较低，界面处化学反应等问题限制了聚合物固态电解质应用。无机固态电解质具有锂离子电导率高、电化学窗口宽、良好的热稳定性、稳定的界面性质，但是固态电解质制备难度大，差的界面接触性，机械性能差，以及电池循环过程中的体积效应引起的电池性能衰减等问题制约无机固态电解质的发展。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有锂离子电池正极材料中导电性差，稳定性差的问题，提供一种具有高比表面积，高导电性和结构柔韧性的多孔网络结构，并且具有均匀粒径的玻璃基固态电解质材料及制备方法。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种玻璃基固态电解质材料，由玻璃基电解质材料、粘结剂、氟、膦盐构成，玻璃基电解质材料由硫族化合物玻璃ge2sb2sn5构成，粘结剂为聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯-六氟丙烯，聚四氟乙烯中的一种或几种，粘结剂在复合固态电解质中占的质量比例为2％或5％或6％或8％或10％，氟、膦盐为四丁基氟化铵、十四烷基三己基膦双(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸盐等组成。
4、作为优选，硫族化合物玻璃ge2sb2sn5中ge、sb、sn三种材料重量份数分别为10-22份，10-22份，56-80份。
5、作为优选，氟、膦盐重量份数分别为30-42份，58-70份。
6、本专利技术还涉及一种玻璃基电解质材料材料的制备方法：
7、7)先将2-3kg ges2,2-3kg pbs2，5-6kg sns2,混合均匀研磨0.5-1h,后将0.1-0.2kg
8、naf2加入到研磨后的ges2,pbs2,sns2的混合相中，继续研磨，研磨时间为1h；
9、8)将步骤1)制备得到的样品放入到电热井式炉中8000℃加热5h,后降温至300℃持续生长72h,得到ge2sb2sn5玻璃基体；
10、9)将步骤2)中的ge2sb2sn5玻璃基体，放入恒温烘箱中，120℃保温24h；
11、10)将玻璃基体压制为粉末，研磨2h后制备ge2sb2sn5电解质；
12、11)取步骤4)ge2sb2sn5玻璃基体与粘结剂、氟、膦盐按照一定质量比加入到行星式球磨机中，8000转搅拌5分钟后压制正直径为16mm高度为2mm的圆柱体；
13、12)将步骤5)制备得到的圆柱体放入阴极端通过电镀法、磁控溅射将膦盐包覆到圆柱体表面；
14、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
15、1)玻璃材料作为锂锂离子固态电解质，它们的无序结构可以帮助适应其体积膨胀并在锂离子插入和提取过程中保持各向异性的粒子排列并具有更好的分布。
16、2)将膦盐材料包覆到无机硫基玻璃陶瓷上，可以将其在常规电池厂的注液车间环境下组装成全固态锂离子电池，降低了生产成本和提高生产效率。
17、3)玻璃材料作为锂离子固态电解质可以有效抑制金属锂负极在充放电过程中锂枝晶的形成氟盐中的f-可以迁移到金属锂表面形成lif薄膜可以增强li的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种玻璃基固态电解质材料，其特征在于，所述玻璃基固态电解质材料，由玻璃基电解质材料、粘结剂、氟、膦盐构成，玻璃基电解质材料由硫族化合物玻璃Ge2Sb2Sn5构成，粘结剂为聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯-六氟丙烯，聚四氟乙烯中的一种或几种，粘结剂在复合固态电解质中占的质量比例为2％或5％或6％或8％或10％，氟、膦盐为四丁基氟化铵、十四烷基三己基膦双(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸盐等组成。
2.根据权利要求1所述一种玻璃基固态电解质材料，其特征在于，所述硫族化合物玻璃Ge2Sb2Sn5中Ge、Sb、Sn三种材料重量份数分别为10-22份，10-22份，56-80份。
3.根据权利要求1所述一种玻璃基固态电解质材料，其特征在于，所述氟、膦盐重量份数分别为30-42份，58-70份。
4.根据权利要求1所述一种玻璃基固态电解质材料，其特征在于，本专利技术还涉及一种玻璃基电解质材料材料的制备方法：
【技术特征摘要】
1.一种玻璃基固态电解质材料，其特征在于，所述玻璃基固态电解质材料，由玻璃基电解质材料、粘结剂、氟、膦盐构成，玻璃基电解质材料由硫族化合物玻璃ge2sb2sn5构成，粘结剂为聚偏氟乙烯，聚偏氟乙烯-六氟丙烯，聚四氟乙烯中的一种或几种，粘结剂在复合固态电解质中占的质量比例为2％或5％或6％或8％或10％，氟、膦盐为四丁基氟化铵、十四烷基三己基膦双(2,4,4-三甲基戊基)次磷酸盐等组成。
2.根据权利要...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄仁·塞雷纳，李云宝，
申请(专利权)人：广东宏德新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。