一种Na3+axMxZr2-xSi2PO12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种Na<subgt;3+ax</subgt;M<subgt;x</subgt;Zr<subgt;2‑x</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，包括：配制Na<subgt;3+</subgt;<subgt;ax</subgt;M<subgt;x</subgt;Zr<subgt;2‑x</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;前驱体溶液，所述前驱体溶液由钠源、M源、锆源、硅源、磷源、聚合物、溶剂和有机酸组成；设置包括电压、流速和纺丝距离在内的静电纺丝参数，进行Na<subgt;3+ax</subgt;M<subgt;x</subgt;Zr<subgt;2‑x</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;前驱体纤维制备；将Na<subgt;3+ax</subgt;M<subgt;x</subgt;Zr<subgt;2‑x</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;前驱体纤维进行干燥，并对其进行高温晶化处理。本发明专利技术的目的在于提供了一种Na<subgt;3+ax</subgt;M<subgt;x</subgt;Zr<subgt;2‑x</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其具有烧结温度低、纳米纤维长径比可调、钠离子电导率高的特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于能源材料，具体涉及一种na3+axmxzr2-xsi2po12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法。

技术介绍

1、自锂离子电池问世以来，高能量密度、低自放电、长寿命、环保等优点令其广泛应用于便携式电子设备、电动汽车、航空航天和国防军事等领域。随着近年来电动汽车的快速发展和大规模储能设备的建设，传统锂离子电池的锂资源短缺和分布不均、高温、过充和意外短路情况下易着火爆炸迫使大家将目光转向成本低、安全性高的钠离子电池上。其中，开发全固态钠离子电池是解决以上问题的一种理想途径。

2、理想的钠离子固体电解质不仅需要高的室温离子电导率、宽的电化学窗口和良好的电极相容性，而且还要有良好的对o2/h2o稳定性。其中，聚合物固体电解质的室温离子电导率普遍偏低、电化学窗口窄；硫化物固态电解质室温下离子电导率高，但对o2和h2o不稳定；氧化物和磷酸盐的空气稳定性高、离子电导率好，但薄膜化、脆性和与电极间的界面问题难以解决；聚合物复合固体电解质兼具聚合物/陶瓷固体电解质的优点，成膜型和与电极的界面接触好，成为最理想的固态钠离子电池固体电解质材料。研究表明，具有本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Na3+axMxZr2-xSi2PO12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维陶瓷电解质的结构通式为Na3+axMxZr2-xSi2PO12，其中：M选自二价金属元素Mg、Ca、Cd、Zn或三价金属元素Al、Ga、In、Sc、La、Y、Yb、Nd、Gd、Lu或四价金属Ge、Ce、Hf或五价金属元素Nb、Ta中的一种或几种；0≤≤x≤1，M为二价金属元素时a＝2，M为三价金属元素时a＝1，M为四价金属元素时a＝0，M为五价金属元素时a＝-1；

2.根据权利要求1所述的Na3+axMxZr2-xSi2PO12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，步骤S...

【技术特征摘要】

1.一种na3+axmxzr2-xsi2po12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，所述纳米纤维陶瓷电解质的结构通式为na3+axmxzr2-xsi2po12，其中：m选自二价金属元素mg、ca、cd、zn或三价金属元素al、ga、in、sc、la、y、yb、nd、gd、lu或四价金属ge、ce、hf或五价金属元素nb、ta中的一种或几种；0≤≤x≤1，m为二价金属元素时a＝2，m为三价金属元素时a＝1，m为四价金属元素时a＝0，m为五价金属元素时a＝-1；

2.根据权利要求1所述的na3+axmxzr2-xsi2po12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述钠源、m源、锆源、硅源、磷源的摩尔比为(2.7～4)：(0～1)：(1～2)：2：1。

3.根据权利要求1所述的na3+axmxzr2-xsi2po12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述钠源为乙酸钠、硝酸钠、氯化钠中的至少一种；所述m源为m的硝酸盐、乙酸盐、氯化物中的至少一种；所述锆源为硝酸氧锆；所述硅源为正硅酸乙酯；所述的磷源为苯基磷酸。

4.根据权利要求1所述的na3+axmxzr2-xsi2po12纳米纤维陶瓷电解质的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述聚合物为聚乙烯醇、聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯腈、聚氧化乙烯中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的na3+axmxzr2-xsi2po12纳米纤维...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中跃，张昌隆，韦玮，吕鹏，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：