一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法技术

本发明专利技术属于固态电解质制备和电化学储能技术领域，涉及一种基于陶瓷颗粒‑沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法。制备方法：将陶瓷颗粒均匀分散于沸石生长的分散系中，于陶瓷颗粒表面原位生长形成良好的沸石包覆层，得到陶瓷颗粒‑沸石核壳结构；而后压片、烧结得到陶瓷/沸石复合结构，将陶瓷/沸石复合结构置于电解液或离子液体中负压吸附，得复合固态电解质。本发明专利技术利用陶瓷颗粒‑沸石核壳结构粉料在沸石与陶瓷颗粒之间形成无堆积孔隙的致密陶瓷颗粒/沸石复合结构，可避免孔隙对离子传输的阻碍作用，并且利用核壳结构阻止电化学过程中陶瓷颗粒的副反应，提高复合固态电解质的离子电导率和稳定性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于固态电解质制备和电化学储能，涉及一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法。

技术介绍

1、陶瓷基固态电解质(sses)是一种固体离子导体电解质，用于锂(或钠、钾、镁、铝、锌等)离子电池中，可以提高电池的安全性，解决有机电解液易泄漏、易燃等问题，并且实现更高的功率密度和可循环性。目前常见的陶瓷基固态电解质种类较多，包括氧化物、硫化物、磷酸盐等。但是，陶瓷基固态电解质烧制过程难以避免的孔隙率导致其离子电导率难以达到预期水平。目前，利用特殊烧结技术、粉体造粒技术等能够通过提高致密度来提高陶瓷基固态电解质的电导率，但是孔隙对离子传导的阻碍作用无法消除。此外，离子导电率较高的硫化物固态电解质使用过程会因为副反应的发生释放有毒的含硫气体，导致电池失效和安全问题。因此，如何降低陶瓷基固态电解质的孔隙率成为提高其电导率和利用价值亟待解决的问题。

技术实现思路

1、针对目前陶瓷基固态电解质中孔隙对离子传输的阻碍作用以及硫化物固态电解质副反应释放有毒的含硫气体等问题，本专利技术提供一种基于陶瓷颗粒-本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的固态电解质陶瓷颗粒选自固相法制备的氧化物、硫化物或磷酸盐；优选的，步骤(1)所述的固态电解质陶瓷颗粒为钠离子固态电解质陶瓷颗粒，颗粒尺寸为0.5～10μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述洗涤干燥：洗涤次数不少于3次，干燥温度为50～90℃；步骤(1)中所述沸石生长的分散系：分散剂为水，分...

【技术特征摘要】

1.一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的固态电解质陶瓷颗粒选自固相法制备的氧化物、硫化物或磷酸盐；优选的，步骤(1)所述的固态电解质陶瓷颗粒为钠离子固态电解质陶瓷颗粒，颗粒尺寸为0.5～10μm。

3.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述洗涤干燥：洗涤次数不少于3次，干燥温度为50～90℃；步骤(1)中所述沸石生长的分散系：分散剂为水，分散质包括可溶于水的锂、钠或钾的偏铝酸盐和锂、钠或钾的硅酸盐；所述分散系中偏铝酸盐和硅酸盐的浓度均为1mol l-1。

4.根据权利要求3所述的一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，分散质为摩尔比为1:1.1的偏铝酸钠和硅酸钠；优选的，步骤(1)中所述固态电解质陶瓷颗粒与分散系的质量体积比为1:(2.17～6.55)g/ml。

5.根据权利要求1所述的一种基于陶瓷颗粒-沸石核壳结构的复合固态电解质的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述生长的时间为24-100h；优选的，步骤(1)中所固态电解质陶瓷颗粒通过搅拌或者超声均匀分散于沸石生长的分散系中，采用的分散方式为磁力搅拌、机械搅拌或者超声分散中的一种或者几...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小龙，郝霄鹏，吴拥中，杨俊伟，艾子政，修志亮，邵永亮，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：