一种角蛋白辅助溶胶-凝胶法制备LLZO纳米粉体的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种角蛋白辅助溶胶‑凝胶法制备LLZO纳米粉体的方法及其应用。该方法包括：将废旧羊毛等来源的角蛋白与锂源、镧源、锆源、铝源及铌源等前驱体在水溶液中混合，形成均匀稳定的前驱体溶液；随后将溶液加热搅拌形成溶胶，再经高温干燥处理形成凝胶；最后将凝胶前驱体高温煅烧，得到目标产物。本发明专利技术利用角蛋白作为天然大分子络合剂和有机模板，有效促进了金属离子在前驱体中的均匀分散，简化了制备工艺，并通过Nb/Al共掺杂策略，成功制备出粒径在30‑100 nm、高纯度、高结晶度的立方相LLZO纳米粉体。该方法绿色环保，实现了废弃资源的高值化利用，所得粉体具有优异的离子电导率和电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固态电解质材料，涉及一种角蛋白辅助溶胶-凝胶法制备llzo纳米粉体的方法及其应用。

技术介绍

1、随着移动电子设备、电动汽车以及大型储能系统的快速发展，锂离子电池因其高能量密度和良好的循环稳定性成为核心储能技术。为进一步提升锂电池的安全性和能量密度，全固态锂金属电池（asslb）受到了广泛关注。其中，立方相li7la3zr2o12（llzo）因其优异的离子导电性和化学稳定性，成为最具潜力的固态电解质材料之一。

2、然而，llzo存在多种晶相，其中具有高离子导电性的是立方相，而其在室温下稳定存在的却是离子电导率低几个数量级的四方相。为稳定高导电性的立方相，通常需要采用元素掺杂和高温烧结（通常高于1000℃）。

3、目前，制备llzo粉体的主流方法包括高温固相法和溶胶-凝胶法。高温固相法工艺简单，但通常需要较高的煅烧温度和长时间的保温，能耗大，且产物颗粒尺寸不均、易于团聚，难以获得纳米级的均匀粉体。溶胶-凝胶法能够在原子或分子水平上实现前驱体的均匀混合，从而降低合成温度、缩短反应时间，并能更好地控制产物的形貌和粒径。然而，本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种角蛋白辅助溶胶-凝胶法制备LLZO纳米粉体的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1中所述角蛋白是通过废旧羊毛在碱性还原性溶液中处理后，经断链、沉淀、离心、洗涤和干燥，得到的角蛋白粉末。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述角蛋白的提取采用0.5-1mol/L NaOH或KOH水溶液，辅以0.1mol/L Na2S、0.05mol/L Na2S2O3或0.05mol/L巯基乙醇作为还原剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：S1所述前驱体溶液中，各金属元素的摩尔比为：Li为6.5-...

【技术特征摘要】

1.一种角蛋白辅助溶胶-凝胶法制备llzo纳米粉体的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：s1中所述角蛋白是通过废旧羊毛在碱性还原性溶液中处理后，经断链、沉淀、离心、洗涤和干燥，得到的角蛋白粉末。

3. 根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述角蛋白的提取采用0.5-1mol/l naoh或koh水溶液，辅以0.1mol/l na2s、0.05mol/l na2s2o3或0.05mol/l巯基乙醇作为还原剂。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：s1所述前驱体溶液中，各金属元素的摩尔比为：li为6.5-7.5；la为2.8-3.2；zr为1.8-2.2；al为0.1-0.5；nb为0.05-0.3；以100 m...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德华，申盼盼，马颖媛，王帆，胡毅，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：