[發(fā)明專利]一種Na3+2xZr2–xMxSi2PO12固體電解質(zhì)粉體材料的制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610393725.0
• 申請日: 2016-06-06
• 公開（公告）號: CN106064821B
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉占國;賀思博;任哲;歐陽家虎
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: C01B33/32
• 分類號: C01B33/32;H01M10/0562
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 牟永林

1.一種Na_3+2xZr_2–xM_xSi₂PO₁₂固體電解質(zhì)粉體材料的制備方法，其特征在于該方法按以下步驟進(jìn)行：

一、將NaNO₃、ZrO(NO₃)₂·2H₂O、M(NO₃)₂·nH₂O和(NH₄)₂HPO₄分別用去離子水溶解，得到濃度為1.5mol/L～6mol/L的NaNO₃溶液、濃度為0.25mol/L～1mol/L的ZrO(NO₃)₂溶液、濃度為0.1mol/L～1mol/L的M(NO₃)₂溶液和濃度為0.25mol/L～1mol/L的(NH₄)₂HPO₄溶液；所述的M(NO₃)₂·nH₂O中M＝Co²⁺、Ni²⁺、Zn²⁺或Mg²⁺；

二、向無水乙醇中加入去離子水和分散劑，攪拌至分散劑完全溶解，得到分散劑溶液，然后向分散劑溶液中加入TEOS，使用磁力攪拌器在轉(zhuǎn)速15r/min～25r/min的條件下攪拌至混合均勻，再滴加催化劑調(diào)節(jié)pH至0.5～3.5，然后在溫度為40～60℃的條件下水解1h～5h得到溶膠A；所述的去離子水與無水乙醇的體積比為1:(300～500)；所述的分散劑與TEOS的摩爾比為1:(1.8～2.2)；所述的分散劑的物質(zhì)的量與無水乙醇的體積比為(0.8～1.2)mol:100L；

三、向步驟二得到的溶膠A中依次逐滴滴加濃度為1.5mol/L～6mol/L的NaNO₃溶液、濃度為0.25mol/L～1mol/L的ZrO(NO₃)₂溶液、濃度為0.1mol/L～1mol/L的M(NO₃)₂溶液和濃度為0.25mol/L～1mol/L的(NH₄)₂HPO₄溶液，得到溶膠B，然后加熱至溫度為70～90℃，在溫度為70～90℃的條件下攪拌至溶膠B的體積變?yōu)槿苣zB初始體積的1/3，得到溶膠C；

所述的溶膠A中的分散劑與濃度為0.25mol/L～1mol/L的(NH₄)₂HPO₄溶液中NH₄⁺的摩爾比為(0.8～1.2):2；所述的濃度為1.5mol/L～6mol/L的NaNO₃溶液中的NaNO₃:濃度為0.25mol/L～1mol/L的ZrO(NO₃)₂溶液中ZrO(NO₃)₂:濃度為0.1mol/L～1mol/L的M(NO₃)₂溶液中的M(NO₃)₂:濃度為0.25mol/L～1mol/L的(NH₄)₂HPO₄溶液中的(NH₄)₂HPO₄的摩爾比為3:(2–x):x:1；其中0＜x≤0.3；

四、將步驟三得到的溶膠C在密封和避光條件下靜置陳化24h后得到凝膠D，將凝膠D放入烘箱中在溫度為70～90℃的條件下烘干24h得到前驅(qū)體；

五、將步驟四得到的前驅(qū)體研磨后裝入氧化鋁坩堝中，然后將氧化鋁坩堝放入空氣爐中，以4℃/min～6℃/min的升溫速率升溫到850～950℃，然后在溫度為850～950℃的條件下煅燒6h～12h，研磨至粒徑在0.4μm～0.6μm，得到分散良好的Na_3+2xZr_2–xM_xSi₂PO₁₂固體電解質(zhì)粉體材料。