[發明專利]一種微米級石榴石型無機固體電解質膜的制備方法

在審

• 申請號: 201811159924.0
• 申請日: 2018-09-30
• 公開（公告）號: CN109378525A
• 公開（公告）日: 2019-02-22
• 發明（設計）人: 陳斐;曹詩雨;查文平;沈強;張聯盟
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/0562;C04B35/50;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明;閉釗

1.一種微米級石榴石型無機固體電解質膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(a)將石榴石型無機固體電解質與溶劑、分散劑混合后進行球磨，得到第一次球磨漿料；

(b)將第一次球磨漿料與塑化劑、粘結劑混合后進行第二次球磨，得到第二次球磨漿料；

(c)利用第二次球磨漿料流延成膜，接著經干燥、熱壓、排膠、燒結處理，得到微米級石榴石型無機固體電解質膜。

2.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述石榴石型無機固體電解質使用前需進行研磨過篩處理，制成平均粒徑不超過50μm的粉體。

3.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述石榴石型無機固體電解質由傳統固相法、溶膠凝膠法、共沉淀法、微波燒結法、等離子活化燒結法、場助燒結法中的任意一種方法制備得到，其成分具體包括Li₇La₃Zr₂O₁₂、Li₅La₃Nb₂O₁₂或其Al、Ta、Ga摻雜化合物等。

4.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述溶劑選自乙醇、丁酮、甲乙酮、三氯乙烯、甲苯、二甲苯中的任意一種或其中幾種，所述分散劑選自蓖麻油、磷酸脂、乙氧基化合物、魚油、KD-1分散劑中的任意一種；所述塑化劑選自聚乙二醇、鄰苯二甲酸脂類化合物、乙二醇中的任意一種；所述粘結劑選自聚乙烯醇縮丁醛、聚丙烯酸甲脂、乙基纖維素中的任意一種。

5.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：第一次球磨時石榴石型無機固體電解質與分散劑、溶劑的質量比為100:0.5-5:50-200，第二次球磨時加入的塑化劑、粘結劑與石榴石型無機固體電解質的質量比為3-10:3-10:100。

6.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：兩次球磨過程中，球磨球與石榴石型無機固體電解質的質量比為2-5:1，球磨機轉速為100-600r/min，球磨時間為6-48h。

7.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：第二次球磨漿料除泡后經流延機流延成膜，接著將所得濕膜置于15-80℃環境中干燥6-48h，熱壓處理的溫度為40-100℃，熱壓時間為0.5-10h。

8.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于：排膠時以0.5-10℃/min的升溫速率將膜坯從室溫升至500-1000℃，保溫1-5h然后隨爐冷卻至室溫。

9.如權利要求1所述的制備方法，其特征在于，燒結具體過程為：在保護氣氛下，以3-20℃/min的升溫速率將膜坯從室溫升至1000-1200℃，保溫1-8h，然后隨爐冷卻至室溫。

10.如權利要求1-9任一項所述的制備方法，其特征在于：所述微米級石榴石型無機固體電解質膜在300℃以下具有導電性，其厚度為(20-200)μm，室溫下離子電導率為(1-16)×10^-4S/cm。