[發明專利]鋰石榴石氧化物固態電解質及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201811642669.5
• 申請日: 2018-12-29
• 公開（公告）號: CN109713363A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 龐瑞君;邵玲
• 申請（專利權）人: 蜂巢能源科技有限公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;H01M10/0525
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 趙天月

本發明公開了一種鋰石榴石氧化物固態電解質及其制備方法和應用。其中，制備鋰石榴石氧化物固態電解質的方法包括：(1)提供鋰石榴石氧化物固態電解質前驅體；(2)將所述石榴石氧化物固態電解質前驅體與溶劑混合球磨；(3)將步驟(2)得到的球磨料干燥后進行壓片；(4)將步驟(3)得到的片料置于六面頂壓機中，且進行燒結，以便得到鋰石榴石氧化物固態電解質。由此，采用該方法可以得到同時具有高致密性和高離子電導率的優勢的鋰石榴石氧化物固態電解質，且不會引入雜質元素。

技術領域

本發明屬于鋰電池技術領域，特別涉及一種鋰石榴石氧化物固態電解質及其制備方法和應用。

背景技術

相比于有機聚合物基鋰離子電池，基于無機固態快Li⁺導體電解質的全固態鋰離子電池有望解決因電解液易燃易揮發性引起的電解液泄露、干涸甚至起火等安全性問題。因此，使用不可燃的固態電解質的全固態電池作為下一代電池而備受關注。而尋找具有高鋰離子電導率、低電子電導率、在電極界面處具有高離子轉移數和具有寬電化學窗口的固態電解質對于發展全固態電池至關重要。近年來，氧化物固態電解質，特別是石榴石型氧化物固態電解質因其易于制備、高的離子電導率、良好的機械性能、熱穩定性和電化學穩定性，特別是對金屬鋰的穩定性，一經問世便得到廣泛的研究。

鋰石榴石結構固態電解質可以由多種方法合成，如：固相合成，單晶體生長，溶膠凝膠技術，Pechini法，薄膜生長技術(射頻磁控濺射、脈沖激光沉積(PLD)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD)以及sol-gel旋轉涂布)，噴霧熱解，靜電紡絲技術等。

目前提升電解質致密度的方法有通過使用燒結添加劑在界面形成玻璃相或固溶體相來提升晶界處的致密度。這種方法的缺點是：1.會引入雜質元素，甚至在晶界處生成二次相造成晶界阻抗的增加。2.添加劑的量難控制，需要進行大量的實驗去最優化添加劑的量。在燒結時相組分中通入純氧是一個經濟且簡單的方法，氧氣這種在燒結過程過填充材料的孔隙提升材料的致密度和電導率。但是這種方法很難得到致密度很高的材料，另外，純氧環境下的燒結會加速設備的老化，提升了設備使用和維護的成本。

因此，現有制備鋰石榴石氧化物固態電解質的技術有待進一步改進。

發明內容

有鑒于此，本發明旨在提出一種制備鋰石榴石氧化物固態電解質的方法，以解決現有的鋰石榴石氧化物固態電解質致密性差的問題。

為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的：

根據本發明的制備鋰石榴石氧化物固態電解質方法包括：(1)提供鋰石榴石氧化物固態電解質前驅體；(2)將所述石榴石氧化物固態電解質前驅體與溶劑混合球磨；(3)將步驟(2)得到的球磨料干燥后進行壓片；(4)將步驟(3)得到的片料置于六面頂壓機中，且進行燒結，以便得到鋰石榴石氧化物固態電解質。