[發(fā)明專利]LLZO制備方法、熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)及其制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910145492.6
• 申請日: 2019-02-27
• 公開（公告）號: CN109879316B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 葉丹宏;張維義;強杉杉;鄭俠;李長江;胡華榮;越云博;劉凱特
• 申請（專利權(quán)）人: 上?？臻g電源研究所
• 主分類號: H01M6/22
• 分類號: H01M6/22
• 代理公司: 上海航天局專利中心 31107
• 代理人: 余岢

1.熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)制備方法，所述熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)，由多孔疏松結(jié)構(gòu)的LLZO和堿金屬鹵化物共熔鹽組成，其中，LLZO的質(zhì)量百分量為85～95％，堿金屬鹵化物共熔鹽的質(zhì)量百分量為5～15％；

所述LLZO制備方法，包括：

1)在露點小于-40℃的環(huán)境下，將La₂O₃在800℃～1000℃的條件下焙燒12h～15h，除去La(OH)₃雜質(zhì)，將Li₂CO₃、ZrO₂和H₂C₂O₄置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥；

2)按照LLZO的組分含量，計算并分別稱取所需Li₂CO₃、La₂O₃和ZrO₂，稱取適量的H₂C₂O₄，將四種材料混合研磨均勻后，在1000℃～1200℃的條件下焙燒2～8h，然后自然冷卻并球磨粉碎均勻，得到LLZO；H₂C₂O₄占四種材料總質(zhì)量的60～67％；

所述步驟1)中，Li₂CO₃、ZrO₂和H₂C₂O₄置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥2h～4h，干燥溫度為120℃～150℃；

所述步驟2)中，Li₂CO₃需過量10～20％；

其特征在于，包括：

步驟一，在露點小于-40℃的環(huán)境下，將La₂O₃在800℃～1000℃的條件下焙燒12h，除去La(OH)₃雜質(zhì)，將Li₂CO₃、ZrO₂、H₂C₂O₄和堿金屬鹵化物共熔鹽置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥；

步驟二，按照LLZO的組分含量，計算并分別稱取所需Li₂CO₃、La₂O₃和ZrO₂，稱取適量的H₂C₂O₄，將四種材料混合研磨均勻后，在1000℃～1200℃的條件下焙燒2～8h，然后自然冷卻并球磨粉碎均勻，得到LLZO；H₂C₂O₄占四種材料總質(zhì)量的60～67％；

步驟三、稱取LLZO和堿金屬鹵化物共熔鹽，其中，LLZO的質(zhì)量百分量為85～95％，堿金屬鹵化物共熔鹽的質(zhì)量百分量為5～15％；LLZO和堿金屬鹵化物共熔鹽混合研磨均勻后，在氬氣保護氣氛下，升溫至400～500℃，維持溫度不變，并抽真空至壓力表示數(shù)-0.9MPa，再緩慢通入氬氣至壓力表示數(shù)達到0.1-0.3MPa，重復(fù)該抽真空和通氬氣加壓的操作3-5次；此后每隔1h重復(fù)上述抽真空和通氬氣的操作3-5次，2～4h后降溫并恢復(fù)到常壓，自然冷卻至室溫后，將塊狀產(chǎn)物球磨粉碎，得到熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)。

2.如權(quán)利要求1所述的熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述步驟一中，所述堿金屬鹵化物共熔鹽為LiF-LiCl-LiBr體系、LiCl-LiBr-KBr體系或LiCl-KCl體系。

3.如權(quán)利要求1所述的熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述步驟二中，將Li₂CO₃、ZrO₂、H₂C₂O₄和堿金屬鹵化物共熔鹽置于鼓風(fēng)干燥箱中干燥2h～4h，干燥溫度為120℃～150℃。

4.如權(quán)利要求1所述的熱電池用準(zhǔn)固態(tài)電解質(zhì)制備方法，其特征在于，所述步驟二中，Li₂CO₃需過量10～20％。