[發(fā)明專(zhuān)利]鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物去污方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911409562.0
• 申請(qǐng)日: 2019-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111375591A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: S.庫(kù)潘;K.哈里;M.梅茨格;N.克雷格;J.克里斯琴森
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): B08B3/08
• 分類(lèi)號(hào): B08B3/08;H01M10/058;H01M10/0562;H01M10/0565
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 張華;梅黎

本發(fā)明涉及鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料的去污方法。該方法包括在以一種無(wú)機(jī)鹽濃度包含無(wú)機(jī)鹽的第一有機(jī)溶劑中浸泡具有第一厚度的表面污染物的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得經(jīng)浸泡的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料。該方法進(jìn)一步地包括在第二有機(jī)溶劑中漂洗所述經(jīng)浸泡的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，其具有少于第一厚度的表面污染物的第二厚度的表面污染物。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物去污方法和去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，并且在一些實(shí)施方案中，涉及這樣的材料作為具有改善的界面性能的固態(tài)電解質(zhì)(SSE)的用途。

背景技術(shù)

在室溫下顯示大于10mScm^-1的Li⁺導(dǎo)電率的固態(tài)電解質(zhì)(SSE)體系已經(jīng)顯示出有望將鋰金屬陽(yáng)極應(yīng)用于高能量和高功率密度的電池中。相對(duì)于傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)體系，這種應(yīng)用可以提供若干優(yōu)點(diǎn)。這些益處的非限制性實(shí)例包括更高的重量和容量能量密度、更寬的可操作電壓、更寬的溫度范圍、和提高的安全性。然而，對(duì)于在這樣的應(yīng)用中實(shí)施這樣的具有鋰金屬陽(yáng)極的SSE體系來(lái)說(shuō)，仍然許多障礙存在。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了一種鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料的去污方法。該方法包括在以一種無(wú)機(jī)鹽濃度包含無(wú)機(jī)鹽的第一有機(jī)溶劑中浸泡具有第一厚度的表面污染物的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得經(jīng)浸泡的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料。該方法進(jìn)一步地包括在第二有機(jī)溶劑中漂洗所述經(jīng)浸泡的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，其具有少于第一厚度的表面污染物的第二厚度的表面污染物。第一厚度可以是以下的值中的任何一個(gè)或在以下的值中的任兩個(gè)的范圍中：50、55、60、65和70nm。第二厚度可以是以下的值中的任何一個(gè)或在以下的值中的任兩個(gè)的范圍中：1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、3.0、4.0和5.0nm。

根據(jù)另一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了一種形成固態(tài)電解質(zhì)材料的方法。該方法包括在以一種無(wú)機(jī)鹽濃度包含無(wú)機(jī)鹽的第一有機(jī)溶劑中浸泡具有第一厚度的表面污染物的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得經(jīng)浸泡的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料。該方法進(jìn)一步地包括在第二有機(jī)溶劑中漂洗所述經(jīng)浸泡的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，其具有少于第一厚度的表面污染物的第二厚度的表面污染物。該方法還包括干燥所述去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，以獲得干燥的、去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料。該方法還包括混合所述干燥的、去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料與聚合物材料，以形成固態(tài)電解質(zhì)材料。

在又一個(gè)實(shí)施方案中，公開(kāi)了薄膜固態(tài)電解質(zhì)材料。所述薄膜固態(tài)電解質(zhì)材料包括去污的鋰導(dǎo)電陶瓷氧化物材料，其包括小于5.0nm的碳酸氫鹽的表面厚度。所述薄膜固態(tài)電解質(zhì)材料進(jìn)一步地包括聚合物材料。所述薄膜固態(tài)電解質(zhì)材料具有小于100μm的厚度。

附圖說(shuō)明

圖1是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的固態(tài)電池(SSB)的示意圖。

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的用于從Li⁺導(dǎo)電陶瓷氧化物除去表面污染的方法步驟的示意圖。

圖3a、3b、3c和3d顯示了在不同條件下的LLZO粉末的軟X射線吸收光譜(XAS)的圖。

圖4描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的在處理前后的在室溫下的Li/LLZO/Li電池元(cells)的代表性的奈奎斯特圖。

圖5描繪了根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案的在處理前后以1.4μAcm^-2的電流密度在室溫下的Li/LLZO/Li電池元(cells)的恒電流(galvanostic)循環(huán)的圖。

具體實(shí)施方式