[發(fā)明專利]用于固態(tài)電解質(zhì)的磷酸鋰鋁鈦的制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202010173942.5
• 申請日: 2020-03-13
• 公開（公告）號(hào): CN113336213A
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳乃立;張杰涵
• 申請（專利權(quán)）人: 臺(tái)灣立凱電能科技股份有限公司
• 主分類號(hào): C01B25/45
• 分類號(hào): C01B25/45;H01M10/0525;H01M10/0562
• 代理公司: 隆天知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 72003
• 代理人: 張福根;付文川

本發(fā)明提供一種用于固態(tài)電解質(zhì)的一磷酸鋰鋁鈦的制備方法，依序包括步驟：(S1)將一鋰源加入一磷酸水溶液中進(jìn)行一中和反應(yīng)，其中該磷酸水溶液系加水稀釋構(gòu)成，且具有一稀釋黏度；(S2)于該鋰源與該磷酸水溶液的該中和反應(yīng)完成后，加入一鋁源以及一鈦源，且共同混合形成一混合液；(S3)去除該混合液中的水分，且形成一反應(yīng)混合物；以及(S4)熱處理該反應(yīng)混合物，形成用于固態(tài)電解質(zhì)的該磷酸鋰鋁鈦。利用加水稀釋后的磷酸作為原料，有效避免于制備過程中產(chǎn)生氨氣排放，增加制備過程的安全性，同時(shí)提升制備過程的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明系關(guān)于一種固態(tài)電解質(zhì)的制備方法，尤指一種用于固態(tài)電解質(zhì)的磷酸鋰鋁鈦的制備方法，有效避免于制備過程中產(chǎn)生氨氣排放，增加制備過程的安全性，同時(shí)提升制備過程的效率。

背景技術(shù)

近年來，全固態(tài)鋰離子電池(Lithium-ion battery，LIB)的發(fā)展，因?yàn)槠涓吣芰棵芏取⒘己玫陌踩约把h(huán)性能而受到廣泛的關(guān)注。其中安全性的部分尤其重要，現(xiàn)在市面上商業(yè)化的液態(tài)LIB，因含有有機(jī)電解液，發(fā)生意外時(shí)可能導(dǎo)致起火燃燒，甚至于發(fā)生爆炸，造成安全上的疑慮；而固態(tài)LIB則可以解決此問題。在未來，固態(tài)LIB便會(huì)于儲(chǔ)能及電動(dòng)車上廣泛的應(yīng)用。

固態(tài)LIB中最重要的構(gòu)成組件便是固態(tài)電解質(zhì)，目前較常看到的固態(tài)電解質(zhì)為鋰超離子導(dǎo)體(lithium superionic conductor,簡稱為LISICON)結(jié)構(gòu)的 Li₃PS₄、硫銀鍺礦(Argyrodite)結(jié)構(gòu)的Li₇PS₆、石榴石(Garnet)結(jié)構(gòu)的 Li₇La₃Zr₂O₁₂、鈉超離子導(dǎo)體(Sodiumsuperionic conductor，簡稱為NASICON) 結(jié)構(gòu)的Li_1+xAl_xT_i2-x(PO4)₃(磷酸鋁鈦鋰，簡稱LATP)、以及氮化鋰(Li₃N)、氮?dú)浠?Li₂NH)等。其中以磷酸鋰鋁鈦，具有高體積電導(dǎo)率、優(yōu)異的抗空氣及水穩(wěn)定性，和較低的制備成本，咸認(rèn)為具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。

一般磷酸鋰鋁鈦的合成方法有固態(tài)反應(yīng)法、熔膠凝膠法、共沉淀法等，其中固態(tài)反應(yīng)法最適合大量生產(chǎn)。固態(tài)反應(yīng)法中，現(xiàn)有的合成技術(shù)中鋰(Li) 的來源大部分為碳酸鋰(Li₂CO₃)、或氫氧化鋰(LiOH)；鋁(Al)的來源則為三氧化二鋁(Al₂O₃)或氫氧化鋁(Al(OH)₃)；鈦(Ti)的來源為二氧化鈦(TiO₂)，而磷酸根(PO₄^3-)的來源則是磷酸氫二銨((NH₄)₂HPO₄)。然而傳統(tǒng)制程在使用 (NH₄)₂HPO₄進(jìn)行磷酸鋰鋁鈦合成時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一些問題，中間產(chǎn)物在高溫煅燒過程中會(huì)溶解，并產(chǎn)生氨氣的排放，造成嚴(yán)重工安問題。

因此，實(shí)有必要提供一種用于固態(tài)電解質(zhì)的磷酸鋰鋁鈦的制備方法，以解決前述問題，有效避免于制備過程中產(chǎn)生氨氣排放，增加制備過程的安全性，同時(shí)提升制備過程的效率。

發(fā)明內(nèi)容