[發(fā)明專利]一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法

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• 申請日: 2020-08-07
• 公開（公告）號: CN111987345A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設計）人: 陳慶;廖健淞;司文彬;白濤
• 申請（專利權）人: 成都新柯力化工科技有限公司
• 主分類號: H01M10/056
• 分類號: H01M10/056;H01M10/058;H01M10/0525;H01M10/42
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將ZrW₂O₈粉體與聚乙二醇-6000加入水溶液進行超聲分散，然后與分散介質、苯乙烯和過氧化苯甲酰混合，在氬氣保護下攪拌2h并升溫至75℃進行聚合反應4h形成懸濁液，分離清液后使用蒸餾水和酸液洗滌除去未被包覆的ZrW₂O₈粉體，獲得聚苯乙烯包覆ZrW₂O₈微球；其中，各原料重量份為，ZrW₂O₈ 50-100份，聚乙二醇-6000 30-50份，分散介質5-10份，苯乙烯100-150份，過氧化苯甲酰100-150份；

（2）將硝酸鑭、硝酸鋰、鈦酸四丁酯按照摩爾比La：Li：Ti=1:1:2混合，添加助劑配置為溶膠，將溶膠均分為三份，兩份與聚苯乙烯包覆ZrW₂O₈微球按照質量比2:5-10混合后進行膜過濾，在膜表面形成LLTO前驅體/聚苯乙烯包覆ZrW₂O₈微球層，即得過濾膜；一份溶膠經冷凍干燥離心分離制得凝膠，將凝膠夾在兩張過濾膜中間，壓實后烘干2h，獲得具有孔隙層/致密層/孔隙層結構的層狀材料；

（3）向層狀材料兩面分別涂布正極和負極漿料，進行熱壓成型后使用模具將膜材夾緊進行降溫燒結，自然冷卻至室溫經后續(xù)裝配獲得所需的固態(tài)電池。

2.根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（1）中，所述分散介質為常用有機分散介質；所述有機分散介質為乙醇、乙二醇、二甲亞砜、異丙醇或乙酸異戊酯中的至少一種。

3. 根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于：步驟（1）中各原料重量份為，ZrW₂O₈ 60-80份，聚乙二醇-6000 35-45份，分散介質6-8份，苯乙烯110-130份，過氧化苯甲酰120-140份；優(yōu)選為各原料重量份為，ZrW₂O₈ 70份，聚乙二醇-6000 40份，分散介質7份，苯乙烯120份，過氧化苯甲酰130份。

4.根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述助劑為乙酰丙酮和稀硝酸，乙酰丙酮和稀硝酸的質量比為3-5:5-12。

5.根據權利要求1或4所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述助劑添加量為硝酸鑭、硝酸鋰、鈦酸四丁酯混合后總質量的3-8%。

6.根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述過濾膜為有機半透膜；所述有機半透膜為醋酸纖維素膜。

7.根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（2）中，所述烘干溫度為50-80℃。

8.根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（3）中，所述熱壓成型溫度為280-300℃，成型壓力10-20bar。

9.根據權利要求1所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，步驟（3）中，所述降溫燒結工藝為850-950℃燒結5-7h，700-800℃燒結2-4h，400-500℃燒結2-4h。

10.根據權利要求9所述的一種提高固態(tài)鋰電池燒結性能的方法，其特征在于，所述降溫燒結工藝為900℃燒結6h，750℃燒結3h，450℃燒結3h。