[發明專利]一種玻璃-陶瓷復合薄膜固態石榴石電解質及制備方法

有效

• 申請號: 202011068151.2
• 申請日: 2020-10-08
• 公開（公告）號: CN112194372B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 宋世棟;許永強;張德權;趙寧波;秦旭輝;李婉君;阮艷莉;梅東海
• 申請（專利權）人: 天津工業大學
• 主分類號: C03C10/00
• 分類號: C03C10/00;H01M10/0562
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 陸藝

1.一種玻璃-陶瓷復合薄膜固態石榴石電解質的制備方法，其特征是包括如下步驟：

（1）按摩爾比為1:（50～500）的比例，將醇鋰加入到乙二醇甲醚中，再按Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂的化學計量比加入醇鋯、有機鑭鹽和醇鉭，攪拌使固體溶解，再加入相當于鋰離子0.1～20摩爾倍的水，加熱至30^oC～150^oC，攪拌，至溶液呈凝膠狀，停止加熱和攪拌；所述凝膠狀Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂簡稱為凝膠LLZTO；

（2）將簡稱為晶體LLZTO的納米石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂立方晶體納米粉末加入到凝膠LLZTO中，所述晶體LLZTO與凝膠LLZTO的摩爾比為（1-100）:100，攪拌均勻為漿料；

（3）將漿料滴在基底上，將基底固定在旋涂機上，在轉速為100-6000rpm 旋涂5-200秒，得到涂有漿料的基底；

（4）將涂有漿料的基底置于馬弗爐中，從室溫升至300-400^oC，保溫1-60min以除去有機物，再升至500-700^oC保溫1-30min，自然降溫至室溫；

（5）重復（3）和（4）1-30次，得到玻璃-陶瓷復合薄膜固態石榴石電解質。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（1）為：按摩爾比為1:250的比例，將醇鋰加入到乙二醇甲醚中，再按Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂的化學計量比加入醇鋯、有機鑭鹽和醇鉭，攪拌使固體溶解，再加入相當于鋰離子5摩爾倍的水，加熱至80^oC，攪拌，至溶液呈凝膠狀，停止加熱和攪拌；所述凝膠狀Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂簡稱為凝膠LLZTO。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（2）為：將簡稱為晶體LLZTO的納米石榴石型Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂立方晶體納米粉末加入到凝膠LLZTO中，晶體LLZTO與凝膠LLZTO的摩爾比為10:100，攪拌均勻為漿料。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（3）為：將漿料滴在基底上，將基底固定在旋涂機上，在轉速為3000rpm 旋涂20秒，得到涂有漿料的基底。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征是所述步驟（4）為：將涂有漿料的基底置于馬弗爐中，以3^oC/min從室溫升至400^oC，保溫30min以除去有機物，再以5^oC/min升至600^oC保溫5min，自然降溫至室溫。

6.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是所述醇鋰為叔丁醇鋰、甲醇鋰、乙醇鋰或異丙醇鋰。

7.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是所述醇鋯為正丁醇鋯、叔丁醇鋯或正丙醇鋯。

8.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是所述有機鑭鹽為2-甲氧基乙氧基鑭或醋酸鑭。

9.根據權利要求1或2所述的方法，其特征是所述醇鉭為乙醇鉭、丁醇鉭、甲醇鉭或異丙醇鉭。

10.權利要求1-9任一項的方法制備的玻璃-陶瓷復合薄膜固態石榴石電解質。