[發明專利]一種NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽的制備方法

有效

• 申請號: 202110002904.8
• 申請日: 2021-01-04
• 公開（公告）號: CN112768755B
• 公開（公告）日: 2022-05-20
• 發明（設計）人: 何特特;涂飛躍;鞠博偉;曹景超;覃事彪
• 申請（專利權）人: 長沙礦冶研究院有限責任公司
• 主分類號: H01M10/0562
• 分類號: H01M10/0562;C01B25/26;C01B25/45
• 代理公司: 長沙朕揚知識產權代理事務所(普通合伙) 43213
• 代理人: 魏龍霞

本發明公開了一種NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽的制備方法：按照化學計量比，準備各原料，然后將鋰鹽加入到磷酸溶液中溶解，得到澄清的漿料，然后加入氫氧化鋁，攪拌，得到分散均勻的漿料；將含M的化合物加入到漿料中分散均勻；將漿料干燥，破碎，燒結，得到NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽。本發明制備NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽的過程中，使用氫氧化鋁和磷酸作為原料，使氫氧化鋁溶解在磷酸中，形成磷酸氫鋁鹽(Al_x(H_yPO₄)_z復合物)，該磷酸氫鋁鹽在低溫干燥后便具有非常好的膠黏作用，從而使得多種前驅體元素緊密的結合在一起，有利于在燒結過程中元素的擴散，顯著提高后續燒結產物的純度。

技術領域

本發明屬于電池材料領域，尤其涉及一種NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽的制備方法。

背景技術

目前NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽(Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃)的批量制備，尤其是工業化生產過程中多是采用高溫固相法制備，即將各元素的化合物直接通過濕法球磨進行混合，烘干，最后進行燒結。但是此方法存在明顯缺陷：一是球磨混合一般難以混合均勻，會降低最終的燒結物相純度；二是球磨后卸料需要進行料球分離，中試難度較大且會損失物料；三是濕法球磨一般需要使用有機溶劑，如異丙醇、乙醇等，此類溶劑不僅易燃易爆且提高了生產成本。而且混合料前驅體中含有磷、鋁元素時，粉體在燒結時會形成“磷-鋁-氧”網橋，從而形成產生顯著的膠粘作用，使得物料牢固的粘接在燒結匣缽中，難以分離。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，克服以上背景技術中提到的不足和缺陷，提供一種NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽的制備方法。

為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：

一種NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽的制備方法，包括以下步驟：

(1)按照化學計量比，準備各原料，然后將鋰鹽加入到磷酸溶液中溶解，得到澄清的漿料，然后加入氫氧化鋁，攪拌，得到分散均勻的漿料；

(2)將含M的化合物加入到步驟(1)制備的漿料中攪拌均勻；其中，M為Ge、Zr、Ti中的一種或幾種；

(3)將步驟(2)得到的漿料干燥，破碎，燒結，得到NASION型固態電解質含鋁磷酸鹽Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，0＜X≤0.7。

上述的制備方法，優選的，步驟(1)中，所述磷酸濃度為40％-90％。

上述的制備方法，優選的，步驟(1)中，所述鋰鹽選自碳酸鋰和氫氧化鋰的一種或幾種。

上述的制備方法，優選的，步驟(2)中，含M的化合物為含M的氧化物，該氧化物粒徑分布中D50不超過500nm，進一步優選為5-100nm，更優選為5-20nm。

本發明中的粒徑分布均是以體積分數為指標進行統計的。

上述的制備方法，優選的，步驟(3)中，所述干燥溫度為80-200℃。

上述的制備方法，優選的，步驟(3)中，燒結溫度為600-1000℃，燒結的時間為2-8h。

與現有技術相比，本發明的優點在于：