一种锂镧锆钽氧固态电解质及其制备方法和应用与流程

文档序号:26540790发布日期:2021-09-07 21:43阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种锂镧锆钽氧固态电解质的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将锂源、锆源、镧源、钽源、助烧剂和第一溶剂混合,干燥后进行烧结,将得到的烧结产物与第二溶剂混合并进行陶瓷膜洗涤,得到所述锂镧锆钽氧固态电解质。2.根据权利要求1所述的锂镧锆钽氧固态电解质的制备方法,其特征在于,所述锂源包括氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂或硝酸锂中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述锆源包括氧化锆或氢氧化锆;优选地,所述镧源包括氧化镧或氢氧化镧;优选地,所述钽源包括氧化钽或硝酸钽;优选地,所述助烧剂包括氧化铝或硝酸铝。3.根据权利要求1或2所述的锂镧锆钽氧固态电解质的制备方法,其特征在于,所述锂源、镧源、锆源、钽源和助烧剂的质量比为(18.9~20.4):(2~32):14.1:(3.6~10.8):1;优选地,所述第一溶剂包括异丙醇、正丁醇或乙醇中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述锂源、锆源、镧源、钽源和助烧剂的总质量与所述第一溶剂质量之比为(0.2~0.8):1优选地,所述将锂源、锆源、镧源、钽源、助烧剂和第一溶剂混合的方法包括砂磨机混合;优选地,所述干燥的方法包括喷雾干燥。4.根据权利要求1

3任一项所述的锂镧锆钽氧固态电解质的制备方法,其特征在于,所述烧结的温度为850

950℃;优选地,所述烧结的时间为7

9h。5.根据权利要求1

4任一项所述的锂镧锆钽氧固态电解质的制备方法,其特征在于,所述第二溶剂包括乙醇、异丙醇、n

甲基吡咯烷酮、n,n

二甲基甲酰胺或去离子水中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述将得到的烧结产物与第二溶剂混合的方法为搅拌分散;优选地,所述陶瓷膜洗涤使用的陶瓷膜管的孔径为10

200nm;优选地,所述陶瓷膜洗涤中,烧结产物与第二溶剂的质量比为20

200;优选地,所述陶瓷膜洗涤之后,还包括对洗涤后得到的纯化产物进行烘干;优选地,所述烘干的温度为60

120℃;优选地,所述烘干的方式为真空干燥、鼓风干燥或喷雾干燥中的任意一种或至少两种的组合。6.根据权利要求1

5任一项所述的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将锂源、锆源、镧源、钽源、助烧剂和第一溶剂砂磨混合,喷雾干燥后进行烧结,烧结的温度为850

950℃,烧结的时间为7

9h,将得到的烧结产物与第二溶剂搅拌分散并进行陶瓷膜洗涤,对洗涤后得到的纯化产物进行60

120℃烘干,得到所述锂镧锆钽氧固态电解质;所述陶瓷膜洗涤使用的陶瓷膜管的孔径为10

200nm;所述锂源、镧源、锆源、钽源和助烧剂的质量比为(18.9~20.4):(2~32):14.1:(3.6~10.8):1。7.如权利要求1

6任一项所述制备方法得到的锂镧锆钽氧固态电解质。8.一种带有固态电解质的正极片,其特征在于,所述正极片包含如权利要求7所述的固态电解质;
优选地,所述带有固态电解质的正极片厚度为30

140μm。9.如权利要求8所述的带有固态电解质的正极片的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:将如权利要求7所述的锂镧锆钽氧固态电解质与粘结剂和锂盐溶于第三溶剂中混合,之后将得到的混合浆料涂布在正极片上,烘干,对烘干产品进行热压处理,得到所述带有固态电解质的正极片;优选地,所述锂盐包括氟磷酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、四氟硼酸锂或二草酸硼酸锂中的任意一种或至少两种的组合;优选地,所述粘结剂包括聚偏氟乙烯;优选地,以锂镧锆钽氧固态电解质、粘结剂和锂盐的总质量为100%计,所述锂盐的质量分数为15

50wt%,锂镧锆钽氧固态电解质的质量分数为10

60wt%,粘结剂的质量分数为5

20wt%;优选地,所述第三溶剂包括n

甲基吡咯烷酮;优选地,所述混合为搅拌混合;优选地,所述正极片为磷酸铁锂正极片、镍钴锰三元材料正极片或尖晶石材料正极片中的一种;优选地,所述正极片的厚度为20

120μm;优选地,所述涂布的方法为流延涂布;优选地,所述烘干为真空烘干,所述烘干的温度为80

120℃;优选地,所述热压处理的温度为50

120℃;优选地,所述热压处理压力为10

80mpa。10.一种电池,其特征在于,所述电池包含如权利要求8所述的带有固态电解质的正极片。

技术总结
本发明提供了一种锂镧锆钽氧固态电解质及其制备方法和应用。所述方法包括以下步骤:将锂源、锆源、镧源、钽源、助烧剂和第一溶剂混合,干燥后进行烧结,将得到的烧结产物与第二溶剂混合并进行陶瓷膜洗涤,得到所述锂镧锆钽氧固态电解质。本发明提供的制备方法对批量化制备的锂镧锆钽氧材料进行高纯化处理,可以有效降低PH值、碱含量、铁等磁性元素含量,氯离子和硫酸根离子有效除去,从而使得材料可直接用于固态电池领域,同时锂离子电导率的提高,有益于固态电池性能的提升。益于固态电池性能的提升。益于固态电池性能的提升。


技术研发人员:熊伟强 谢普 李艳红 石兴菊 尚旭 梁世硕
受保护的技术使用者:昆山宝创新能源科技有限公司
技术研发日:2021.05.27
技术公布日:2021/9/6
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