[发明专利]一种制备钠电池用beta-Al2O3陶瓷电解质隔膜的方法

权利要求书

1.一种制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，包括：

步骤（1），基于Al源与Na源及Al源与Li源分别合成作为前驱粉体的Na-Z粉体及Li-Z粉体；

步骤（2），将所述Na-Z粉体及Li-Z粉体按照规定的摩尔比混合，并与粘结剂及溶剂混合后配置成料浆；

步骤（3），将所述料浆雾化后喷射在旋转的芯棒上以冷凝成型为基体；

步骤（4），在冷凝成型后的所述基体的外面套上塑料膜并进行等静压加工后脱模得到beta-Al₂O₃素坯；

步骤（5），将所述beta-Al₂O₃素坯排塑后进行高温烧成，得到beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜。

2.根据权利要求1所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，所述Al源为alpha-Al₂O₃；所述Na源为Na₂CO₃、Na₂C₂O₄和NaOH中的任意一种；所述Li源为Li₂CO₃、Li₂C₂O₄和LiOH中的任意一种。

3.根据权利要求1或2所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（1）中，将所述Al源分别与所述Na源及Li源按照所述规定的摩尔比配料后，以有机溶剂为介质，行星球磨2-6h，烘干后过筛，600-800℃下预烧2-6h，之后于规定的合成温度下烧结1-4h，得到所述Na-Z粉体及Li-Z粉体；优选地，所述规定的摩尔比为Al₂O₃：Na₂O＝4.5~5：1，Al₂O₃：Li₂O＝4.5~5：1；所述合成温度为1150－1350℃。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（2）中，所述Na-Z粉体及Li-Z粉体按照Na-Z：Li-Z＝5~6.5：1的摩尔比混合，且所述粘结剂为聚乙烯缩丁醛、松香或乙基纤维素，其用量为2~6wt％；所述溶剂为无水乙醇、丙酮、正丁醇或环己酮；所述料浆的固含量为20~60wt％。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述芯棒的转速为50－500 r/min。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，将所述芯棒固定在紧固装置上，在所述紧固装置的底部与驱动装置之间设置有皮带轮，通过运行所述驱动装置带动所述皮带轮旋转进而带动所述芯棒旋转。

7.根据权利要求1至5中任一项所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（3）中，所述料浆经由高压喷嘴雾化后喷射在旋转的所述芯棒上；优选地，所述高压喷嘴内的压力为1－10MPa；所述高压喷嘴的喷出口处的料浆的温度为75-150℃。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（4）中，将套有所述塑料膜的所述芯棒置于静压机的腔体内施加200－300MPa的压力以进行等静压加工；优选地，所述等静压机中的介质为气体。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的制备钠电池用beta-Al₂O₃陶瓷电解质隔膜的方法，其特征在于，在所述步骤（5）中，所述素坯排塑的温度为800－1000℃，时间为1-4h；所述烧成的温度为1550－1650℃，并保温5－30min。