[发明专利]一种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于电池材料领域，特别涉及一种LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体，还涉及该快离子导体的制备方法。 

背景技术

锂离子二次电池是目前广泛应用于笔记本电脑、平板电脑、手机、数码摄像、照相机等电子设备的电源，未来也非常有可能在插电式或混合电动汽车上得到大规模应用。 

然而，锂离子二次电池的电解质目前广泛采用的是液态有机物，在安全方面存在隐患。一方面，锂枝晶在电解液中易于不断生成，有可能隔膜刺破导致电池内部短路；另一方面，当电池的尺寸进一步放大、充放电功率进一步提高时，易燃的电解液难以支持高倍率的充放电，容易起火燃烧产生不可估量的灾害。 

近年来，人们提出“全固态锂电池”的新概念，意在采用无机物固相电解质替代有机液相电解质，以消除锂离子电池大规模应用过程中的安全隐患。截止目前，人们已开发出了多种氧化物和硫化物的材料体系，如钙钛矿(ABO₃)型的钛酸镧锂(LLT)，具有NaA₂(PO₄)₃结构的钠超离子导体，锗酸锌锂和硫代锗酸锌锂(Thio-LISICON等，他们都是目前已知的快离子导体。近来较为引人关注的是日本东北大学提出的硼氢化锂(LiBH₄)作为固相电解质的新思路；他们发现在113℃附近，LiBH₄由低温相(LT)向高温相(HT)发生相转变，在此过程中，该物质的电导率迅速升至10^-3S cm^-1。然而，LiBH₄的低温电导率和高温电脑率均不高，限制了其在固体电解质中的进一步应用。 

发明内容

发明目的：为了克服上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高性能的LiBH₄-银/卤化银复合物快离子导体。 

技术方案：本发明提供的一种LiBH₄-银/卤化银复合物快离子导体，由摩尔比为20:1～4:1的LiBH₄和银或卤化银制成。 

本发明还提供了上述LiBH₄-银/卤化银复合物快离子导体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：在惰性气体保护下，将LiBH₄与银或卤化银混匀、球磨，即得。 

作为优选，球磨时间为1-4h，球料比为(20-60):1，球磨机公转速度为200-600rpm。 

有益效果：本发明提供的LiBH4-银/卤化银复合物快离子导体制备方法简单、成本较 低，通过在LiBH₄中添加Ag和Ag的卤化物，形成LiBH₄-Ag/AgX(X为卤族元素)的复合物，能够稳定LiBH₄的高温相，增加Li元素的扩散通道，从而使其离子电导率比单纯的LiBH₄大大提高，达到100℃左右10^-3S cm^-1的数量级，为固体电解质提供了更广泛的应用前景。 

具体而言，本发明具有以下突出的优势： 

(1)本发明将具有高离子电导率、高窗口电位材料LiBH₄与另一类高电导率材料AgX(X＝F,Cl,Br,I)进行复合，获得的复合体系具有比LiBH₄性能更优异的低温电导率，60℃时约比后者高2～3个数量级； 

(2)本发明提供的LiBH₄-AgX(X＝F,Cl,Br,I)的高温相转变温度与LiBH₄相比降低了10℃左右，比LiBH₄的高温相更为稳定；其离子电导率比单纯的LiBH₄大大提高，达到100℃左右10^-3S cm^-1的数量级；而LiBH₄-Ag在100度时的离子电导率均比LiBH₄高出1.5～2个数量级，在110℃下LiBH₄-Ag的高温离子电导率相比LiBH₄的高1个数量级。 

附图说明

图1是iBH₄-Ag的复合物球磨后的X射线衍射谱图； 

图2是LiBH₄-Ag的电导率随温度变化曲线； 

图3是iBH₄-AgI的复合物球磨后的X射线衍射谱图；