[发明专利]一种适于量产β”-Al2O3隔膜的方法

说明书

本发明涉及一种适于量产β”‑Al₂O₃隔膜的方法，该方法包括：步骤1）以β”‑Al₂O₃粉体为原料，加入溶剂、分散剂、粘结剂和塑化剂，球磨制得浆料，其中，所述浆料的固含量为60～85wt.%；步骤2）将所述浆料流延在平面基体上，烘干，剥离得到β”‑Al₂O₃素坯；步骤3）将所述β”‑Al₂O₃素坯经过一步非转相低温烧结得到β”‑Al₂O₃隔膜。本发明工艺简单、成本低，尤其可避免传统流延过程中的污染环境成分，防止β”‑Al₂O₃隔膜烧结中的体积逆向变化，提高陶瓷出窑率，适用于批量生产β”‑Al₂O₃隔膜。

技术领域

本发明涉及一种适于批量制备β”-Al₂O₃隔膜的方法，具体涉及一种采用已转相的β”- Al₂O₃原料，通过相对低温成瓷的方法制备β”-Al₂O₃隔膜，属于离子导电陶瓷材料领域。

背景技术

Na-β”-Al₂O₃是一种快离子导体，具有高离子传导性和较小的电子传导，是一种重要的固体电解质材料。Na-β”-Al₂O₃固体电解质作为钠基电池的关键部件和核心材料，其性能、生产工艺及成本将很大程度上影响着电池性能、成本和寿命。目前，Na-β”-Al₂O₃固体电解质已成功应用在钠硫电池中，为了提高钠硫电池的安全性，通常需要降低电池的运行温度。常规做法就是降低电解质的厚度，为了实现Na-β”-Al₂O₃电解质的商业化生产和应用，必须选择一种高效、可行和低成本的方法实现。

目前，制备β”-Al₂O₃隔膜的方法主要有流延法、化学气相沉积法以及磁控溅射法等。流延法由于其独有的工艺简单、成本低等特点，广泛被用做大规模生产β”-Al₂O₃隔膜的工艺。文献或专利中已提出可以通过流延法制备厚度为100-300μm的β”-Al₂O₃隔膜，但制备的隔膜相对密度在97.3％左右，结构难以致密，不能满足电解质高电导率、高强度的要求。

发明内容

本发明的目的在于使用一种特定要求的β”-Al₂O₃原料，通过流延成型方法获得具有一定强度和柔韧性的β”-Al₂O₃生坯。通过对生坯的一步非转相烧结，得到高强度、高电导率的β”-Al₂O₃隔膜。

在此，本发明提供一种制备β”-Al₂O₃隔膜的方法，包括：步骤1)以β”-Al₂O₃粉体为原料，加入溶剂、分散剂、粘结剂和塑化剂，球磨制得浆料，其中，所述浆料的固含量为 60～85wt.％；步骤2)将所述浆料流延在平面基体上，烘干，剥离得到β”-Al₂O₃素坯；步骤 3)将所述β”-Al₂O₃素坯经过一步非转相低温烧结得到β”-Al₂O₃隔膜。