[发明专利]晶态LAGP固态电解质薄片的制备方法

说明书

本发明提供了一种晶态LAGP固态电解质薄片的制备方法，所述LAGP具体为Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃；包括八个步骤，其中步骤八具体为，将由步骤七所得的薄片放在碳化硅片上并用氧化铝粉末覆盖后，置于微波管式烧结炉中以5至15℃/min的速度升至900℃左右并保温5至6小时。应用本技术方案可实现缩短烧结时间，改善烧结体的显微组织，提高材料性能。

技术领域

本发明涉及一种固态电解质制备领域，具体是指一种晶态LAGP固态电解质薄片的制备方法。

背景技术

随着消费类电子设备的快速发展以及环境保护意识的不断增强，国内外市场对锂电池的需求量持续高速增长，同时也对锂电池的性能如比容量、安全可靠性、环保、寿命等提出了更高的要求。而目前基于液态电解液的商业化锂离子电池，由于电解液挥发、泄漏、分解、失活等造成的安全事故频发，能量密度、倍率、寿命、使用温度范围等各项指标也由于液态电解液性能的制约日渐无法满足不断增长的性能需求，亟需开发新型锂离子电池从根本上解决以上问题。研究发现，基于固态电解质的全固态锂离子电池在安全以及其它性能指标上有无可比拟的潜在优势，因而全固态锂离子电池被公认为下一代锂离子电池的理想形式。

在全固态锂离子电池中，固态电解质是其核心组成部分，决定了全固态锂离子电池的性能。固态电解质有多个类型，聚合物、无机氧化物、无机硫化物等，每个类型中又包括多种材料，其中无机氧化物类固态电解质 Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃以其较高的锂离子电导率和较宽的电势窗范围显现出较好的应用前景。

但从实用角度考虑，Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃的离子电导率水平为10-4S/cm，与10-2S/cm的实用水平尚有差距，提高离子电导率、降低Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃厚度是目前Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃研究的主要问题。传统电阻炉烧结过程中由于热量分布不均匀以及由外到内的热传递过程，容易出现结晶不均匀、锂离子散失、裂纹、变形、开裂以及Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃厚度太大使得电解质本身内阻过大等缺陷，是目前亟需解决的重要问题。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中利用传统电阻炉烧结造成的固态电解质的不足，提供一种晶态LAGP固态电解质薄片的制备方法，不仅实现缩短烧结时间，而且还改善了烧结体的显微组织，提高材料性能。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种晶态LAGP固态电解质薄片的制备方法，包括以下步骤：

步骤一，取适量锂源化合物、铝源化合物、锗源化合物以及磷酸根源化合物按照3：1：3：6比例称量，然后置于球磨罐中球磨，使各化合物颗粒尺寸的微米量级趋于一致，并混合均匀；

步骤二，将由步骤一所得用第一坩埚用马弗炉以5至15℃/min的速度将所述粉末的温度升至300℃至400℃并保温5至7小时，使多种金属元素的氧化物融化并使磷酸二氢铵分解，制得Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃前驱体粉末；