[发明专利]一种制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝的方法

说明书

本发明公开了一种制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝的方法，步骤如下：将Li₂CO₃、Al₂O₃、TiO₂、NH₃H₂PO₄和氧化硼混合，置入球磨罐，加入无水乙醇，在行星球磨机中以250r/min的速度球磨3‑4h，球磨后所得粉末在干燥箱中65‑75℃干燥11‑13h，干燥后的粉末置入石英舟中，于烧结炉中氩气氛围370‑390℃煅烧2.5‑3.5h，所得物质再次球磨后在27‑29MPa压力下压制成直径为15mm、厚度为2mm的圆片，圆片在850‑870℃下烧结5‑6h，冷却即得。该方法简便、快捷、易操作，制备的固体电解质磷酸钛锂铝具有较高的离子电导率，可大规模制备。

技术领域

本发明涉及一种制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝的方法。

背景技术

解决锂离子电池的安全问题一直是规模化储能和便携式储能的研究重点，使用惰性的无机固体电解质替换易燃易爆的液体电解质，是改善锂离子电池安全问题的重要途径。锂离子无机固体电解质主要分为陶瓷电解质（晶态）和玻璃电解质（非晶态）两大类。玻璃态电解质虽然室温下离子电导率较高，已知最高可以达到1。3×10−3S/cm，但玻璃是亚稳态结构，高温下性能不稳定。陶瓷和微晶陶瓷固体电解质电导率相对较低，但由于其结构稳定，制备成本低，是固体电解质的研究热点之一。目前无机固体电解质中，NASICON型结构的铝掺杂磷酸钛锂LiTi₂(PO₄)陶瓷材料，由于其结构稳定、电导率较高，受到国内外研究人员的广泛关注。研究表明，LTP具有与锂离子半径匹配的孔道结构，使得锂离子可以顺畅传输。制备LTP常用的方法主要有溶胶凝胶法、流延法、喷雾干燥法和固相法等。其中固相法相对简单，可控性较高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝的方法。

本发明通过下面技术方案实现：

一种制备锂离子电池用固体电解质磷酸钛锂铝的方法，包括如下步骤：将25-35份Li₂CO₃、5-15份Al₂O₃、20-30份TiO₂、30-40份NH₃H₂PO₄和7-9份氧化硼混合，置入球磨罐，加入10-20份无水乙醇，在行星球磨机中以250r/min的速度球磨3-4h，球磨后所得粉末在干燥箱中65-75℃干燥11-13h，干燥后的粉末置入石英舟中，于烧结炉中氩气氛围370-390℃煅烧2.5-3.5h，所得物质再次球磨后在27-29MPa压力下压制成直径为15mm、厚度为2mm的圆片，圆片在850-870℃下烧结5-6h，冷却即得；各原料均为重量份。

优选地，所述的方法中，在行星球磨机中以250r/min的速度球磨3.5h。

优选地，所述的方法中，球磨后所得粉末在干燥箱中70℃干燥12h。

优选地，所述的方法中，于烧结炉中氩气氛围380℃煅烧3h。

优选地，所述的方法中，圆片在860℃下烧结5.5h。

本发明技术效果：

该方法简便、快捷、易操作，制备的固体电解质磷酸钛锂铝具有较高的离子电导率，可大规模制备。

具体实施方式

下面结合实施例具体介绍本发明的实质性内容。

实施例1