[发明专利]一种用于全固态锂电池的陶瓷固态电解质的制备方法

说明书

本发明提供一种用于全固态锂电池的陶瓷固态电解质的制备方法，包括如下步骤：将碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化锗粉末按照化学计量比混合，并加入一定量的氧化铝作为相稳定剂，进行球磨均匀混合，然后在马弗炉中高温烧结成相，再通过高压压片，最后进一步高温烧结致密化，形成高离子传导率、低活化能、可重复利用的陶瓷固态电解质。与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：本发明制备的陶瓷固态电解质具有稳定的立方石榴型，离子传导率高等优点。

技术领域

本发明涉及一种用于全固态锂电池的陶瓷固态电解质的制备方法，属于陶瓷固态电解质领域。

背景技术

随着电子器件的不断发展，电子器件朝着体积小、质量轻、厚度薄、集成度高的方向发展。为了满足这些要求，需要高性能的储能供能单元支持。锂离子电池具有质轻、能量密度高、功率密度高、使用寿命长等优点，在电子器件领域具有广泛的应用。

然而，随着锂离子电池的发展，对电池的安全性要求越来越高。常见的锂离子电池电解质为酯类、醚类等易燃易挥发的有机液态电解液，容易发生副反应，形成枝晶刺穿造成电池短路甚至爆炸等事故。

采用陶瓷固态电解质代替有机液态电解液，不仅具有良好的化学稳定性、较高的阻燃性，可逆的高离子传导率，同时还能作为隔膜阻挡枝晶的穿刺，延长电池寿命，提高锂离子电池安全性能。

现有的固态电解质存在着离子传导率低，活化能量高等缺陷无法与本方法制备的陶瓷固态电解质。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种用于全固态锂电池的陶瓷固态电解质的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

本发明提供了一种用于全固态锂电池的陶瓷固态电解质的制备方法，包括如下步骤：将碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化锗粉末按照化学计量比混合，并加入一定量的氧化铝作为相稳定剂，进行球磨均匀混合，然后在马弗炉中高温烧结成相，再通过高压压片，最后进一步高温烧结致密化，形成高离子传导率、低活化能、可重复利用的陶瓷固态电解质。

优选地，所述所述混合粉末的制备方法具体采用以下方法：

将碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化锗粉末按照化学计量比混合，并加入一定量的氧化铝作为相稳定剂，在异丙醇中进行球磨粉碎和混合。

优选地，所述碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化锗粉末质量分数分别为：20％～30％、40％～50％、18％～25％和1％～4％。

优选地，所述氧化铝质量分数为1％～5％。。

优选地，所述的球磨时间为4～8h。

优选地，所述马弗炉高温烧结温度为900℃，烧结时间为8～10h。

优选地，所述压片的压力控制在10～25MPa。

优选地，所述进一步致密化高温烧结的温度为1100～1200℃，烧结时间为10～15h。

与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

本发明制备的陶瓷固态电解质具有稳定的立方石榴型，离子传导率高等优点。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。

实施例1

本实施例涉及一种用于全固态锂电池的陶瓷固态电解质的制备方法，其步骤如下：