[发明专利]用于固态电解质的磷酸锂铝钛的制备方法

说明书

本发明提供一种用于固态电解质的一磷酸锂铝钛的制备方法，依序包括步骤：(S1)将一锂源加入一磷酸水溶液中进行一中和反应，其中该磷酸水溶液系加水稀释构成，且具有一稀释黏度；(S2)于该锂源与该磷酸水溶液的该中和反应完成后，加入一铝源以及一钛源，且共同混合形成一混合液；(S3)去除该混合液中的水分，且形成一反应混合物；以及(S4)热处理该反应混合物，形成用于固态电解质的该磷酸锂铝钛。利用加水稀释后的磷酸作为原料，有效避免于制备过程中产生氨气排放，增加制备过程的安全性，同时提升制备过程的效率。

技术领域

本发明系关于一种固态电解质的制备方法，尤指一种用于固态电解质的磷酸锂铝钛的制备方法，有效避免于制备过程中产生氨气排放，增加制备过程的安全性，同时提升制备过程的效率。

背景技术

近年来，全固态锂离子电池(Lithium-ion battery，LIB)的发展，因为其高能量密度、良好的安全性及循环性能而受到广泛的关注。其中安全性的部分尤其重要，现在市面上商业化的液态LIB，因含有有机电解液，发生意外时可能导致起火燃烧，甚至于发生爆炸，造成安全上的疑虑；而固态LIB则可以解决此问题。在未来，固态LIB便会于储能及电动车上广泛的应用。

固态LIB中最重要的构成组件便是固态电解质，目前较常看到的固态电解质为锂超离子导体(lithium superionic conductor,简称为LISICON)结构的 Li₃PS₄、硫银锗矿(Argyrodite)结构的Li₇PS₆、石榴石(Garnet)结构的 Li₇La₃Zr₂O₁₂、钠超离子导体(Sodiumsuperionic conductor，简称为NASICON) 结构的Li_1+xAl_xT_i2-x(PO4)₃(磷酸铝钛锂，简称LATP)、以及氮化锂(Li₃N)、氮氢化锂(Li₂NH)等。其中以磷酸锂铝钛，具有高体积电导率、优异的抗空气及水稳定性，和较低的制备成本，咸认为具有广泛的应用价值。

一般磷酸锂铝钛的合成方法有固态反应法、熔胶凝胶法、共沉淀法等，其中固态反应法最适合大量生产。固态反应法中，现有的合成技术中锂(Li) 的来源大部分为碳酸锂(Li₂CO₃)、或氢氧化锂(LiOH)；铝(Al)的来源则为三氧化二铝(Al₂O₃)或氢氧化铝(Al(OH)₃)；钛(Ti)的来源为二氧化钛(TiO₂)，而磷酸根(PO₄^3-)的来源则是磷酸氢二铵((NH₄)₂HPO₄)。然而传统制程在使用 (NH₄)₂HPO₄进行磷酸锂铝钛合成时，会产生一些问题，中间产物在高温煅烧过程中会溶解，并产生氨气的排放，造成严重工安问题。

因此，实有必要提供一种用于固态电解质的磷酸锂铝钛的制备方法，以解决前述问题，有效避免于制备过程中产生氨气排放，增加制备过程的安全性，同时提升制备过程的效率。

发明内容