[发明专利]一种NASION型固态电解质含铝磷酸盐的制备方法

说明书

本发明公开了一种NASION型固态电解质含铝磷酸盐的制备方法：按照化学计量比，准备各原料，然后将锂盐加入到磷酸溶液中溶解，得到澄清的浆料，然后加入氢氧化铝，搅拌，得到分散均匀的浆料；将含M的化合物加入到浆料中分散均匀；将浆料干燥，破碎，烧结，得到NASION型固态电解质含铝磷酸盐。本发明制备NASION型固态电解质含铝磷酸盐的过程中，使用氢氧化铝和磷酸作为原料，使氢氧化铝溶解在磷酸中，形成磷酸氢铝盐(Al_x(H_yPO₄)_z复合物)，该磷酸氢铝盐在低温干燥后便具有非常好的胶黏作用，从而使得多种前驱体元素紧密的结合在一起，有利于在烧结过程中元素的扩散，显著提高后续烧结产物的纯度。

技术领域

本发明属于电池材料领域，尤其涉及一种NASION型固态电解质含铝磷酸盐的制备方法。

背景技术

目前NASION型固态电解质含铝磷酸盐(Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃)的批量制备，尤其是工业化生产过程中多是采用高温固相法制备，即将各元素的化合物直接通过湿法球磨进行混合，烘干，最后进行烧结。但是此方法存在明显缺陷：一是球磨混合一般难以混合均匀，会降低最终的烧结物相纯度；二是球磨后卸料需要进行料球分离，中试难度较大且会损失物料；三是湿法球磨一般需要使用有机溶剂，如异丙醇、乙醇等，此类溶剂不仅易燃易爆且提高了生产成本。而且混合料前驱体中含有磷、铝元素时，粉体在烧结时会形成“磷-铝-氧”网桥，从而形成产生显著的胶粘作用，使得物料牢固的粘接在烧结匣钵中，难以分离。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种NASION型固态电解质含铝磷酸盐的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种NASION型固态电解质含铝磷酸盐的制备方法，包括以下步骤：

(1)按照化学计量比，准备各原料，然后将锂盐加入到磷酸溶液中溶解，得到澄清的浆料，然后加入氢氧化铝，搅拌，得到分散均匀的浆料；

(2)将含M的化合物加入到步骤(1)制备的浆料中搅拌均匀；其中，M为Ge、Zr、Ti中的一种或几种；

(3)将步骤(2)得到的浆料干燥，破碎，烧结，得到NASION型固态电解质含铝磷酸盐Li_1+xAl_xM_2-x(PO₄)₃，0＜X≤0.7。

上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，所述磷酸浓度为40％-90％。

上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，所述锂盐选自碳酸锂和氢氧化锂的一种或几种。

上述的制备方法，优选的，步骤(2)中，含M的化合物为含M的氧化物，该氧化物粒径分布中D50不超过500nm，进一步优选为5-100nm，更优选为5-20nm。

本发明中的粒径分布均是以体积分数为指标进行统计的。

上述的制备方法，优选的，步骤(3)中，所述干燥温度为80-200℃。

上述的制备方法，优选的，步骤(3)中，烧结温度为600-1000℃，烧结的时间为2-8h。

与现有技术相比，本发明的优点在于：