[发明专利]一种固体电解质缓冲层及其制备方法

权利要求书

1.一种固体电解质缓冲层，其特征在于，采用掺杂Ga的LLZO固体电解质，使用纳米氧化锌异丙醇分散液，利用超声波喷涂技术使溶液经过超声波震荡形成均匀喷雾，在固体电解质的表面形成纳米级薄膜，再进行热处理形成ZnO缓冲层。

2.根据权利要求1所述的一种固体电解质缓冲层，其特征在于，所述喷涂速率为0.005-0.015mL/min。

3.根据权利要求1所述的一种固体电解质缓冲层的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、制备固体电解质：高温固相法制备掺杂Ga的LLZO固体电解质，将LLZO固体电解质压制成直径10-14mm的片体，1140℃烧结后制成掺杂Ga的固体电解质片；

S2、样品预处理：依次用400、800、1200、1500目的砂纸打磨掺杂Ga的固体电解质片的表面，打磨后用酒精进行超声清洗3min，去除打磨形成的杂质，清洗后烘干掺杂Ga的固体电解质片；

S3、超声喷涂进行界面改性：用胶带缠绕掺杂Ga的电解质片体的侧面，通过超声波喷涂仪将纳米ZnO分散液超声震荡形成均匀喷雾，超声喷涂速率为0.005-0.015ml/min,可在电解质表面形成纳米级薄膜，通过全无油空气压缩机保证喷雾柱稳定，空气压缩机气压控制在0.05-0.1psi，将电解质片放在可加热样品台上，调节加热台温度至110-130℃，干燥10分钟后取下，加快ZnO成膜速率；

S4、热处理：选取480-520℃为高温退火温度，将干燥预处理后的电解质片放在马弗炉中，随室温缓慢升高至设定温度，恒温退火1h，再随炉自然冷却至室温最终制备出ZnO薄膜，冷却过程为2h，热处理后得到的固体电解质片体表面已完成改性，制成了固体电解质缓冲层。

4.根据权利要求3所述的一种固体电解质缓冲层的制备方法，其特征在于，所述纳米ZnO分散液中，纳米ZnO的粒径为20-40nm，分散液中纳米ZnO的质量分数为20％，溶剂为异丙醇。

5.根据权利要求3所述的一种固体电解质缓冲层的制备方法，其特征在于，所述S3中，加热台的升温速率为10℃/min。

6.根据权利要求3所述的一种固体电解质缓冲层的制备方法，其特征在于，所述S4中，马弗炉的升温速率为1℃/min。

7.根据权利要求1所述的一种固体电解质缓冲层的应用，其特征在于，将固体电解质缓冲层用于组装Li对称电池。

8.根据权利要求7所述的一种固体电解质缓冲层的应用，其特征在于，电池组装是在充满氩气的手套箱中进行，在CR2032型扣式电池的正极壳中放入不锈钢垫片、锂片、界面改性后的固体电解质片、锂片、不锈钢垫片，将正极壳放在加台上，300℃加热30min，锂迅速湿润氧化锌表面，电解质表面变成黑色，随室温冷却后，加负极壳，完成CR2032型扣式电池的组装，并用配套的封口机对电池壳进行密封，组装完成。