[发明专利]一种多层复合β”-Al2O3平板型固体电解质及其制备方法

摘要

本发明提供了一种多层复合β”-Al₂O₃平板型固体电解质及其制备方法，在薄壁的固体电解质层上附上一层稍厚的多孔支撑层，多孔支撑层起到增强的作用，防止固体电解质在使用的过程中破裂，提升钠硫电池的安全性能；同时，由于该支撑层是多孔结构，孔道提供了钠离子传输的通道，对钠离子的传输不会起到显著的阻碍作用，也不会对电阻率、离子通量有明显影响。因此，这种由较薄的致密层和较厚的多孔支撑层组成的多层复合平板式固体电解质既具有较高的离子通量，又具有足够的强度；使所制得的钠硫电池能量密度高，同时安全性也不会受影响。

主权项

一种多层复合平板型β”‑Al₂O₃固体电解质及其制备方法，其特征在于该固体电解质由致密层和多孔支撑层复合组成，采用流延法制备，包括以下步骤：步骤1、致密层流延浆料的配置：      将15~25 vol%的β”‑Al₂O₃陶瓷粉体、50~65vol%溶剂、1~10vol%分散剂加入装有玛瑙球的尼龙球磨罐中进行一次球磨；球料比（1~3）:1，转速80~400rpm，球磨时间8~24h；    一次球磨完成后，再向球磨罐中加入10~21vol%粘结剂和5~12vol%增塑剂进行二次球磨，得到稳定浆料；球磨时间4~12h；    将球磨得到的稳定浆料在真空条件下进行脱气，真空度≤0.01Mpa为宜，脱气时间为1~4h；步骤2、多孔支撑层浆料的配置：       将10~25 vol%的陶瓷粉体、3%~12%vol%致孔剂、45~60vol%溶剂、1~10vol%分散剂加入装有玛瑙球的尼龙球磨罐中进行一次球磨；球料比（1~3）:1，转速80~400rpm，球磨时间8~24h；     一次球磨完成后，再向球磨罐中加入5~18vol%粘结剂和5~12vol%增塑剂进行二次球磨，得到稳定浆料，球磨时间4~12h；将球磨得到的稳定浆料在真空条件下进行脱气，真空度≤0.01Mpa为宜，脱气时间为1~4h；      步骤3、 将配好的支撑层浆料倒入流延机，在基带上流延成型；通过控制刮刀间隙、料槽液面高度、流延速度等制得厚度均匀的支撑层生带；再经干燥、排胶烧结得到多孔支撑层；       步骤4、将配好的致密层浆料倒入流延机，在支撑层上流延成型，通过控制刮刀间隙、料槽液面高度、流延速度等制得厚度均匀的多层复合固体电解质生带；生带经干燥、排胶烧结即得到目标多层复合平板型固体电解质；      步骤5、如需制备三层复合的固体电解质，可在支撑层的另一面按操作步骤4继续进行。