[发明专利]一种LiMn2O4/Al3+掺杂Li7La3Zr2O12/Li4Ti5O12全固态薄膜电池及制备方法

摘要

一种LiMn2O4/Al3+掺杂Li7La3Zr2O12/Li4Ti5O12全固态薄膜电池及制备方法，其特征在于采用高压静电液体喷枪喷雾热解正负极活性材料前驱体，超音速火焰喷涂电解质材料层来层层构建薄膜全固态锂离子电池LiMn2O4/Al3+掺杂Li7La3Zr2O12/Li4Ti5O12。超音速火焰喷涂颗粒运动速度快，粒子处于半熔融状态能与基底形成紧密接触，从而大幅度降低正极材料层|固体电解质层，固体电解质层|负极材料层之间的界面阻抗；并避免电解质材料与正负极材料的合成温度不一致而造成欠烧或过烧，从而大幅度提高全固态电池的综合电化学性能。

主权项

一种LiMn2O4/Al3+掺杂Li7La3Zr2O12/Li4Ti5O12全固态薄膜电池及制备方法，其特征在于采用高压静电液体喷枪喷射正极与负极材料前驱物到衬底上，采用超音速火焰喷枪喷射固态电解质，经过热处理后得到全固态薄膜锂电池；其过程为：1)将衬底放置于恒温200‑500℃加热工作板表面，将衬底表面接地，液体喷枪A连接前驱溶液I，喷枪A距离加热工作板表面垂直距离8‑20cm，与加热工作板表面形成50‑85°交角并同时接负40‑80kV电压；2)将压力为10‑30Kpa的载气作用于喷枪A，喷枪A雾化喷射前驱溶液I到衬底上，持续喷射1‑30分钟；喷射流量为1‑10mL/min；3)喷枪A结束喷射时，将固体电解质装载于超音速火焰喷枪B的料斗上，点火喷枪燃烧可燃气体，调节可燃气体和氧气的比例，使得火焰喷枪B发出明亮的蓝色光，火焰喷枪B产生的火焰末端距离加热工作板表面垂直距离15‑30cm，火焰喷枪与加热工作板表面形成70‑90°交角向衬底喷射固体电解质1‑10分钟；喷射流量为10‑30mg/min；4)喷枪B结束喷射时，用喷枪A连接前驱溶液II，喷枪A距离加热工作板表面垂直距离8‑20cm，喷枪A与加热工作板表面形成50‑85°交角，重新将负40‑80kV电压施加到喷枪A和衬底之间，将压力10‑30Kpa的载气作用于喷枪A，喷枪A雾化喷射前驱溶液II到衬底上，前驱溶液II的流量为1‑10mL/min，喷射时间持续5‑30分钟；5)喷射结束后，待加热工作板表面冷却后，将加工后的衬底放入马弗炉在600‑900℃下恒温5‑10小时，即制得全固态薄膜锂电池。