CN106025349B - 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法 - Google Patents

一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106025349B
CN106025349B CN201610605916.9A CN201610605916A CN106025349B CN 106025349 B CN106025349 B CN 106025349B CN 201610605916 A CN201610605916 A CN 201610605916A CN 106025349 B CN106025349 B CN 106025349B
Authority
CN
China
Prior art keywords
libalazrrealo
lithium
calcination
barium
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201610605916.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106025349A (zh
Inventor
刘小珍
刘雨泽
陈捷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Institute of Technology
Original Assignee
Shanghai Institute of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Institute of Technology filed Critical Shanghai Institute of Technology
Priority to CN201610605916.9A priority Critical patent/CN106025349B/zh
Publication of CN106025349A publication Critical patent/CN106025349A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106025349B publication Critical patent/CN106025349B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0561—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of inorganic materials only
    • H01M10/0562—Solid materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0065—Solid electrolytes
    • H01M2300/0068—Solid electrolytes inorganic
    • H01M2300/0071—Oxides
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Conductive Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
  • Fuel Cell (AREA)

Abstract

本发明公开了一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法。本发明方法的具体步骤如下：(1)将La2O3、ZrO2、稀土氧化物和Al2O3在800～1000℃温度下灼烧；(2)称取灼烧后的La2O3、ZrO2、稀土氧化物、Al2O3和含锂化合物、含钡化合物混合球磨得到前驱体；(3)将前驱体在810～990℃温度下灼烧得到粉体；(4)用压片机粉体压成片，在片的上、下层分别设置粉体，在1160～1200℃温度下灼烧后得到固体电解质。本发明合成温度较低。制备出的LiBaLaZrREAlO固体电解质锂离子电导率在2.96×10‑4S·cm‑1～2.73×10‑3S·cm‑1之间。

Description

一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法
技术领域
本发明涉及一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法，属于电化学技术领域。
背景技术
现商用锂离子电池主要采用含有易燃有机溶剂的液体电解质。相对于液体电解质，固体电解质不挥发，一般不可燃，因此，采用固体电解质的全固态锂离子电池具有优异的安全性。固体电解质是全固态锂离子电池的核心部分。固体电解质粉的制备常用高温固相合成法，合成温度较高，温度大概在1600℃以上。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法。本发明制备方法简单、合成温度较低。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法，具体步骤如下：
(1)将La2O3、ZrO2、稀土氧化物和Al2O3分别放入坩埚中，在800～1000℃温度下灼烧后，冷至室温；
(2)分别称取上述灼烧处理过的La2O3、ZrO2、稀土氧化物、Al2O3和含锂化合物、含钡化合物混合于球磨罐中，加入分散剂，球磨3～12h，干燥，得到前驱体；其中含锂化合物、含钡化合物、La2O3、ZrO2、稀土氧化物和Al2O3的投料摩尔比为(7.25～9.30):(0.01～0.05):(1.475～1.495):(1.85～1.95):(0.05～0.15):(0.025～0.125)；
(3)将上述前驱体放入坩埚中，在810～990℃温度下灼烧后，冷至室温，磨碎，得到LiBaLaZrREAlO粉体；
(4)先在坩埚底部铺一层LiBaLaZrREAlO粉体，再依次放入由LiBaLaZrREAlO粉体用压片机压成的LiBaLaZrREAlO片，以及一层LiBaLaZrREAlO粉体，之后1160～1200℃温度下灼烧，冷至室温，得到LiBaLaZrREAlO固体电解质。
上述步骤(1)中，稀土氧化物选自铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪或钇的氧化物中的一种或多种。
上述步骤(1)中，灼烧时间为0.5～3h。
上述步骤(2)中，含锂化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、硝酸锂或氧化锂中的一种或多种；含钡化合物选自碳酸钡、硫酸钡、氯化钡、硝酸钡、醋酸钡或氢氧化钡中的一种或多种。
上述步骤(2)中，分散剂选自丙醇、异丙醇或乙二醇中的一种或多种。
上述步骤(3)中，灼烧时间为5～7h。
上述步骤(4)中，灼烧时间为5～12h。
和现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明制备LiBaLaZrREAlO固体电解质的合成温度较低。制备出的LiBaLaZrREAlO固体电解质锂离子电导率在2.96×10-4S·cm-1～2.73×10-3S·cm-1范围。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
本发明的各实施例中所得的LiBaLaZrREAlO固体电解质锂离子电导率用英国Solartron1260+1287电化学工作站进行测定，测定方法见Solartron1260+1287电化学工作站的使用说明书。
实施例1
将La2O3、ZrO2、Ce2O3和Al2O3分别放入坩埚中，在800℃下灼烧0.5h，冷至室温。称取上述处理过的1.475摩尔La2O3、1.85摩尔ZrO2、0.05摩尔Ce2O3、0.025摩尔Al2O3和7.25摩尔氢氧化锂、0.01摩尔碳酸钡分别为于5L球磨罐中，加入一定量的丙醇，球磨3h，干燥，得到前驱体。将上述前驱体放入3L坩埚中，在810℃下灼烧5h，冷至室温，磨碎，得到LiBaLaZrCeAlO粉体。用压片机将上述LiBaLaZrCeAlO粉体压成片得到LiBaLaZrCeAlO片，在坩埚底部铺一层LiBaLaZrCeAlO粉体，放入LiBaLaZrCeAlO片，在LiBaLaZrCeAlO片上覆盖一层LiBaLaZrCeAlO粉体，在1160℃下灼烧5h，冷至室温，得到LiBaLaZrCeAlO固体电解质。用英国Solartron1260+1287电化学工作站测定LiBaLaZrCeAlO固体电解质锂离子电导率为2.96×10-4S·cm-1。
实施例2
将La2O3、ZrO2、Y2O3、Gd2O3和Al2O3分别放入坩埚中，在1000℃下灼烧3h，冷至室温。称取上述处理过的1.495摩尔La2O3、1.95摩尔ZrO2、0.12摩尔Y2O3、0.03摩尔Gd2O3、0.125摩尔Al2O3和3.00摩尔硝酸锂、6.30摩尔氧化锂、0.02摩尔醋酸钡、0.03摩尔氢氧化钡分别为于5L球磨罐中，加入一定量的乙二醇，球磨12h，干燥，得到前驱体。将上述前驱体放入3L坩埚中，在990℃下灼烧7h，冷至室温，磨碎，得到LiBaLaZrYGdAlO粉体。用压片机将上述LiBaLaZrYGdAlO粉体压成片得到LiBaLaZrYGdAlO片，在坩埚底部铺一层LiBaLaZrYGdAlO粉体，放入LiBaLaZrYGdAlO片，在LiBaLaZrYGdAlO片上覆盖一层LiBaLaZrYGdAlO粉体，在1200℃下灼烧12h，冷至室温，得到LiBaLaZrYGdAlO固体电解质。用英国Solartron1260+1287电化学工作站测定LiBaLaZrYGdAlO固体电解质锂离子电导率为6.72×10-4S·cm-1。
实施例3
将La2O3、ZrO2、Sm2O3、Er2O3和Al2O3分别放入坩埚中，在900℃下灼烧1.75h，冷至室温。称取上述处理过的1.485摩尔La2O3、1.90摩尔ZrO2、0.05摩尔Sm2O3、0.05摩尔Er2O3、0.075摩尔Al2O3、3.28摩尔碳酸锂、5.00摩尔草酸锂、0.02摩尔硫酸钡和0.01摩尔氯化钡分别为于5L球磨罐中，加入一定量的异丙醇，球磨9.5h，干燥，得到前驱体。将上述前驱体放入3L坩埚中，在900℃下灼烧6h，冷至室温，磨碎，得到LiBaLaZrSmErAlO粉体。用压片机将上述LiBaLaZrSmErAlO粉体压成片得到LiBaLaZrSmErAlO片，在坩埚底部铺一层LiBaLaZrSmErAlO粉体，放入LiBaLaZrSmErAlO片，在LiBaLaZrSmErAlO片上覆盖一层LiBaLaZrSmErAlO粉体，在1180℃下灼烧8.5h，冷至室温，得到LiBaLaZrSmErAlO固体电解质。用英国Solartron1260+1287电化学工作站测定LiBaLaZrSmErAlO固体电解质锂离子电导率为2.73×10-3S·cm-1。

Claims (7)

1.一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
(1)将La2O3、ZrO2、稀土氧化物和Al2O3分别放入坩埚中，在800～1000℃温度下灼烧后，冷至室温；
(2)分别称取上述灼烧处理过的La2O3、ZrO2、稀土氧化物、Al2O3和含锂化合物、含钡化合物混合于球磨罐中，加入分散剂，球磨3～12h，干燥，得到前驱体；其中：含锂化合物、含钡化合物、La2O3、ZrO2、稀土氧化物和Al2O3的投料摩尔比为(7.25～9.30):(0.01～0.05):(1.475～1.495):(1.85～1.95):(0.05～0.15):(0.025～0.125)；
(3)将上述前驱体放入坩埚中，在810～990℃温度下灼烧后，冷至室温，磨碎，得到LiBaLaZrREAlO粉体；
(4)先在坩埚底部铺一层LiBaLaZrREAlO粉体，再依次放入由LiBaLaZrREAlO粉体用压片机压成的LiBaLaZrREAlO片，以及一层LiBaLaZrREAlO粉体，之后1160～1200℃温度下灼烧，冷至室温，得到LiBaLaZrREAlO固体电解质。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，稀土氧化物选自铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇的氧化物中的一种或两种。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，灼烧时间为0.5～3h。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，含锂化合物选自氢氧化锂、碳酸锂、草酸锂、硝酸锂、氧化锂中的一种或多种；含钡化合物选自碳酸钡、硫酸钡、氯化钡、硝酸钡、醋酸钡、氢氧化钡中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，分散剂选自丙醇、异丙醇、乙二醇中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，灼烧时间为5～7h。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，灼烧时间为5～12h。
CN201610605916.9A 2016-07-28 2016-07-28 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法 Expired - Fee Related CN106025349B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610605916.9A CN106025349B (zh) 2016-07-28 2016-07-28 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610605916.9A CN106025349B (zh) 2016-07-28 2016-07-28 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106025349A CN106025349A (zh) 2016-10-12
CN106025349B true CN106025349B (zh) 2018-10-30

Family

ID=57114153

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610605916.9A Expired - Fee Related CN106025349B (zh) 2016-07-28 2016-07-28 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106025349B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106684440B (zh) * 2016-07-28 2018-10-30 上海应用技术学院 一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法
CN110137565B (zh) * 2019-05-20 2021-05-11 天目湖先进储能技术研究院有限公司 一种硫化物固态电解质的大规模制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101182191A (zh) * 2007-11-15 2008-05-21 复旦大学 制备稀土改性二硼化锆/三氧化二铝复合粉体的方法
CN102826837A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 中国地质大学（北京） 一种LaMgAl11O19-ZrO2-Al2O3复相耐磨陶瓷材料
CN103157460A (zh) * 2013-03-10 2013-06-19 复旦大学 一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂及其制备方法和应用
CN103647097A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 湖南稀土金属材料研究院 Sc2O3稳定ZrO2基电解质粉体、其制备方法及Sc2O3稳定ZrO2电解质陶瓷片

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101182191A (zh) * 2007-11-15 2008-05-21 复旦大学 制备稀土改性二硼化锆/三氧化二铝复合粉体的方法
CN102826837A (zh) * 2012-09-12 2012-12-19 中国地质大学（北京） 一种LaMgAl11O19-ZrO2-Al2O3复相耐磨陶瓷材料
CN103157460A (zh) * 2013-03-10 2013-06-19 复旦大学 一种稀土氧化物改性的Cr2O3-ZrO2催化剂及其制备方法和应用
CN103647097A (zh) * 2013-12-20 2014-03-19 湖南稀土金属材料研究院 Sc2O3稳定ZrO2基电解质粉体、其制备方法及Sc2O3稳定ZrO2电解质陶瓷片

Also Published As

Publication number Publication date
CN106025349A (zh) 2016-10-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Maleki Kheimeh Sari et al. Controllable cathode–electrolyte interface of Li [Ni0. 8Co0. 1Mn0. 1] O2 for lithium ion batteries: a review
JP2017033926A (ja) ガーネット型酸化物焼結体及びその製造方法
CN104124467B (zh) 一种利用锂镧锆氧前驱体包覆粉体制备固体电解质的方法
CN104966823B (zh) 材料表层具有成分浓度梯度的镍钴铝酸锂正极材料及其制备方法
CN108023078A (zh) 一种单晶形貌高镍三元正极材料及其制备方法
CN107681128A (zh) 一种锂离子电池正极材料及其制备方法
CN102195042A (zh) 一种高性能锂离子电池正极材料锰酸锂及其制备方法
CN102694167A (zh) 改性锰酸锂正极材料及其制备方法
CN105355905A (zh) 一种高电压改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备方法
CN102509776B (zh) 由微硅粉制备掺杂硅酸亚铁锂正极材料的方法
JP2013184848A (ja) リチウムイオン伝導性酸化物及びその製造方法
CN109148948A (zh) 一种高锂离子电导率的固体电解质及其制备方法
CN106129463A (zh) 固体电解质材料及其制备方法
CN102709542B (zh) 锂离子正极材料尖晶石型锰酸锂制备过程中氧缺陷的修复方法
CN108793254A (zh) 一种Na0.7ZnxMnyO2层状材料的制备方法
CN106025349B (zh) 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法
CN107895813A (zh) 一种高电导锂离子固态电解质的制备方法
CN104495941B (zh) 一种钠离子电池正极材料的制备方法
US11637316B2 (en) Ceramic powder material, sintered body, and battery
CN105322150A (zh) 一种改性锂离子电池正极材料镍锰酸锂的制备工艺
CN103050678A (zh) 一种锂离子电池用电极材料镧掺杂钛酸锂的制备方法
CN106684440B (zh) 一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法
CN106159319B (zh) 一种LiBaLaZrAlREWO锂离子固体电解质的制备方法
CN112436192A (zh) 一种锂电池的空气稳定型石榴石固体电解质及制备方法
CN111276734B (zh) 一种传导钾离子的固态电解质、制备方法及钾固态电池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20181030

Termination date: 20210728