CN106684440B - 一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法 - Google Patents

一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种LiBaLaZrWREAlO固体电解质的制备方法。本方法的具体步骤如下：(1)将La2O3、ZrO2、WO3、稀土氧化物和Al2O3分别在800～1000℃温度下灼烧；(2)称取上述灼烧处理过的La2O3、ZrO2、WO3、稀土氧化物、Al2O3和含锂化合物、含钡化合物于球磨罐中混合，再加入分散剂球磨得到前驱体；(3)将前驱体在810～990℃温度下灼烧、磨碎得到粉体；(4)用压片机将上述粉体压成片，在片的上、下层分别设置粉体，在1160～1200℃温度下灼烧后，得到LiBaLaZrWREAlO固体电解质。本发明制备方法简单，合成温度较低。

Description

一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法
技术领域
本发明属于电化学技术领域，具体的说，涉及一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法。
背景技术
现商用锂离子电池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。固体电解质的制备常用高温固相合成法，合成温度较高，一般温度在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LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法。本发明制备LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的合成温度较低。
本发明的技术方案具体如下。
本发明提供一种LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的制备方法，具体步骤如下：
(1)将La2O3、ZrO2、WO3、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、WO3、稀土氧化物、Al2O3和含锂化合物、含钡化合物于球磨罐中混合，之后加入分散剂球磨，再干燥，得到前驱体；其中含锂化合物、含钡化合物、La2O3、ZrO2、WO3、稀土氧化物和Al2O3的摩尔比为(7.55～10.00):(0.01～0.05):(1.475～1.495):(1.85～1.95):(0.05～0.45):(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LiBaLaZrW-M-AlO粉体；
(4)先在坩埚底部铺一层LiBaLaZrW-M-AlO粉体，接着依次放入由LiBaLaZrW-M-AlO粉体用压片机压成的LiBaLaZrW-M-AlO片，以及一层LiBaLaZrW-M-AlO粉体，再在1160～1200℃温度下灼烧，冷至室温，得到LiBaLaZrW-M-AlO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、钇稀土氧化物中的一种或多种的混合物。
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、硝酸锂、草酸锂、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(2)中，球磨时间为3～12h。
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。
本发明的有益效果是：本发明制备LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质的合成温度较低。制备出的LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质锂离子电导率在6.35×10-4S·cm-1～9.13×10-3S·cm-1之间。
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LiBaLaZrW-M-AlO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、WO3、Nd2O3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WO3、0.05摩尔Nd2O3、0.025摩尔Al2O3和7.55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LiBaLaZrWNdAlO粉体。用压片机将上述LiBaLaZrWNdAlO粉体压成片得到LiBaLaZrWNdAlO片，在坩埚底部铺一层LiBaLaZrWNdAlO粉体，放入LiBaLaZrWNdAlO片，在LiBaLaZrWNdAlO片上覆盖一层LiBaLaZrWNdAlO粉体，在1160℃下灼烧5h，冷至室温，得到LiBaLaZrWNdAlO固体电解质。用英国Solartron1260+1287电化学工作站测定LiBaLaZrWNdAlO固体电解质锂离子电导率为6.35×10-4S·cm-1。
实施例2
将La2O3、ZrO2、Y2O3、Dy2O3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、0.45摩尔WO3、0.10摩尔Y2O3、0.05摩尔Dy2O3、0.125摩尔Al2O3、5.00摩尔草酸锂、5.00摩尔氧化锂、0.02摩尔硫酸钡、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LiBaLaZrWYDyAlO粉体。用压片机将上述LiBaLaZrWYDyAlO粉体压成片得到LiBaLaZrWYDyAlO片，在坩埚底部铺一层LiBaLaZrWYDyAlO粉体，放入LiBaLaZrWYDyAlO片，在LiBaLaZrWYDyAlO片上覆盖一层LiBaLaZrWYDyAlO粉体，在1200℃下灼烧12h，冷至室温，得到LiBaLaZrWYDyAlO固体电解质。用英国Solartron1260+1287电化学工作站测定LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质锂离子电导率为7.16×10-3S·cm-1。
实施例3
将La2O3、ZrO2、Ce2O3、Sm2O3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、0.07摩尔Ce2O3、0.03摩尔Sm2O3、0.075摩尔Al2O3和5.78摩尔碳酸锂、3.00摩尔硝酸锂、0.02摩尔硫酸钡、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LiBaLaZrWCeSmAlO粉体。用压片机将上述LiBaLaZrWCeSmAlO粉体压成片得到LiBaLaZrWCeSmAlO片，在坩埚底部铺一层LiBaLaZrWCeSmAlO粉体，放入LiBaLaZrWCeSmAlO片，在LiBaLaZrWCeSmAlO片上覆盖一层LiBaLaZrWCeSmAlO粉体，在1180℃下灼烧8.5h，冷至室温，得到LiBaLaZrWCeSmAlO固体电解质。用英国Solartron1260+1287电化学工作站测定LiBaLaZrWCeSmAlO固体电解质锂离子电导率为9.13×10-3S·cm-1。

Claims (8)

1.一种LiBaLaZrW-M-AlO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、WO3、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、WO3、稀土氧化物、Al2O3和含锂化合物、含钡化合物于球磨罐中混合，之后加入分散剂球磨，再干燥，得到前驱体；其中：含锂化合物、含钡化合物、La2O3、ZrO2、WO3、稀土氧化物和Al2O3的摩尔比为(7.55～10.00):(0.01～0.05):(1.475～1.495):(1.85～1.95):(0.05～0.45):(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LiBaLaZrW-M-AlO粉体；
(4)先在坩埚底部铺一层LiBaLaZrW-M-AlO粉体，接着依次放入由LiBaLaZrW-M-AlO粉体用压片机压成的LiBaLaZrW-M-AlO片，以及一层LiBaLaZrW-M-AlO粉体，再在1160～1200℃温度下灼烧，冷至室温，得到LiBaLaZrW-M-AlO固体电解质；
其中，M选自稀土氧化物中的一种或多种。
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、钪或钇的氧化物中的一种或多种。
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，含锂化合物为氢氧化锂、碳酸锂、硝酸锂、草酸锂或氧化锂中的一种或多种；含钡化合物为碳酸钡、硫酸钡、氯化钡、硝酸钡、醋酸钡或氢氧化钡中的一种或多种。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，分散剂选自丙醇或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(2)中，球磨时间为3～12h。
7.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。
8.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。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102195187B1 (ko) * 2019-02-18 2020-12-28 주식회사 에스엠랩 양극활물질, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 양극을 포함한 리튬이차전지

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103117413A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 清华大学 一种氧化物固体电解质材料及其制备方法与应用
CN103456983A (zh) * 2013-09-09 2013-12-18 桂林电子科技大学 薄膜固体电解质材料及其制备方法
CN103730678A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 湖北大学 用锰酸锂与稀土氧化物复合材料制造低温固体氧化物燃料电池
CN106025349A (zh) * 2016-07-28 2016-10-12 上海应用技术学院 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102859779B (zh) * 2010-04-13 2016-10-19 丰田自动车株式会社 固体电解质材料、锂电池以及固体电解质材料的制造方法
JP2011222415A (ja) * 2010-04-13 2011-11-04 Toyota Motor Corp 固体電解質材料、リチウム電池および固体電解質材料の製造方法
JP6197584B2 (ja) * 2013-10-31 2017-09-20 セイコーエプソン株式会社 固体電解質、固体電解質の製造方法およびリチウムイオン電池

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103117413A (zh) * 2013-02-01 2013-05-22 清华大学 一种氧化物固体电解质材料及其制备方法与应用
CN103456983A (zh) * 2013-09-09 2013-12-18 桂林电子科技大学 薄膜固体电解质材料及其制备方法
CN103730678A (zh) * 2013-12-31 2014-04-16 湖北大学 用锰酸锂与稀土氧化物复合材料制造低温固体氧化物燃料电池
CN106025349A (zh) * 2016-07-28 2016-10-12 上海应用技术学院 一种LiBaLaZrREAlO固体电解质的制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Miriam Botros et al.Field assisted sintering of fine-grained Li7−3xLa3Zr2AlxO12 solid electrolyte and the influence of the microstructure on the electrochemical performance.《Journal of Power Sources》.2016,第309卷(第31期),Pages 108-115. *

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