CN107162049A - 锂镧锆氧基氧化物纳米材料及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了锂镧锆氧基氧化物纳米材料及其制备方法。该制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法包括：(1)配置含有前驱体的纺丝溶液；(2)将纺丝溶液进行纺丝处理，以便获得前驱体纤维；(3)将前驱体纤维进行高温煅烧处理，以便获得锂镧锆氧基氧化物纳米纤维；(4)对锂镧锆氧基氧化物纳米纤维进行粉碎处理，以便获得锂镧锆氧基氧化物纳米材料。本发明所提出的制备方法，可快速、高效地获得大量锂镧锆氧基氧化物纳米粉体与纳米短棒，并且该方法操作简单，无需多次球磨的复杂工艺，耗能低，制造成本低廉，具有大规模工业化生产的潜力。

Description

锂镧锆氧基氧化物纳米材料及其制备方法

技术领域

本发明涉及锂离子电池材料技术领域，具体的，本发明涉及锂镧锆氧基氧化物纳米材料及其制备方法。

背景技术

锂离子电池，自1991年投入市场以来一直备受关注，在3C领域(通讯领域、计算机领域、消费电子产品)应用广泛。近年来，随着对高效率且低废物排放汽车的需求扩大，混合动力电动汽车和纯电动汽车呈现出广阔的发展空间，而作为环保型高比能量的锂离子电池，亦将大有用武之处。

目前，市场上广泛使用的锂离子电池采用的是液态或凝胶态的电解质，这类电解质中易燃易爆的有机电解液是引起锂离子电池安全问题的关键因素，不少安全事故是由于锂离子电池电解液起火造成的，如波音787安全事故、动力汽车起火事件。同时，在某些特殊场合的应用中，如较宽温度范围内储能、高集成度微型电子设备的供能，现有的锂离子电池技术都受到了严峻的挑战。而替换商用的电解液，采用固体电解质(也称快离子导体)将可以解决安全性隐患，且在几何形状、容量、周期寿命特性、环保性等方面更具优势。但固态电解质实用化的最大阻碍是其离子电导率低，且与电极界面阻抗高。

在目前报道过的固体电解质材料中，具有立方石榴石结构的锂镧锆氧电导率可达到10^-3S/cm的量级，已接近实用化电导率的要求，其化学式可写成Li₇La₃Zr₂O₁₂(简写作LLZO)。在无机陶瓷电解质以及目前研究较多的刚柔并济的复合电解质的制备中，LLZO因其良好的热稳定性与电化学稳定性而被广泛研究，是一种极具应用前景的材料。

常见立方相LLZO的制备方法有固相反应法、溶胶凝胶法、共沉淀法。其中，固相反应法中常用镧、锆氧化物与锂盐进行球磨混合后进行煅烧，通常制备所得LLZO的尺寸在几微米到几十微米左右。而溶胶凝胶法采用硝酸溶解金属盐，获得的凝胶粉末进行煅烧后易得到四方相LLZO，进一步掺杂煅烧可得到立方相LLZO，粒径最小可达到1微米左右。而共沉淀法一般包括正向沉淀和反向沉淀法，所制得的粒径大小均在微米量级。上述几种方法制备获得的立方LLZO大多为微米颗粒，而作为复合电解质中的填料，纳米颗粒因其比表面积高、利于立方相的稳定、有利于制备柔性电解质膜等优点更具应用潜力。

因此，寻找发现新的方法制备纳米级LLZO，在促进锂镧锆氧基固体电解质材料的推广应用方面将具有重大意义。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

本发明是基于发明人的下列发现而完成的：

本发明人在研究过程中发现一种新的用纺丝法，可合成出锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法。实验结果表明，采用的工艺简单，原料相对价廉，首次大量地合成出了纯的立方相LLZO纳米级粉体及纳米短棒，并且粉体的粒径分布在50nm-200nm，而短棒直径约为200nm、长度约为2微米。

有鉴于此，本发明的一个目的在于提出一种工艺简单、成本低廉或可大量地获得锂镧锆氧基氧化物纳米粉体与纳米短棒的制备方法。

在本发明的第一方面，本发明提出了一种制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法。

根据本发明的实施例，所述方法包括：(1)配置含有前驱体的纺丝溶液；(2)将所述纺丝溶液进行纺丝处理，以便获得前驱体纤维；(3)将所述前驱体纤维进行高温煅烧处理，以便获得锂镧锆氧基氧化物纳米纤维；(4)对所述锂镧锆氧基氧化物纳米纤维进行粉碎处理，以便获得所述的锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

发明人意外地发现，采用本发明实施例的制备方法，可快速、高效地获得大量锂镧锆氧基氧化物纳米粉体与纳米短棒，并且该方法操作简单，无需多次球磨的复杂工艺，耗能低，制造成本低廉，具有大规模工业化生产的潜力。

另外，根据本发明上述实施例的制备方法，还可具有如下附加的技术特征：

根据本发明的实施例，步骤(1)中，所述纺丝溶液包括锂盐、镧盐、锆盐、添加剂和溶剂。

根据本发明的实施例，所述锂盐选自醋酸锂和硝酸锂的至少之一；所述镧盐选自醋酸镧和硝酸镧的至少之一；所述锆盐选自正丙醇锆和硝酸氧锆的至少之一；所述溶剂选自去离子水、异丙醇、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的至少之一；所述添加剂为聚乙烯基吡咯烷酮。

根据本发明的实施例，所述锂盐、所述镧盐和所述锆盐的摩尔比为7.7：3：2；基于所述纺丝溶液的总重量，所述添加剂的重量比为15～30w/w％，优选20w/w％。

根据本发明的实施例，步骤(2)中，所述纺丝处理包括选自静电纺丝、吹气纺丝和离心纺丝的至少一种。

根据本发明的实施例，步骤(3)中，所述高温煅烧处理的温度为700摄氏度，时间为2小时。

根据本发明的实施例，步骤(4)中，所述粉碎处理包括选自超声粉碎、细胞破碎和研磨的至少一种。

根据本发明的实施例，所述粉碎处理为超声粉碎，所述超声粉碎的时间为1小时。

根据本发明的实施例，所述粉碎处理为细胞破碎，所述细胞破碎的时间为1小时。

在本发明的第二方面，本发明提出了一种锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

根据本发明的实施例，所述锂镧锆氧基氧化物纳米材料是通过上述的方法制备的。

发明人意外地发现，本发明实施例的锂镧锆氧基氧化物纳米材料，其尺寸在纳米级别，是首次未通过高能耗球磨的方法合成出的立方相LLZO纳米级粉体及纳米短棒，其粉体的粒径分布在50nm-200nm，而短棒的直径约为200nm、长度约为2微米；该锂镧锆氧基氧化物纳米材料可被简单、高效地大量制备出，且制造成本低，具有大规模工业化生产的前景。本领域技术人员能够理解的是，前面针对制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法所描述的特征和优点，仍适用于该锂镧锆氧基氧化物纳米粉体，在此不再赘述。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明一个实施例的制备锂镧锆氧基氧化物纳米粉体的方法流程示意图；

图2是本发明一个实施例的前驱体纤维煅烧前后的扫描电子显微镜的对比照片；

图3是本发明一个实施例的超声处理后的锂镧锆氧基氧化物纳米粉体的透射电子显微镜的照片和研磨后的纳米短棒的扫描电子显微镜的照片；

图4是本发明一个实施例的锂镧锆氧基氧化物纳米粉体的X射线衍射图谱。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，本技术领域人员会理解，下面实施例旨在用于解释本发明，而不应视为对本发明的限制。除非特别说明，在下面实施例中没有明确描述具体技术或条件的，本领域技术人员可以按照本领域内的常用的技术或条件或按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可通过市购到的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法。参照图1，对本发明的制备方法进行详细的描述。

根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括：

S100：配置含有前驱体的纺丝溶液。

在该步骤中，可预先将含有前驱体的纺丝溶液配置好，用于后续的纺丝处理。

根据本发明的实施例，纺丝溶液可以包括锂盐、镧盐、锆盐、添加剂和溶剂。其中，锂盐、镧盐、锆盐分别作为Li₇La₃Zr₂O₁₂(简写作LLZO)的前驱体；溶剂可将前述各种前驱体溶解并混合均匀，有利于后续煅烧形成立方相的LLZO；而添加剂能使该纺丝溶液具有合适的粘度，从而使纺丝溶液具有可纺性，利于后续纺丝形成的前驱体纤维的连续性和直径均匀性。

根据本发明的实施例，锂盐的具体种类不受特别的限制，只要该种类的锂盐可作为锂源经过高温煅烧后可形成立方相的LLZO即可，本领域技术人员可根据后续纺丝处理的工艺要求进行选择。在本发明的一些实施例中，锂盐可以选自醋酸锂和硝酸锂的至少之一。如此，采用上述种类的锂盐，可使该纺丝溶液具有更好的可纺性，并且后续获得的锂镧锆氧基纳米粉体的纯度更高。

根据本发明的实施例，镧盐的具体种类不受特别的限制，只要该种类的镧盐可作为镧源经过高温煅烧后可形成立方相的LLZO即可，本领域技术人员可根据后续纺丝处理的工艺要求进行选择。在本发明的一些实施例中，镧盐可以选自醋酸镧和硝酸镧的至少之一。如此，采用上述种类的镧盐，可使该纺丝溶液具有更好的可纺性，并且后续获得的锂镧锆氧基纳米粉体的纯度更高。

根据本发明的实施例，锆盐的具体种类不受特别的限制，只要该种类的无机锆盐或有机锆盐可作为锆源经过高温煅烧后可形成立方相的LLZO即可，本领域技术人员可根据后续纺丝处理的工艺要求进行选择。在本发明的一些实施例中，锆盐可以选自正丙醇锆和硝酸氧锆的至少之一。如此，采用上述种类的锆盐，可使该纺丝溶液具有更好的可纺性，并且后续获得的锂镧锆氧基纳米粉体的纯度更高。

根据本发明的实施例，溶剂的具体种类不受特别的限制，只要该种类的溶剂能有效地溶解上述各种前驱体且后续处理可被彻底处理掉即可，本领域技术人员可根据各前驱体的具体种类以及后续高温煅烧的工艺参数进行选择和调整。在本发明的一些实施例中，溶剂可以选自去离子水、异丙醇、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的至少之一。如此，采用上述种类的溶剂，可更好地溶解锂盐、镧盐和锆盐等各溶质，且能使该纺丝溶液具有更好的可纺性。在本发明的一些实施例中，溶剂可以采用去离子水、异丙醇和乙酸的混合溶剂，从而可更好地溶解醋酸盐体系的前驱体。在本发明的另一些实施例中，溶剂可以采用乙酸、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的混合溶剂，从而可更好地溶解硝酸盐体系的前驱体。

根据本发明的实施例，添加剂的具体种类不受特别的限制，只要该种类的添加剂能使该纺丝溶液具有可纺性即可，本领域技术人员可根据该纺丝溶液的具体组成进行筛选。在本发明的一些实施例中，添加剂可以选择聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)。如此，采用PVP作为添加剂，易于制备物理化学性质稳定的前驱体溶液，且纺丝工艺成熟。

根据本发明的实施例，纺丝溶液中锂盐、镧盐和锆盐的具体浓度，不受特别的限制，本领域技术人员可根据该纺丝溶液的粘度和后续烧结获得纳米纤维的质量进行调整。在本发明的一些实施例中，锂盐、镧盐和锆盐的摩尔比可以为7.7：3：2，根据分子式Li₇La₃Zr₂O₁₂，并为了防止Li盐的挥发而造成比例的变化而使Li质量比过量10％，即按Li：La：Zr＝7.7：3：2的比例，如此，后续烧结后获得的锂镧锆氧基氧化物纳米粉体的尺寸和质量均好。

根据本发明的实施例，混合溶剂中各种溶剂的具体比例不受特别的限制，本领域技术人员可根据各种前驱体的具体种类和浓度进行调配。在本发明的一些实施例中，对于醋酸盐体系的前驱体，混合溶剂中去离子水、异丙醇和乙酸的体积比可以为2:1:4，如此，各种醋酸盐体系的前驱体的溶解效果更佳。在本发明的另一些实施例中，对于硝酸盐体系的前驱体，混合溶剂中乙酸、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的体积比可以为2:13:6，如此，各种硝酸盐体系的前驱体的溶解效果更佳。

根据本发明的实施例，纺丝溶液中添加剂的具体浓度不受特别的限制，本领域技术人员可根据该纺丝溶液的实际粘度进行调整。在本发明的一些实施例中，基于纺丝溶液的总重量，添加剂的重量比可以是15-30w/w％。在本发明的一些具体示例中，基于纺丝溶液的总重量，添加剂的重量比可以是20w/w％。如此，采用上述浓度的PVP，能使该纺丝溶液具有更合适的浓度，烧结后获得的锂镧锆氧基氧化物纳米纤维直径的尺寸和均匀性都俱佳。

S200：将纺丝溶液进行纺丝处理。

在该步骤中，将上述配置好的纺丝溶液进行纺丝处理，以便获得前驱体纤维。

根据本发明的实施例，纺丝处理的具体方法不受特别的限制，例如静电纺丝或者吹气纺丝，等等，本领域技术人员可根据该纺丝溶液的具体组成进行选择。在本发明的一些实施例中，纺丝处理可以选自静电纺丝、吹气纺丝和离心纺丝的一种。如此，可获得直径尺寸更均匀的前驱体纤维。

在本发明的一些具体示例中，纺丝处理可以选择静电纺丝，如此，可获得直径尺寸更均匀的前驱体纤维。在本发明的另一些具体示例中，纺丝处理可以选择吹气纺丝，如此，可低耗能、高效地获得大量的前驱体纤维。在本发明的另一些具体示例中，纺丝处理可以选择离心纺丝，如此，工艺参数可调易控，原料适应性广，可快速大量地获得纳米纤维。

S300：将前驱体纤维进行高温煅烧处理。

在该步骤中，将前驱体纤维进行高温煅烧处理，以便获得锂镧锆氧基氧化物纳米纤维。

根据本发明的实施例，高温烧结处理的具体工艺参数，例如温度和时间等，不受特别的限制，本领域技术人员可根据前驱体的具体种类和锂镧锆氧基氧化物纳米粉体的性能要求进行选择和调整。在本发明的一些实施例中，高温煅烧处理的温度可以为700摄氏度，而时间可以为2小时，如此，可获得直径更均匀、直径尺寸在纳米级的锂镧锆氧基氧化物纳米纤维。

S400：对锂镧锆氧基氧化物纳米纤维进行粉碎处理。

在该步骤中，对锂镧锆氧基氧化物纳米纤维进行粉碎处理，以便获得所述的锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

根据本发明的实施例，粉碎处理的具体方法不受特别的限制，本领域技术人员可根据需要获得的锂镧锆氧基氧化物纳米材料的具体尺寸要求进行选择。在本发明的一些实施例中，粉碎处理可选自超声粉碎、细胞破碎和研磨的一种，如此，可简单高效地获得纳米尺寸的锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

根据本发明的实施例，粉碎处理的具体工艺参数，例如粉碎的时间和强度等，也不受特别的限制，本领域技术人员可根据实际粉碎的情况进行调整。在本发明的一些具体示例中，粉碎处理可以选择超声粉碎或细胞破碎，则超声粉碎或细胞破碎的时间为1小时，如此，可获得粒径分布在50nm-200nm的立方相LLZO粉体。在本发明的另一些具体示例中，粉碎处理可以选择研磨粉碎，如此，可获得直径约为200nm、长度约为2微米的立方相LLZO短棒。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种制备方法，可快速、高效地获得大量锂镧锆氧基氧化物纳米粉体与纳米短棒，并且该方法操作简单，无需多次球磨的复杂工艺，耗能低，制造成本低廉，具有大规模工业化生产的潜力。

在本发明的一个方面，本发明提出了一种锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

根据本发明的实施例，该锂镧锆氧基氧化物纳米材料是通过上述的方法制备的。需要说明的是，本文中所有“纳米材料”是指该材料的一个一维尺寸(粒径或直径等)在纳米级，包括但不限于纳米粉体与纳米短棒。

综上所述，根据本发明的实施例，本发明提出了一种锂镧锆氧基氧化物纳米粉体，其尺寸在纳米级别，是首次未通过高能耗球磨的方法合成出的立方相LLZO纳米粉体及纳米短棒，其粉体的粒径分布在50nm-200nm，而短棒的直径约为200nm、长度约为2μm；该锂镧锆氧基氧化物纳米材料可被简单、高效地大量制备出，且制造成本低，具有大规模工业化生产的前景。本领域技术人员能够理解的是，前面针对制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法所描述的特征和优点，仍适用于该锂镧锆氧基氧化物纳米材料，在此不再赘述。

下面参考具体实施例，对本发明进行描述，需要说明的是，这些实施例仅是描述性的，而不以任何方式限制本发明。

实施例1

在该实施例中，采用醋酸盐体系的前驱体，制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

具体的步骤如下：

(1)配制纺丝溶液：按Li：La：Zr＝7.7：3：2的比例称取适量醋酸锂、醋酸镧、正丙醇锆；并将称取的醋酸锂、醋酸镧、正丙醇锆溶于6mL去离子水、3mL乙酸与3mL异丙醇的混合溶剂中，磁力搅拌12h后获得混合溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在70℃下烘干10h后，按质量分数约为12％加入到9ml乙酸的混合溶剂中，磁力搅拌12h后，获得溶液B；再将混合溶液A与溶液B混合，磁力搅拌3h后静置0.5h，得到均匀澄清的纺丝溶液；

(2)纤维制备：将步骤(1)得到的纺丝溶液进行静电纺丝，采用20mL针筒，湿度大约为20％-30％，电压18kV，电纺丝获得前驱体的纤维；

(3)高温烧结处理：将步骤(2)得到的前驱体的纤维，放入小型高温烧结炉中，700℃煅烧2h，得到LLZO纳米纤维；

(4)粉碎处理：最后，将步骤(3)得到的LLZO纳米纤维放入烧杯，加适量的异丙醇溶剂，超声1h或者使用细胞破碎仪处理1h后取出，倒入到表面皿中70℃下烘干即可得到LLZO纳米粉体；或者，也可将LLZO纳米纤维直接研磨破碎，得到LLZO纳米短棒。

该实施例步骤(2)得到的前驱体的纤维的SEM图，如图2的(a)所示。由图2的(a)可看出，电纺丝获得的纤维直径分布在200nm-300nm。

该实施例步骤(3)得到的LLZO纳米纤维的SEM图，如图2的(b)所示。由图2的(b)可看出，LLZO纳米纤维直径分布在100nm-200nm。

该实施例步骤(4)超声和研磨处理得到的LLZO纳米粉体的TEM图及LLZO纳米短棒的SEM图，分别如图3的(a)和(b)所示。由图3的(a)可看出，LLZO纳米粉体是由很多小颗粒堆叠而成，形状不规则，当量直径约为100nm；由图3的(b)可看出，LLZO纳米短棒直径约为200nm，长度约为2μm。

该实施例步骤(4)处理得到的LLZO纳米粉体的XRD图，如图4所示。由图4可看出，LLZO纳米粉体为纯的立方相。

实施例2

在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料。区别在于，在该实施例中，采用硝酸盐体系的前驱体，并且：

(1)配制纺丝溶液：按Li：La：Zr＝7.7：3：2的比例称取适量硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锆；并将称取的硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锆溶于10mL N,N-二甲基甲酰胺与2mL乙酸的混合溶剂中，磁力搅拌12h后获得混合溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在70℃下烘干10h后，按质量分数约为12％加入到6mL丙酮与3mL N,N--二甲基甲酰胺的混合溶剂中，磁力搅拌12h后，获得混合溶液B；再将混合溶液A与溶液B混合，磁力搅拌3h后静置0.5h，得到均匀澄清的纺丝溶液。

实施例3

该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备铝掺杂的锂镧锆氧基氧化物纳米材料。区别在于，在该实施例中，采用硝酸盐体系的前驱体，并且：

(1)配制纺丝溶液：按Li：La：Zr：Al＝7.7：3：2：0.15的比例称取适量硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锆、硝酸铝；并将称取的硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锆、硝酸铝溶于10mL N,N-二甲基甲酰胺与2mL乙酸的混合溶剂中，磁力搅拌12h后获得混合溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在70℃下烘干10h后，按质量分数约为12％加入到6mL丙酮与3mL N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，搅拌12h后，获得混合溶液B；再将混合溶液A与溶液B混合，磁力搅拌3h后静置0.5h，得到均匀澄清的纺丝溶液。

实施例4

在该实施例中，采用多针头纺丝的方法，大量地制备铝掺杂的锂镧锆氧基氧化物纳米材料。以10个针筒为例，具体的步骤如下：

(1)配制前驱体溶液：按Li：La：Zr：Al＝7.7：3：2：0.15的比例称取适量硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锆、硝酸铝。将称取的硝酸锂、硝酸镧、硝酸氧锆、硝酸铝溶于100mL N,N-二甲基甲酰胺与20mL乙酸的混合溶剂中，采用搅拌桨搅拌16h后获得混合溶液A；将聚乙烯吡咯烷酮(PVP)在70℃下烘干10h后，按质量分数约为12％分别加入到10瓶6mL丙酮与3mL N,N-二甲基甲酰胺的混合溶剂中，磁力搅拌12h后，获得10瓶混合溶液，记为B1、B2、B3、B4、B5、B6、B7、B8、B9、B10；再将混合溶液A分成10等份，每份12mL，分别与混合溶液B1、B2……B10混合；并将得到的十瓶混合溶液各自磁力搅拌3h，静置0.5h，得到十瓶均匀澄清的纺丝溶液；

(2)纤维制备：将步骤(1)中得到的十瓶纺丝溶液分别加入到10个20mL针筒中进行纺丝，湿度大约为20％-30％，电压18kV，电纺丝后高效地获得大量的前驱体纤维；

(3)高温烧结处理：将步骤(2)得到的前驱体的纤维，放入中温马福炉中，700℃煅烧2h，得到LLZO纳米纤维；

(4)粉碎处理：最后，将步骤(3)得到的LLZO纳米纤维放入烧杯，加适量的异丙醇溶剂，超声1h或者使用细胞破碎仪处理1h后取出，倒入到表面皿中70℃下烘干即可得到纳米LLZO粉体；或者，将LLZO纳米纤维直接研磨破碎，得到纳米短棒。

实施例5

在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料。区别在于，在该实施例中，采用吹气纺丝的方法：

(2)将步骤(1)中得到的纺丝溶液进行气纺，采用10mL针筒，湿度大约为20％-30％，调整合适的溶液推进速度及吹起速率，吹气纺丝获得前驱体的纤维。

实施例6

在该实施例中，按照与实施例1基本相同的方法和条件，制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料。区别在于，在该实施例中，采用离心纺丝的方法：

(2)将步骤(1)中得到的纺丝溶液进行离心纺丝，获得前驱体的纤维。

总结

综合实施例1～6可得出，本发明所提出的制备方法，可快速、高效地获得大量锂镧锆氧基氧化物纳米粉体与纳米短棒，并且该方法操作简单，无需多次球磨的复杂工艺，耗能低，制造成本低廉，具有大规模工业化生产的潜力。并且，实验结果表明，采用的工艺简单，原料相对价廉，首次大量地合成出了纯的立方相LLZO纳米级粉体及纳米短棒，并且粉体的粒径分布在50nm-200nm，而短棒直径约为200nm、长度约为2μm。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种制备锂镧锆氧基氧化物纳米材料的方法，其特征在于，包括：

(1)配置含有前驱体的纺丝溶液；

(2)将所述纺丝溶液进行纺丝处理，以便获得前驱体纤维；

(3)将所述前驱体纤维进行高温煅烧处理，以便获得锂镧锆氧基氧化物纳米纤维；

(4)对所述锂镧锆氧基氧化物纳米纤维进行粉碎处理，以便获得所述的锂镧锆氧基氧化物纳米材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述纺丝溶液包括锂盐、镧盐、锆盐、添加剂和溶剂。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，

所述锂盐选自醋酸锂和硝酸锂的至少之一；

所述镧盐选自醋酸镧和硝酸镧的至少之一；

所述锆盐选自正丙醇锆和硝酸氧锆的至少之一；

所述溶剂选自去离子水、异丙醇、乙酸、N,N-二甲基甲酰胺和丙酮的至少之一；

所述添加剂为聚乙烯基吡咯烷酮。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，

所述锂盐、所述镧盐和所述锆盐的摩尔比为7.7：3：2；

基于所述纺丝溶液的总重量，所述添加剂的重量比为15～30w/w％，优选20w/w％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述纺丝处理包括选自静电纺丝、吹气纺丝和离心纺丝的至少一种。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，所述高温煅烧处理的温度为700摄氏度，时间为2小时。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(4)中，所述粉碎处理包括选自超声粉碎、细胞破碎和研磨的至少一种。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粉碎处理为超声粉碎，所述超声粉碎的时间为1小时。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述粉碎处理为细胞破碎，所述细胞破碎的时间为1小时。

10.一种锂镧锆氧基氧化物纳米材料，其特征在于，是通过权利要求1～9任一项所述的方法制备的。