【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及固態(tài)電解質(zhì)陶瓷，尤其涉及一種li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷及其制備方法。
技術(shù)介紹
1、li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷因具有較高的li離子電導(dǎo)率，可以用于固態(tài)鋰電池中促進(jìn)電能和化學(xué)能之間的高效轉(zhuǎn)化，有望延長(zhǎng)電池的使用壽命、轉(zhuǎn)化速率和安全性，進(jìn)一步可將這種材料應(yīng)用在電動(dòng)汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)電池中，提高電池能量密度、續(xù)航里程，并減少充電時(shí)間。
2、目前，li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷通過(guò)離子交換法制備，但傳統(tǒng)離子交換法制備li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷耗時(shí)較長(zhǎng)且交換率低、形成的li-β〃氧化鋁非常容易開(kāi)裂。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Nli-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷及其制備方法，以解決如下技術(shù)問(wèn)題：如何提高li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的綜合性能。
2、第一方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Nli-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的制備方法，所述方法包括：
3、得到na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體；
4、將所述na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體進(jìn)行成型處理，得到na-β"氧化鋁陶瓷生坯；
5、將所述na-β"氧化鋁陶瓷生坯進(jìn)行埋燒，得到na-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷；
6、將所述na-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷埋入鋰氧化合物與第一鋁氧化合物的混合物中，以在設(shè)定溫度下進(jìn)行離子交換反應(yīng)，得到li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷。
7、可選的，所述設(shè)定溫度為1400℃～1500℃。
8、可選的，所述離子交換反應(yīng)的時(shí)間為24h～
9、可選的，所述鋰氧化合物包括如下至少一種：氫氧化鋰、氧化鋰、偏鋁酸鋰；和/或，所述第一鋁氧化合物包括如下至少一種：三水氧化鋁、一水氧化鋁、氧化鋁。
10、可選的，所述鋰氧化合物與所述第一鋁氧化合物的重量比為(0.5～1):1。
11、可選的，所述埋燒的溫度為1580℃～1650℃。
12、可選的，所述得到na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體，包括：
13、將第二鋁氧化合物、含鈉化合物以及穩(wěn)定劑進(jìn)行熱處理，得到na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體；其中，所述熱處理的溫度為1200℃～1250℃；和/或，
14、所述第二鋁氧化合物、所述含鈉化合物以及所述穩(wěn)定劑的重量比為100:(8～18):(1～3)。
15、可選的，所述第二鋁氧化合物包括如下至少一種：α氧化鋁、γ氧化鋁；和/或，
16、所述含鈉化合物包括如下至少一種：無(wú)水碳酸鈉、氫氧化鈉、偏鋁酸鈉；和/或，所述穩(wěn)定劑包括如下至少一種：含鋰氧化物、含鎂氧化物。
17、可選的，所述方法還包括：
18、將所述li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷進(jìn)行洗滌，得到li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷產(chǎn)品；其中，所述洗滌的溫度為50℃～80℃。
19、第二方面，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环Nli-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷，所述li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷由第一方面任意一項(xiàng)所述的方法制備得到。
20、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的上述技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn)：
21、本申請(qǐng)實(shí)施例提供的該li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的制備方法，所述方法包括：得到na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體；將所述na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體進(jìn)行成型處理，得到na-β"氧化鋁陶瓷生坯；將所述na-β"氧化鋁陶瓷生坯進(jìn)行埋燒，得到na-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷；將所述na-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷埋入鋰氧化合物與第一鋁氧化合物的混合物中，以在設(shè)定溫度下進(jìn)行離子交換反應(yīng)，得到li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷。具有穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和高β"相含量的na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體進(jìn)行成型處理，得到具有較高的密度和均勻結(jié)構(gòu)的na-β"氧化鋁陶瓷生坯；該na-β"氧化鋁陶瓷生坯進(jìn)行埋燒，可以促進(jìn)na-β"氧化鋁陶瓷生坯的晶體的生長(zhǎng)和致密化；na-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷埋入鋰氧化合物與第一鋁氧化合物的混合物中，并在設(shè)定溫度下na-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷與鋰氧化合物進(jìn)行離子交換反應(yīng)，生成具有優(yōu)異離子傳導(dǎo)性能的li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷，同時(shí)鋁氧化合物保持該li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而優(yōu)化li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的離子傳導(dǎo)性能和化學(xué)性能，進(jìn)而該li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷能夠保持良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和優(yōu)異的離子傳導(dǎo)性能，即提高li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的綜合性能。
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1.一種Li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的制備方法，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定溫度為1400℃～1500℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述離子交換反應(yīng)的時(shí)間為24h～36h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰氧化合物包括如下至少一種：氫氧化鋰、氧化鋰、偏鋁酸鋰；和/或，
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述鋰氧化合物與所述第一鋁氧化合物的重量比為(0.5～1):1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述埋燒的溫度為1580℃～1650℃。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述得到Na-β"氧化鋁陶瓷前驅(qū)體粉體，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第二鋁氧化合物包括如下至少一種：α氧化鋁、γ氧化鋁；和/或，
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：
10.一種Li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷，其特征在于，所述Li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種li-β"氧化鋁固態(tài)電解質(zhì)陶瓷的制備方法，所述方法包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)定溫度為1400℃～1500℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述離子交換反應(yīng)的時(shí)間為24h～36h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述鋰氧化合物包括如下至少一種：氫氧化鋰、氧化鋰、偏鋁酸鋰；和/或，
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述鋰氧化合物與所述第一鋁氧化合物的重量比為(0.5～1):1。
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【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李智勇，齊波，王偉，張曉強(qiáng)，于存貞，劉琳，趙秀芳，蘇愛(ài)玲，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中鋁鄭州有色金屬研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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