[发明专利]锂离子传导性玻璃陶瓷的制造方法

权利要求书

1.一种锂离子传导性玻璃陶瓷的制造方法，其特征在于，其具有如下工序：

(a)使用包含SiO₂源、ZrO₂源、P₂O₅源以及Na₂O源的原料形成造粒体的工序；

(b)使所述造粒体通过加热气相气氛中，由此使所述造粒体熔融，然后固化，在所述固化的过程中使晶体析出，得到作为包含玻璃陶瓷的被处理体的粉末的工序，以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述粉末包含20摩尔％～60摩尔％的SiO₂、5摩尔％～45摩尔％的ZrO₂、3摩尔％～30摩尔％的P₂O₅、以及15摩尔％～45摩尔％的Na₂O；和

(d)在包含锂离子的熔融盐中对所述被处理体进行离子交换处理，得到锂离子传导性玻璃陶瓷的工序。

2.一种锂离子传导性玻璃陶瓷的制造方法，其特征在于，其具有如下工序：

(a)使用包含SiO₂源、ZrO₂源、P₂O₅源以及Na₂O源的原料形成造粒体的工序；

(b)使所述造粒体通过加热气相气氛中，由此使所述造粒体熔融，然后固化，得到具有玻璃相的粉末的工序，以氧化物基准的摩尔百分率表示，所述粉末包含20摩尔％～60摩尔％的SiO₂、5摩尔％～45摩尔％的ZrO₂、3摩尔％～30摩尔％的P₂O₅、以及15摩尔％～45摩尔％的Na₂O的工序；

(c)对所述粉末进行热处理，使晶体析出，得到包含玻璃陶瓷的被处理体的工序；和

(d)在包含锂离子的熔融盐中对所述被处理体进行离子交换处理，得到锂离子传导性玻璃陶瓷的工序。

3.根据权利要求2所述的制造方法，其中，所述(c)工序的热处理具有将所述粉末在700℃～900℃的温度范围保持1小时～10小时后，进一步在900℃～1100℃的温度范围保持30分钟～2小时的工序。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的制造方法，其中，所述晶体具有NASICON型的晶体结构。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的制造方法，其中，所述造粒体具有0.1μm～150μm的范围的粒径。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的制造方法，其中，所述造粒体具有30％～80％的空隙率。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的制造方法，其中，所述(a)工序具有使用喷雾干燥法形成所述造粒体的工序。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的制造方法，其中，所述加热气相气氛利用热电弧等离子体、氢氧燃烧焰、和/或天然气-氧燃烧焰而形成。

9.根据权利要求1～8中任一项所述的制造方法，其中，所述离子交换处理通过在200℃～600℃的温度下、在所述包含锂离子的熔融盐中将所述被处理体保持24小时～120小时而实施。

10.根据权利要求1～9中任一项所述的制造方法，其中，所述原料包含选自由硅砂、碳酸钠、五氧化二磷、氧化锆、硅酸钠、磷酸三钠、磷酸铵、偏硅酸钠、二硅酸钠·n水合物、二磷酸钠十水合物、偏磷酸钠、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、焦磷酸钠、以及氢氧化锆组成的组中的至少一种。

11.根据权利要求1～9中任一项所述的制造方法，其中，所述原料包含六偏磷酸钠以及氧化锆溶胶。