[发明专利]一种固态氧化物电解质、其制备方法和在锂离子电池用的应用

权利要求书

1.一种固态氧化物电解质的制备方法，其特征在于，所述方法由如下步骤组成：

(1)Li盐、含La材料、含Zr材料和含Ta材料混合，得到混合材料；

(2)将所述混合材料进行第一烧结，将部分烧结后得到的材料进行初步塑形，得到定型材料，然后将所述定型材料与剩余烧结后得到的材料混合，进行第二烧结，得到定型后的LLZTO；

(3)将步骤(2)得到的LLZTO与热塑性树脂混合，得到固态氧化物电解质；

步骤(2)所述第二烧结之后，还包括步骤(2’)：将第二烧结得到的材料进行除杂和破碎成粉末；

所述除杂包括：将第二烧结得到的材料周围铺覆碳材料，煅烧；

步骤(2)所述第二烧结的温度为1140～1200℃；

步骤(3)所述混合为加热混合；

步骤(3)所述混合之后，还包括涂膜成形的过程；

步骤(1)所述Li盐包括LiOH和/或LiOH·H₂O；

步骤(2)所述定型材料的质量与剩余烧结后得到的材料的质量之比为(0.8～1.2):1；

步骤(3)所述LLZTO与热塑性树脂混合得到的材料中，LLZTO的含量为15wt％～30wt％；

步骤(3)所述LLZTO与热塑性树脂混合得到的材料中，热塑性树脂的含量为70wt％～85wt％；

步骤(3)所述固态氧化物电解质的厚度为1-15μm。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含La材料包括La(OH)₃和/或La₂O₃。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含Zr材料为ZrO₂。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述含Ta材料为Ta₂O₅。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合材料中Li盐、含La材料、含Zr材料和含Ta材料的质量比为(1.1～1.3):1:(1～1.1):(1～1.2)。

6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述混合材料中，Li盐相对于制备LLZTO所需Li盐的含量过量15wt％～20wt％。

7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一烧结的温度为900～1000℃。

8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一烧结的升温速率为4～6℃/min。

9.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一烧结的时间为10～15h。

10.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第一烧结在马弗炉中进行。

11.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述初步塑形为：使用压机，在磨具中定型。

12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述在磨具中定型得到的形状包括片状、块状和瓦状中的任意一种或至少两种的组合。

13.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述在磨具中定型的压力为10mPa～100mPa。

14.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第二烧结的升温速率为4～6℃/min。

15.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二烧结的时间为10～15h。