[发明专利]锂导电陶瓷氧化物去污方法

说明书

本发明涉及锂导电陶瓷氧化物材料的去污方法。该方法包括在以一种无机盐浓度包含无机盐的第一有机溶剂中浸泡具有第一厚度的表面污染物的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得经浸泡的锂导电陶瓷氧化物材料。该方法进一步地包括在第二有机溶剂中漂洗所述经浸泡的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得去污的锂导电陶瓷氧化物材料，其具有少于第一厚度的表面污染物的第二厚度的表面污染物。

技术领域

本公开涉及锂导电陶瓷氧化物去污方法和去污的锂导电陶瓷氧化物材料，并且在一些实施方案中，涉及这样的材料作为具有改善的界面性能的固态电解质(SSE)的用途。

背景技术

在室温下显示大于10mScm^-1的Li⁺导电率的固态电解质(SSE)体系已经显示出有望将锂金属阳极应用于高能量和高功率密度的电池中。相对于传统的液体电解质体系，这种应用可以提供若干优点。这些益处的非限制性实例包括更高的重量和容量能量密度、更宽的可操作电压、更宽的温度范围、和提高的安全性。然而，对于在这样的应用中实施这样的具有锂金属阳极的SSE体系来说，仍然许多障碍存在。

发明内容

根据一个实施方案，公开了一种锂导电陶瓷氧化物材料的去污方法。该方法包括在以一种无机盐浓度包含无机盐的第一有机溶剂中浸泡具有第一厚度的表面污染物的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得经浸泡的锂导电陶瓷氧化物材料。该方法进一步地包括在第二有机溶剂中漂洗所述经浸泡的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得去污的锂导电陶瓷氧化物材料，其具有少于第一厚度的表面污染物的第二厚度的表面污染物。第一厚度可以是以下的值中的任何一个或在以下的值中的任两个的范围中：50、55、60、65和70nm。第二厚度可以是以下的值中的任何一个或在以下的值中的任两个的范围中：1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、3.0、4.0和5.0nm。

根据另一个实施方案，公开了一种形成固态电解质材料的方法。该方法包括在以一种无机盐浓度包含无机盐的第一有机溶剂中浸泡具有第一厚度的表面污染物的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得经浸泡的锂导电陶瓷氧化物材料。该方法进一步地包括在第二有机溶剂中漂洗所述经浸泡的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得去污的锂导电陶瓷氧化物材料，其具有少于第一厚度的表面污染物的第二厚度的表面污染物。该方法还包括干燥所述去污的锂导电陶瓷氧化物材料，以获得干燥的、去污的锂导电陶瓷氧化物材料。该方法还包括混合所述干燥的、去污的锂导电陶瓷氧化物材料与聚合物材料，以形成固态电解质材料。

在又一个实施方案中，公开了薄膜固态电解质材料。所述薄膜固态电解质材料包括去污的锂导电陶瓷氧化物材料，其包括小于5.0nm的碳酸氢盐的表面厚度。所述薄膜固态电解质材料进一步地包括聚合物材料。所述薄膜固态电解质材料具有小于100μm的厚度。

附图说明

图1是根据一个实施方案的固态电池(SSB)的示意图。

图2是根据一个实施方案的用于从Li⁺导电陶瓷氧化物除去表面污染的方法步骤的示意图。

图3a、3b、3c和3d显示了在不同条件下的LLZO粉末的软X射线吸收光谱(XAS)的图。

图4描绘了根据一个实施方案的在处理前后的在室温下的Li/LLZO/Li电池元(cells)的代表性的奈奎斯特图。

图5描绘了根据一个实施方案的在处理前后以1.4μAcm^-2的电流密度在室温下的Li/LLZO/Li电池元(cells)的恒电流(galvanostic)循环的图。

具体实施方式