[发明专利]一种热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂及其制备方法

权利要求书

1.一种热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂，其特征在于，包括多级复合孔结构的多孔LLZO陶瓷粉体和原位修饰于所述多孔LLZO陶瓷粉体表面的金属氧化物保护膜；所述金属氧化物为SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、SnO₂、MgO中的至少一种；其中多孔LLZO陶瓷粉体和金属氧化物保护膜的质量比为10：1-100：1。

2.根据权利要求1所述的热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂，其特征在于，所述金属氧化物保护膜的厚度为1-100nm。

3.根据权利要求1或2所述的热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂，其特征在于，所述多孔LLZO陶瓷粉体包括未掺杂的多孔LLZO陶瓷粉体和/或掺杂元素的多孔LLZO陶瓷粉体；优选地，所述掺杂元素包含Ta、Al、Zr、F、Nb、Ga、Ca、Mg中的至少一种。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂，其特征在于，所述多孔LLZO陶瓷粉体具有介孔、微孔和大孔复合的多级孔结构。

5.根据权利要求4所述的热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂，其特征在于，所述多孔LLZO陶瓷粉体的孔径为1nm-5μm，孔隙率大于50%，孔体积为0.5-0.9 cm³/g；优选地，所述多孔LLZO陶瓷粉体的介孔孔径为2-50nm；微孔孔径为1-2nm；大孔孔径为0.1-10μm。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法通过金属氧化物前驱体与多孔LLZO陶瓷粉体的表面钝化膜的相互静电吸附作用以在多孔LLZO陶瓷粉体表面形成包覆层，然后煅烧得到所述热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

（1）表面处理以形成钝化膜：将多级复合孔结构的多孔LLZO陶瓷粉体在空气气氛中于450-650℃煅烧2-5h后，收集粉体并调温调湿以在多孔LLZO陶瓷粉体表面形成钝化膜；

（2）金属氧化物前驱体与表面处理后的多孔LLZO陶瓷粉体相互静电吸附作用：将金属氧化物前驱体溶液加入表面形成钝化膜的多孔LLZO陶瓷粉体，调节溶液pH为8-9，搅拌反应后分离并干燥；

（3）修饰金属氧化物保护膜：将步骤（2）的反应产物在空气气氛中于300-500℃煅烧2-5h，即得热电池电解质用多孔LLZO陶瓷粉体抑制剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，调温调湿的温度为20-30℃，湿度为20-40%，放置时间为6-12h。

9.根据权利要求7或8所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，金属氧化物前驱体溶液的浓度为0.01-1g/mL；金属氧化物前驱体包含金属醇盐、金属酯盐、金属有机配合物中的至少一种；金属氧化物前驱体与多孔LLZO陶瓷粉体的质量比为1:100-1:10。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，将纳米LLZO陶瓷粉体借助造孔剂通过喷雾干燥形成多级复合孔结构的多孔LLZO陶瓷粉体。