一种锂镧锆氧离子导体陶瓷纤维及其制备方法与流程

文档序号:11890910阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种锂镧锆氧离子导体陶瓷纤维,其特征在于,化学组成为Li7La3Zr2O12,纤维长度为1~2.5μm,直径为80~120nm,锂离子电导率为1.5×10-4S/cm~6×10-3S/cm。

2.权利要求1所述锂镧锆氧离子导体陶瓷纤维的制备方法,包括以下步骤:

1)将碳酸锂、氧化镧、硝酸氧锆、硝酸溶液与无水乙醇混合加热,得到混合液;

2)将柠檬酸和乙二醇与所述步骤1)得到的混合液混合,得到锂镧锆氧前驱体,所述碳酸锂、氧化镧、硝酸氧锆、乙二醇和柠檬酸的摩尔比为7:3:4:28:14,将所述锂镧锆氧前驱体恒温搅拌得到前驱体溶胶;

3)将水溶性聚合物与所述步骤2)得到的前驱体溶胶混合搅拌,得到纺丝溶胶;

4)将步骤3)得到的纺丝溶胶进行纺丝后煅烧,得到离子导体陶瓷纤维。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中的混合具体为:将碳酸锂和氧化镧溶于稀硝酸,得到锂-镧硝酸溶液;将硝酸氧锆溶于无水乙醇中,得到锆溶液;将所述锂-镧硝酸溶液与锆溶液混合。

4.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤1)中加热的方式为水浴加热,加热的温度为50~80℃。

5.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述锂镧锆氧前驱体中锂镧锆氧的浓度为0.1~0.4mol/L。

6.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤2)中恒温搅拌的温度为50~80℃。

7.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述水溶性聚合物为PVP和/或PVA。

8.根据权利要求2或7所述的制备方法,其特征在于,所述水溶性聚合物以水溶性聚合物水溶液的形式与前驱体溶胶混合,所述水溶性聚合物水溶液的质量浓度为10~20%,所述水溶性聚合物水溶液与前驱体溶胶的体积比为2~5:1。

9.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中纺丝采用气纺的方式,气纺的气流速度为10~80m/s。

10.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤4)中煅烧的温度为900~1500℃,煅烧的时间为0.5~12h。

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