一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置及方法与流程

文档序号:22683305发布日期:2020-10-28 12:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置,包括发生罐(1)、底座(2)和控制箱(3),其特征在于,所述底座(2)两侧的顶部固定安装支撑杆(25),所述发生罐(1)固定安装在支撑杆(25)的顶部,所述底座(2)顶部的中心位置处固定安装有电动推杆一(4),所述电动推杆一(4)的顶部固定安装有支撑架(5),所述支撑架(5)的顶部固定安装有固定座(6),所述固定座(6)与支撑架(5)之间固定安装有步进电机(7),放置座(8)的底部固定安装有凸型滑环(9),所述固定座(6)的顶部开设有环形滑槽(10),所述凸型滑环(9)安装在环形滑槽(10)内,所述发生罐(1)的底部开设有通孔,所述放置座(8)的顶部穿过通孔并延伸至发生罐(1)内,所述放置座(8)与步进电机(7)的输出轴固定连接,所述放置座(8)的顶部开设有放置槽(11),所述发生罐(1)顶部的内侧壁上与放置座(8)对应的位置处固定安装有研磨压片座(12),所述研磨压片座(12)的顶部开设有活动槽(13),所述活动槽(13)内安装有活动座(14),所述活动座(14)的底部固定安装有若干个封堵杆(15),所述发生罐(1)的顶部通过螺栓安装有电动推杆二(16),所述研磨压片座(12)的两侧内分别开设有空气通道(17)和气体燃料通道(27),所述研磨压片座(12)内开设有混合腔(18),所述空气通道(17)和气体燃料通道(27)均与混合腔(18)连通,所述混合腔(18)顶部的内侧壁上固定镶嵌有点火器(30),所述研磨压片座(12)的底部与封堵杆(15)对应的位置处开设有喷孔(19),所述发生罐(1)的顶部固定连接有空气管(20)和气体燃料管(21),所述空气管(20)和气体燃料管(21)分别与空气通道(17)和气体燃料通道(27)连通,所述空气管(20)和气体燃料管(21)上均安装有电动流量阀(22),所述控制箱(3)固定安装在发生罐(1)的顶部,所述控制箱(3)上安装有显示屏(23)和操作按键(24),所述控制箱(3)内安装有处理器,所述发生罐(1)一侧的内侧壁上固定镶嵌有温度传感器(26),所述发生罐(1)的一侧固定连接有电源线(29)。

2.根据权利要求1所述的一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置,其特征在于:所述发生罐(1)的一侧固定连接有排气管(28)。

3.根据权利要求1所述的一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置,其特征在于:所述电源线(29)的一端连接有插头。

4.根据权利要求1所述的一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置,其特征在于:所述电源线(29)通过供电电路分别与处理器、显示屏(23)、操作按键(24)、电动推杆一(4)、电动推杆二(16)、步进电机(7)、电动流量阀(22)、点火器(30)和温度传感器(26)电性连接。

5.根据权利要求1所述的一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置,其特征在于:所述处理器分别与显示屏(23)、操作按键(24)、电动推杆一(4)、电动推杆二(16)、步进电机(7)、电动流量阀(22)、点火器(30)和温度传感器(26)电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置,其特征在于:所述放置座(8)的材质为高温陶瓷。

7.一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤一:原料溶解;将适量分析纯以上的la(no3)3·xh2o、sr(no3)2、ga(no3)3·xh2o、mgo按化学计量比称量并置于烧杯内,加入去离子水溶解上述原料,然后加入hno3并使其与mgo反应,最后加入络合剂甘氨酸,甘氨酸与原料中金属离子的摩尔比为1:1,优选的hno3浓度为45%-80%;

步骤二:前驱体粉末制备;将步骤一中的溶液置于磁力搅拌器上,边加热边搅拌,直至变为无色粘稠胶体,最后燃烧生成lsgm前驱体粉末,这里优选的加热功率为22w/g·dm2-30w/g·dm2

步骤三:单相的lsgm制备;将单相掺杂镓酸镧电解质制备装置的电源线(29)通过插头连接到外接电源,将排气管(28)连接到合适的排放处,将空气管(20)和气体燃料管(21)连接到具有一定压力的空气源和气体燃料源,通过操作按键(24)输入准备指令,处理器控制电动推杆一(4)收缩,电动推杆一(4)带动固定座(6)和放置座(8)下移,放置座(8)的顶部从发生罐(1)内出来,将步骤二中的前驱体粉末放在放置座(8)的放置槽(11)内,通过操作按键(24)输入研磨指令,处理器控制电动推杆二(16)伸展,电动推杆二(16)带动活动座(14)下行,活动座(14)带动封堵杆(15)将喷孔(19)堵住,然后处理器控制电动推杆一(4)继续伸展,使研磨压片座(12)进入放置槽(11)并压住原料,步进电机(7)带动放置座(8)转动,从而对前驱体粉末进行充分研磨,通过操作按键(24)输入开始指令,处理器控制电动推杆一(4)复位,处理器控制电动流量阀(22)以一定的流速释放空气和气体燃料并同时控制点火器(30)打火,空气和气体燃料分别通过空气通道(17)和气体燃料通道(27)进入混合腔(18)混合,被点燃后从喷孔(19)喷出火焰,温度传感器(26)监测温度,处理器通过控制电动流量阀(22)的流速控制喷射火焰的温度,使前驱体粉末在700℃下预烧3小时,以去除剩余的氮化物、碳酸盐等,通过操作按键(24)输入研磨指令,处理器控制电动流量阀(22)关闭,停止喷火,同时控制电动推杆二(16)伸展,电动推杆二(16)带动活动座(14)下行,活动座(14)带动封堵杆(15)将喷孔(19)堵住,然后处理器控制电动推杆一(4)继续伸展,使研磨压片座(12)进入放置槽(11)并压住原料,步进电机(7)带动放置座(8)转动,从而实现研磨的目的,研磨过程中,处理器定时控制电动推杆二(16)伸展一部分,使封堵杆(15)突出,从而使被压实的原料松动,然后再收回,然后处理器控制电动推杆一(4)伸展,放置座(8)上行,放置座(8)与研磨压片座(12)将原料压片,经充分研磨、压片后,处理器控制各部件复位,继续控制喷火对压片的原料进行烧结,最后高温烧结生成单相的lsgm。

8.根据权利要求7所述的一种优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备方法,其特征在于:所述步骤二中,优选的溶液受热功率为22w/g·dm2-30w/g·dm2;所述步骤三中,优选的烧结条件为:空气气氛,1430℃-1500℃,6小时。


技术总结
本发明提供一种优化的单相掺杂镓酸镧(La0.9Sr0.1Ga0.8Mg0.2O3‑δ,LSGM)电解质制备装置及方法,包括发生罐、底座和控制箱,所述底座两侧的顶部固定安装支撑杆,所述发生罐固定安装在支撑杆的顶部,所述底座顶部的中心位置处固定安装有电动推杆一,所述电动推杆一的顶部固定安装有支撑架,所述支撑架的顶部固定安装有固定座;所述方法指出,制备前驱粉体的燃烧过程是影响后续烧结能否成相的重要一步,合适的溶液受热功率为22g/W·dm2‑30g/W·dm2,该优化的单相掺杂镓酸镧电解质制备装置及方法设计合理,制备的LSGM电解质基本为单相,排除了SrLaGaO4、SrLaGa3O7等杂相对电导率带来的负面效应,能够有效提高电池功率、增强电池抗衰减性能、延长电池寿命。

技术研发人员:张芹;王建;刘文杰
受保护的技术使用者:山东交通学院
技术研发日:2020.07.25
技术公布日:2020.10.27
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