γ-LiAlO2与γ-Al2O3复合纳米片与制备碱金属离子电解质的应用的制作方法

文档序号:22683328发布日期:2020-10-28 12:47阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将铝源和表面活性剂溶解于混合有机溶剂中,然后置于水热反应釜中进行水热反应,所述水热反应的温度为90℃-200℃,时间为8h-24h;所述水热反应完成后进行离心,将离心所得沉淀物进行洗涤和干燥,得到无定形态al2o3纳米片;

(2)将步骤(1)得到的无定形态al2o3纳米片与锂盐充分混匀,然后在200℃-900℃条件下进行退火处理,所述退火处理的时间为0.5h-5h,退火过程中无定形态al2o3向γ-al2o3发生相转变以及γ-lialo2生成,得到γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料。

2.如权利要求1所述的γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料的制备方法,其特征在于,所述铝源为氯化铝、异丙醇铝、硝酸铝或硫酸铝;所述锂盐为碳酸锂、醋酸锂或硝酸锂;所述铝源与表面活性剂的物质的量之比为1:(1-20);所述无定形态al2o3纳米片为锂盐质量的1%~10%。

3.如权利要求1所述的γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料的制备方法,其特征在于,所述表面活性剂为十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、十六烷基溴化铵或聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯三段共嵌聚合物;所述混合有机溶剂为甲醇、乙醇、乙二醇和丙三醇中至少两种的混合溶液。

4.如权利要求1-3任一所述方法制备得到的γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料。

5.一种复合聚合物电解质,其特征在于,包括权利要求4所述的γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料、聚合物基体和电解液。

6.如权利要求5所述的复合聚合物电解质,其特征在于,所述γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料的质量为聚合物基体质量的0.1~50%;所述聚合物基体为聚偏氟乙烯、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、聚乙烯醇、聚氧化乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚环氧丙烷和聚偏氯乙烯中的至少一种。

7.如权利要求5或6所述的复合聚合物电解质用于制备碱金属离子电解质的应用。

8.如权利要求7所述的应用,其特征在于,包括以下步骤:

(1)将聚合物基体和γ-lialo2与γ-al2o3复合纳米片填料溶解于有机溶剂中,得到均匀的浆料;

(2)将步骤(1)得到的浆料通过溶液浇筑法涂敷在载玻片上,真空干燥,除去有机溶剂,制成薄膜;

(3)将步骤(2)得到的薄膜浸泡于电解液中制成碱金属离子电解质。

9.如权利要求8所述的应用,其特征在于,所述有机溶剂为丙酮、乙腈和n-甲基吡咯烷酮中的至少一种;所述真空干燥的温度为40℃-100℃。

10.一种碱金属电池,其特征在于,包括权利要求5或6所述的复合聚合物电解质。


技术总结
本发明公开了γ‑LiAlO2与γ‑Al2O3复合纳米片及制法与制备碱金属离子电解质的应用,属于碱金属离子电池技术领域。γ‑LiAlO2与γ‑Al2O3复合纳米片填料的制备方法为将铝源和表面活性剂溶解于有机溶剂中,然后进行水热反应,再进行离心、洗涤和干燥,得到无定形态Al2O3纳米片,与锂盐充分混匀,进行退火处理,得到γ‑LiAlO2与γ‑Al2O3复合纳米片填料。本发明中的复合聚合物电解质包括γ‑LiAlO2与γ‑Al2O3复合纳米片填料、聚合物基体和电解液。本发明制备的γ‑LiAlO2/γ‑Al2O3纳米片具有高的比表面积和丰富的表面官能团,制备的复合聚合物电解质具有高的室温电导率和迁移数,室温电导率可以达到~10‑3S/cm,且锂离子迁移数~0.91。基于该电解质的锂金属电池可以在2C倍率下,稳定循环1500圈以上,仍保持94.7%的容量。

技术研发人员:郭新;周晓燕;李卓
受保护的技术使用者:华中科技大学
技术研发日:2020.06.30
技术公布日:2020.10.27
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