合、计算后所得电解质电导率为1.2X10 4S/cm。
[0023]实施例2:
首先取600ml去离子水，加入柠檬酸5.53g溶解，然后按1^71^32巧012的化学计量比称取硝酸锂4.45g、硝酸镧4.68g、硝酸氧锆1.12g加入上述柠檬酸溶液中，其中锂盐过量10%，搅拌混合溶液12h，然后进行喷雾干燥。喷雾进料速度设为2r/min、喷嘴出口温度为180°C、鼓风压力为0.2MPa。所得喷雾料以5°C /min升温至800°C进行烧结，烧结时间6h。
[0024]实施例3:
首先取600ml去离子水，加入柠檬酸1.38g溶解，然后按1^71^32巧012的化学计量比称取硝酸锂4.45g、硝酸镧4.68g、硝酸氧锆1.12g加入上述柠檬酸溶液中，其中锂盐过量10%，搅拌混合溶液12h，然后进行喷雾干燥。喷雾进料速度设为2r/min、喷嘴出口温度为180°C、鼓风压力为0.2MPa。所得喷雾料以1°C /min升温至800°C进行烧结，烧结时间6h。
[0025]对所得固态电解质前驱体进行形貌表征，如图5所示，可见实施例2的前驱体料与实施例1的前驱体形貌有一定差别。
[0026]实施例4:
首先取600ml去离子水和乙醇混合液(体积比1:1)中，加入柠檬酸溶解，然后按Lia3Laa56Ti03的化学计量比称取醋酸锂、硝酸镧、异丙醇钛加入上述柠檬酸溶液中，其中锂盐过量10%，搅拌混合溶液12h，然后进行喷雾干燥。喷雾进料速度设为2r/min、喷嘴出口温度为100°C、鼓风压力为0.2MPa。所得喷雾料以1°C /min升温至800°C进行烧结，烧结时间6h0
[0027]实施例5:
首先取600ml去离子水和乙醇混合液(体积比1:1)，加入柠檬酸溶解，然后按Lia5Laa5Ti03的化学计量比称取醋酸锂、硝酸镧、异丙醇钛加入上述柠檬酸溶液中，其中锂盐过量10%，搅拌混合溶液12h，然后进行喷雾干燥。喷雾进料速度设为2r/min、喷嘴出口温度为100°C、鼓风压力为0.2MPa。所得喷雾料以1°C /min升温至800°C进行烧结，烧结时间6h0
[0028]实施例6:
首先取600ml去离子水和乙醇混合液(体积比1:1)，加入柠檬酸溶解，然后按LiuAlwGeuP^的化学计量比称取醋酸锂、醋酸招、异丙醇锗、磷酸二氢铵加入上述柠檬酸溶液中，其中锂盐过量10%，搅拌混合溶液12h，然后进行喷雾干燥。喷雾进料速度设为2r/min、喷嘴出口温度为100°C、鼓风压力为0.2MPa。所得喷雾料以1°C /min升温至800°C进行烧结，烧结时间6h。
[0029]实施例7:
首先取600ml去离子水和乙醇混合液(体积比1:1)，加入柠檬酸溶解，然后分别按Li7La3Zr2012、Lia5Laa5Ti03的化学计量比称取醋酸锂、硝酸镧、硝酸错、异丙醇钛加入上述柠檬酸溶液中，其中设计Li7La3Zr2012、LiQ.5Laa5Ti03的摩尔比为1:1，锂盐过量10%，搅拌混合溶液12h，然后进行喷雾干燥。喷雾进料速度设为2r/min、喷嘴出口温度为100°C、鼓风压力为0. 2MPa。所得喷雾料以1°C /min升温至800°C进行烧结，烧结时间6h。
【主权项】
1.一种陶瓷固态电解质，其特征在于所述陶瓷固态电解包括NASICON结构型LiM2(P04)3、钙钛矿结构的氧化物Li3xLa2/3 xTi03、石榴石结构的氧化物Li5La3M2012*的至少一种，M=T1、Zr、Ge、Mg、Al。2.—种权利要求1所述陶瓷固态电解质的制备方法，其特征在于所述方法步骤如下: a)按陶瓷固态电解质化学式中元素的摩尔比称取原料，溶于溶剂中，得到混合溶液； b)将上述混合溶液利用喷雾干燥法制备陶瓷固态电解质前驱体粉末，设置喷雾干燥器进料速度、喷嘴出口温度、鼓风压力； c)将喷雾干燥所得前驱体粉末空气中烧结，最终制备出具有较高离子电导率和较低电子电导率的陶瓷固态电解质。3.根据权利要求2所述的陶瓷固态电解质的制备方法，其特征在于所述陶瓷固态电解质为NASICON结构型LiM2(P04)3、钙钛矿结构的氧化物Li3xLa2/3 xTi03、石榴石结构的氧化物Li5La3M20^t，锂盐为硝酸锂、醋酸锂、氢氧化锂、氯化锂中的至少一种，且制备过程中锂盐过量1?30%。4.根据权利要求2所述的陶瓷固态电解质的制备方法，其特征在于所述固体电解质为钙钛矿型和石榴石型氧化物时，所用钛源为钛酸四丁酯、异丙醇钛中的一种，其他金属离子盐为其硝酸盐、醋酸盐、氯化盐中的至少一种。5.根据权利要求2所述的陶瓷固态电解质的制备方法，其特征在于所述溶剂为去离子水、乙醇中的至少一种。6.根据权利要求2所述的陶瓷固态电解质的制备方法，其特征在于所述喷雾干燥进料速度为0.1?10r/min，所述喷嘴出口温度为80?250 °C，所述鼓风压力为0.05?0.8MPa。7.根据权利要求2所述的陶瓷固态电解质的制备方法，其特征在于所述烧结温度为300?1500°C，升温速率为0.5?5°C /min，烧结时间为1?50h。
【专利摘要】本发明公开了一种陶瓷固态电解质及其制备方法，所述陶瓷固态电解质包括NASICON结构型（LiM2(PO4)3，M=Zr、Ge、Mg、Al）、钙钛矿结构的氧化物（Li3xLa2/3-xTiO3）、石榴石结构的氧化物（Li5La3M2O12）中的至少一种。其制备方法如下：a）按陶瓷固态电解质化学式中元素的摩尔比称取原料，溶于溶剂中，得到混合溶液；b）将上述混合溶液利用喷雾干燥法制备陶瓷固态电解质前驱体粉末；c）将喷雾干燥所得前驱体粉末空气中烧结，最终制备出具有较高离子电导率和较低电子电导率的陶瓷固态电解质。本发明方法采用喷雾干燥法来制备陶瓷固态电解质，喷雾干燥具有干燥过程迅速、直接干燥成粉末且粉末颗粒大小分布均匀的优点，有望实现陶瓷固态电解质的大规模制备，具有实用价值。
【IPC分类】H01M10/0562, H01M10/0525
【公开号】CN105406118
【申请号】CN201511016931
【发明人】高云智, 李琴, 曹毅, 付传凯, 尹鸽平, 左朋建
【申请人】哈尔滨工业大学
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月30日