本發(fā)明屬于電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說(shuō)，涉及一種LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)的制備方法。

背景技術(shù)：

現(xiàn)商用鋰離子電池采用含有易燃有機(jī)溶劑的液體電解質(zhì)，相對(duì)于液體電解質(zhì)，固體電解質(zhì)不揮發(fā)，一般不可燃，因此，采用固體電解質(zhì)的全固態(tài)鋰離子電池具有優(yōu)異的安全性。固體電解質(zhì)是全固態(tài)鋰離子電池的核心部分。固體電解質(zhì)的制備常用高溫固相合成法，合成溫度較高，一般溫度在1600℃以上。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)的制備方法。本發(fā)明制備LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)的合成溫度較低。

本發(fā)明的技術(shù)方案具體如下。

本發(fā)明提供一種LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)的制備方法，具體步驟如下：

(1)將La₂O₃、ZrO₂、WO₃、稀土氧化物和Al₂O₃分別放入坩堝中，在800～1000℃溫度下灼燒后，冷至室溫；

(2)分別稱取上述灼燒處理過(guò)的La₂O₃、ZrO₂、WO₃、稀土氧化物、Al₂O₃和含鋰化合物、含鋇化合物于球磨罐中混合，之后加入分散劑球磨，再干燥，得到前驅(qū)體；其中含鋰化合物、含鋇化合物、La₂O₃、ZrO₂、WO₃、稀土氧化物和Al₂O₃的摩爾比為(7.55～10.00):(0.01～0.05):(1.475～1.495):(1.85～1.95):(0.05～0.45):(0.05～0.15):(0.025～0.125)；

(3)將上述前驅(qū)體放入坩堝中，在810～990℃溫度下灼燒后，冷至室溫，磨碎，得到LiBaLaZrWREAlO粉體；

(4)先在坩堝底部鋪一層LiBaLaZrWREAlO粉體，接著依次放入由LiBaLaZrWREAlO粉體用壓片機(jī)壓成的LiBaLaZrWREAlO片，以及一層LiBaLaZrWREAlO粉體，再在1160～1200℃溫度下灼燒，冷至室溫，得到LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)。

上述步驟(1)中，稀土氧化物選自鈰、鐠、釹、釤、銪、釓、鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔稀土氧化物中的一種或多種的混合物。

上述步驟(1)中，灼燒時(shí)間為0.5～3h。

上述步驟(2)中，含鋰化合物選自氫氧化鋰、碳酸鋰、硝酸鋰、草酸鋰、氧化鋰中的一種或多種；含鋇化合物選自碳酸鋇、硫酸鋇、氯化鋇、硝酸鋇、醋酸鋇或氫氧化鋇中的一種或多種。

上述步驟(2)中，分散劑選自丙醇、異丙醇或乙二醇中的一種或多種。

上述步驟(2)中，球磨時(shí)間為3～12h。

上述步驟(3)中，灼燒時(shí)間為5～7h。

上述步驟(4)中，灼燒時(shí)間為5～12h。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明制備LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)的合成溫度較低。制備出的LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率在6.35×10^-4S·cm^-1～9.13×10^-3S·cm^-1之間。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步闡述，但并不限制本發(fā)明。

本發(fā)明的各實(shí)施例中所得的LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率用英國(guó)Solartron1260+1287電化學(xué)工作站進(jìn)行測(cè)定，測(cè)定方法見(jiàn)Solartron1260+1287電化學(xué)工作站的使用說(shuō)明書(shū)。

實(shí)施例1

將La₂O₃、ZrO₂、WO₃、Nd₂O₃和Al₂O₃分別放入坩堝中，在800℃下灼燒0.5h，冷至室溫。稱取上述處理過(guò)的1.475摩爾La₂O₃、1.85摩爾ZrO₂、0.05摩爾WO₃、0.05摩爾Nd₂O₃、0.025摩爾Al₂O₃和7.55摩爾氫氧化鋰、0.01摩爾碳酸鋇分別為于5L球磨罐中，加入一定量的丙醇，球磨3h，干燥，得到前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體放入3L坩堝中，在810℃下灼燒5h，冷至室溫，磨碎，得到LiBaLaZrWNdAlO粉體。用壓片機(jī)將上述LiBaLaZrWNdAlO粉體壓成片得到LiBaLaZrWNdAlO片，在坩堝底部鋪一層LiBaLaZrWNdAlO粉體，放入LiBaLaZrWNdAlO片，在LiBaLaZrWNdAlO片上覆蓋一層LiBaLaZrWNdAlO粉體，在1160℃下灼燒5h，冷至室溫，得到LiBaLaZrWNdAlO固體電解質(zhì)。用英國(guó)Solartron1260+1287電化學(xué)工作站測(cè)定LiBaLaZrWNdAlO固體電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率為6.35×10^-4S·cm^-1。

實(shí)施例2

將La₂O₃、ZrO₂、Y₂O₃、Dy₂O₃和Al₂O₃分別放入坩堝中，在1000℃下灼燒3h，冷至室溫。稱取上述處理過(guò)的1.495摩爾La₂O₃、1.95摩爾ZrO₂、0.45摩爾WO₃、0.10摩爾Y₂O₃、0.05摩爾Dy₂O₃、0.125摩爾Al₂O₃、5.00摩爾草酸鋰、5.00摩爾氧化鋰、0.02摩爾硫酸鋇、0.03摩爾氫氧化鋇分別為于5L球磨罐中，加入一定量的乙二醇，球磨12h，干燥，得到前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體放入3L坩堝中，在990℃下灼燒7h，冷至室溫，磨碎，得到LiBaLaZrWYDyAlO粉體。用壓片機(jī)將上述LiBaLaZrWYDyAlO粉體壓成片得到LiBaLaZrWYDyAlO片，在坩堝底部鋪一層LiBaLaZrWYDyAlO粉體，放入LiBaLaZrWYDyAlO片，在LiBaLaZrWYDyAlO片上覆蓋一層LiBaLaZrWYDyAlO粉體，在1200℃下灼燒12h，冷至室溫，得到LiBaLaZrWYDyAlO固體電解質(zhì)。用英國(guó)Solartron1260+1287電化學(xué)工作站測(cè)定LiBaLaZrWREAlO固體電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率為7.16×10^-3S·cm^-1。

實(shí)施例3

將La₂O₃、ZrO₂、Ce₂O₃、Sm₂O₃和Al₂O₃分別放入坩堝中，在900℃下灼燒1.75h，冷至室溫。稱取上述處理過(guò)的1.485摩爾La₂O₃、1.90摩爾ZrO₂、0.07摩爾Ce₂O₃、0.03摩爾Sm₂O₃、0.075摩爾Al₂O₃和5.78摩爾碳酸鋰、3.00摩爾硝酸鋰、0.02摩爾硫酸鋇、0.01摩爾氯化鋇分別為于5L球磨罐中，加入一定量的異丙醇，球磨9.5h，干燥，得到前驅(qū)體。將上述前驅(qū)體放入3L坩堝中，在900℃下灼燒6h，冷至室溫，磨碎，得到LiBaLaZrWCeSmAlO粉體。用壓片機(jī)將上述LiBaLaZrWCeSmAlO粉體壓成片得到LiBaLaZrWCeSmAlO片，在坩堝底部鋪一層LiBaLaZrWCeSmAlO粉體，放入LiBaLaZrWCeSmAlO片，在LiBaLaZrWCeSmAlO片上覆蓋一層LiBaLaZrWCeSmAlO粉體，在1180℃下灼燒8.5h，冷至室溫，得到LiBaLaZrWCeSmAlO固體電解質(zhì)。用英國(guó)Solartron1260+1287電化學(xué)工作站測(cè)定LiBaLaZrWCeSmAlO固體電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率為9.13×10^-3S·cm^-1。