一种锂镧锆氧基固态电解质及其制备方法与应用

1.本发明涉及固态锂电池领域，尤其涉及一种锂镧锆氧基固态电解质及其制备方法与应用。


背景技术：

2.锂镧锆氧基(llzo)固态电解质粉体常常被用作填料与聚合物电解质复合以制备具有良好电化学性能及力学性能的复合固态电解质(cses)材料。其常见的粉体制备方法包括固相球磨法、液相溶胶凝胶法以及共沉淀法等，其中液相法由于可以实现离子层面的元素共混所以得到的前驱体的活性往往更高，烧结所需温度更低，得到的颗粒尺寸也更小，但上述各方法制备得到的锂镧锆氧基电解质颗粒往往呈现球状形貌(零维)。近年来，大量的研究工作已经证实，复合固态电解质的离子电导率与活性填料所提供的有效比表面积成正比，由于两相界面处的离子交换行为以及大量缺陷的存在，界面处具有更高的可传导锂离子浓度以及更低的离子迁移能，故而电解质内部的锂离子更倾向于通过该界面进行传导。零维的球状填料往往很难提供连续的离子传输通道，而且球状填料的尺寸减小对离子电导率的提升以及锂枝晶抑制能力的增强存在相互矛盾的效果。在相同填料复合比例之下，填料颗粒尺寸越小，有效的比表面积越大使得离子电导率更高，但同时锂枝晶也更容易沿着连通的界面进行生长并穿透电解质膜造成短路。因此，采用零维形貌的填料制备得到的复合固态电解质往往很难实现离子电导率与机械性能的共同提升。针对上述问题，研究人员对填料的形貌进行了一些调控工作，包括制备纳米线状(一维)、纳米片状(二维)以及多孔骨架(三维)等形貌的填料。相较于零维形貌的填料，一维、二维以及三维形貌的填料由于填料之间较大的接触面积及相互交错的结构，有助于对复合固态电解质的有效传导路径的构建以及机械性能的提升，其中以纳米线状填料的研究最为充分，而针对复合固态电解质用片状形貌的二维填料的合成方法及研究则相对匮乏且现有方法合成的片状形貌大多得到致密光滑的表面，其比表面积相对较小，因此离子电导率的提升效果不甚明显。
3.因此，现有技术还有待于改进和发展。


技术实现要素：

4.鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种锂镧锆氧基固态电解质及其制备方法与应用，旨在解决现有针对复合固态电解质用片状形貌的二维填料的合成方法及研究则相对匮乏且现有方法合成的片状形貌大多得到致密光滑的表面，比表面积相对较小，离子电导率的提升效果不甚明显的问题。
5.本发明的技术方案如下：
6.本发明的第一方面，提供一种锂镧锆氧基固态电解质的制备方法，其中，包括步骤：
7.将锂源、镧源、锆源加入水中，混合后，得到第一混合溶液；或，将锂源、镧源、锆源、掺杂金属源加入水中，混合后，得到第一混合溶液；
8.向所述第一混合溶液中加入分散剂和碳量子点，进行搅拌后，得到第二混合溶液；
9.将所述第二混合溶液与沉淀剂进行混合，共沉淀后进行干燥，得到共沉淀前驱体；
10.将所述共沉淀前驱体进行烧结，得到所述锂镧锆氧基固态电解质。
11.可选，所述锂源选自硝酸锂、氢氧化锂中的至少一种；
12.和/或，所述镧源选自硝酸镧、氯化镧中的至少一种；
13.和/或，所述锆源选自硝酸氧锆、氯化氧锆中的至少一种；
14.和/或，所述掺杂金属源中的金属选自铝、钙、铁、铌、钛、锑、镁、锌、镓、钽中的至少一种。
15.可选地，所述分散剂选自乙二醇、聚乙二醇中的至少一种；
16.和/或，所述沉淀剂选自氨水、氢氧化锂中的一种。
17.可选地，所述分散剂与所述第一混合溶液中的金属阳离子的摩尔比为 (1～2):1。
18.可选地，所述碳量子点与所述锂镧锆氧基固态电解质的质量比为 (0.01～0.04):1。
19.可选地，所述向所述第一混合溶液中加入分散剂和碳量子点，在40～50℃的温度下进行搅拌1.5～2h后，得到第二混合溶液。
20.可选地，所述将所述第二混合溶液与沉淀剂进行混合，共沉淀后进行干燥，得到共沉淀前驱体的步骤具体包括：
21.将所述第二混合溶液滴加到沉淀剂中进行混合，共沉淀后，得到共沉淀前驱体溶液；
22.将所述共沉淀前驱体溶液40～50℃水浴搅拌1～5h，蒸发浓缩后进行冷冻干燥，得到共沉淀前驱体。
23.可选地，所述烧结包括第一段烧结和第二段烧结，所述第一段烧结的温度为400～450℃，时间为30～90min，所述第二段烧结的温度为750～850℃，时间为0.5～2h。
24.本发明的第二方面，提供一种锂镧锆氧基固态电解质，其中，所述锂镧锆氧基固态电解质采用本发明如上所述的制备方法制备得到。
25.本发明的第三方面，提供一种本发明如上所述的锂镧锆氧基固态电解质在制备固态电池用复合固态电解质中的应用。
26.有益效果：本发明中以碳量子点作为形核位点以及形貌调节剂采用一步混锂法，制备出多孔片状二维锂镧锆氧基固态电解质。碳量子点表面富含大量羟基及羧基官能团，其丰富的官能团在水溶液中可以吸附大量的金属阳离子，在共沉淀前的搅拌过程中金属阳离子在碳量子点表面吸附解离，同时碳量子点之间的相互络合形成二维结构。在随后的共沉淀过程中，被吸附的金属阳离子包裹在碳量子点表面沉淀下来，形成二维片状结构共沉淀前驱体，进行烧结后分散剂及碳量子点分解，释放出气体，得到多孔片状的纯相锂镧锆氧基固态电解质。相较于传统共沉淀法合成的电解质填料，本发明提供的制备方法在维持锂镧锆氧基固态电解质片状形貌优势的同时得到较大的比表面积，对复合固态电解质的电导率提升效果明显，对复合固态电解质的电化学性能以及锂枝晶抑制能力的提升效果明显。
附图说明
27.图1为本发明实施例1中li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
固态电解质的制备流程示意图。
28.图2中(a)、(b)、(c)为本发明对比例1中lalzo的sem图，(d)、 (e)、(f)为本发明实施例1中lalzo的sem图，(g)、(h)、(i)本发明实施例2中lalzo的sem图，(j)、(k)、(l)为本发明实施例4中lalzo 的sem图。
29.图3a为本发明实施例1、5、6、7中制备得到的lalzo的xrd图，图 3b为本发明实施例1、对比例2中得到的lalzo的xrd图。
30.图4a为本发明实施例8、对比例3中的复合电固态解质的离子电导率测试结果图，图4b为分别含有本发明实施例8、对比例3中的复合电固态解质的锂对称电池的循环寿命测试结果图。
具体实施方式
31.本发明提供一种锂镧锆氧基固态电解质及其制备方法与应用，为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
32.除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。
33.本发明实施例提供一种锂镧锆氧基固态电解质的制备方法，其中，包括步骤：
34.s1、将锂源、镧源、锆源加入水中，混合后，得到第一混合溶液；或，将锂源、镧源、锆源、掺杂金属源加入水中，混合后，得到第一混合溶液；
35.s2、向所述第一混合溶液中加入分散剂和碳量子点，进行搅拌后，得到第二混合溶液；
36.s3、将所述第二混合溶液与沉淀剂进行混合，共沉淀后进行干燥，得到共沉淀前驱体；
37.s4、将所述共沉淀前驱体进行烧结，得到所述锂镧锆氧基固态电解质。
38.本发明中以碳量子点作为形核位点以及形貌调节剂采用一步混锂法，制备出多孔片状二维纯相锂镧锆氧基固态电解质。碳量子点表面富含大量羟基及羧基官能团，其丰富的官能团在水溶液中可以吸附大量的金属阳离子，在共沉淀前的搅拌过程中金属阳离子在碳量子点表面吸附解离，同时由于金属阳离子的吸附，碳量子点之间的排斥作用减弱，为了减小表面张力，碳量子点之间的官能团会发生进一步络合，形成二维结构(也即碳量子点的还原)。在随后的共沉淀过程中，被吸附的金属阳离子包裹在碳量子点表面沉淀下来，形成二维片状结构共沉淀前驱体，同时分散剂可以防止片状结构在沉淀过程中相互堆叠。将得到的二维片状结构共沉淀前驱体进行烧结后，分散剂及碳量子点分解，释放出的气体有助于获得蓬松、分散且多孔的片状纯相锂镧锆氧基固态电解质粉体，保证片与片之间的相互独立防止粉体堆积。相较于传统共沉淀法合成的电解质填料，本发明提供的制备方法在维持锂镧锆氧基固态电解质片状形貌优势的同时得到较大的比表面积，对复合固态电解质的电导率提升效果明显，对复合固态电解质的电化学性能以及锂枝晶抑制能力的提升效果明显。
39.步骤s1中，将锂源、镧源、锆源按所需的锂镧锆氧基固态电解质中各元素的化学计量比，加入到水中，混合后，得到第一混合溶液，最终得到的是多孔片状纯相锂镧锆氧固态
电解质(llzo)。但为了补偿烧结过程中的锂损失，锂源的加入量要过量10wt％。
40.将锂源、镧源、锆源、掺杂金属源按所需的锂镧锆氧基固态电解质中各元素的化学计量比，加入到水中，混合后，得到第一混合溶液，最终得到的是多孔片状纯相金属掺杂的锂镧锆氧基固态电解质。所述金属可以是铝、钙、铁、铌、钛、锑、镁、锌、镓、钽中的至少一种。金属掺杂可以提高锂镧锆氧基固态电解质高导电相即立方相在室温下的稳定性，同时可提高锂镧锆氧基固态电解质中的锂空位浓度进而提高其离子电导率。同样，为了补偿烧结过程中的锂损失，锂源的加入量要过量10wt％。
41.传统共沉淀法合成llzo固态电解质都是采用二次混锂方法，既将la、zr、 al等金属沉淀物干燥后再通过固相法混入锂源的方法。本步骤中，采用一步混锂法，使锂与金属阳离子溶液混合，一起参与到后续的共沉淀过程中，可以保证锂离子与各金属阳离子之间在溶液中均匀混合，相比于传统共沉淀法更容易实现分子层面的混合，提高粉体的烧结活性，降低烧结温度，缩短烧结时间。
42.在一种实施方式中，所述锂源选自硝酸锂(lino3)、氢氧化锂(lioh
·
h2o) 中的至少一种，但不限于此。
43.在一种实施方式中，所述镧源选自硝酸镧(la(no3)3·
6h2o)、氯化镧 (lacl3·
7h2o)中的至少一种，但不限于此。
44.在一种实施方式中，所述锆源选自硝酸氧锆(zro(no3)2·
xh2o，x取值 6～8)、氯化氧锆(zrocl2·
8h2o)中的至少一种，但不限于此。
45.在一种实施方式中，所述掺杂金属源中的金属选自铝、钙、铁、铌、钛、锑、镁、锌、镓、钽中的至少一种，但不于此。作为举例，当掺杂金属源中的金属选自铝时，掺杂金属源可选自硝酸铝(al(no3)3·
9h2o)、氯化铝(alcl3) 中的至少一种。
46.步骤s2种，在一种实施方式中，所述分散剂选自乙二醇、聚乙二醇中的至少一种。分散剂的加入可以防止片状结构在沉淀过程中相互堆叠，有助于保持片与片之间的相互独立防止粉体堆积。
47.在进一步的实施方式中，所述聚乙二醇的分子量为4000。
48.在一种实施方式中，所述分散剂与所述第一混合溶液中的金属阳离子的摩尔比为(1～2):1。可以理解的是，所述第一混合溶液中的金属阳离子是指所有的金属阳离子。也就是说分散剂的摩尔数与第一混合溶液中所有金属阳离子摩尔数之和的比是(1～2):1。
49.在一种实施方式中，所述碳量子点与所述锂镧锆氧基固态电解质的质量比为(0.01～0.04):1。也即是说，碳量子点的加入需要根据产物(锂镧锆氧基固态电解质)的质量进行确定。
50.在一种实施方式中，所述向所述第一混合溶液中加入分散剂和碳量子点，在40～50℃的温度下进行搅拌1.5～2h后，得到第二混合溶液。
51.本实施方式中，采用40～50℃的温度进行搅拌1.5～2h，可以促进碳量子点与金属阳离子之间的吸附结合，进一步降低碳量子点之间的排斥作用，使得碳量子点之间的官能团发生进一步络合，形成二维片状结构。
52.此外，氧化石墨烯也可作为形貌调节剂，以替代步骤s2中的碳量子点，其表面同样富含有丰富的羟基、羧基等官能团，可制备得到多孔片状二维锂镧锆氧基固态电解质。
53.步骤s3中，在一种实施方式中，所述沉淀剂选自氨水、氢氧化锂中的一种。
54.当所述沉淀剂选自氨水时，氨水的加入量应保证在共沉淀完成后溶液的 ph值在9.5～10之间。在共沉淀过程中，金属阳离子在碱性环境(氨水)下沉淀形成氢氧化物并包裹于碳量子点络合形成的二维结构表面。
55.当所述沉淀剂选自lioh
·
h2o时，其同时作为锂源，其加入的摩尔数为锂镧锆氧基固态电解质中锂的1.1～1.2倍。也即是说当锂源选自lioh
·
h2o时，其可直接作为沉淀剂，其加入的摩尔数为锂镧锆氧基固态电解质中锂的 1.1～1.2倍。
56.在一种实施方式中，所述将所述第二混合溶液与沉淀剂进行混合，共沉淀后进行干燥，得到共沉淀前驱体的步骤具体包括：
57.s31、将所述第二混合溶液滴加到沉淀剂中进行混合，共沉淀后，得到共沉淀前驱体溶液；
58.s32、将所述共沉淀前驱体溶液40～50℃水浴搅拌1～5h，蒸发浓缩后进行冷冻干燥，得到共沉淀前驱体。
59.步骤s31中，为保证所有金属阳离子同时均匀沉淀，当采用氨水作为沉淀剂时，将含有金属阳离子的第二混合液滴加到氨水中进行共沉淀。
60.步骤s32中，为了进一步提高共沉淀法合成的锂镧锆氧基固态电解质的相纯度，增加了恒温水浴搅拌以及蒸发浓缩过程，可有效提高前驱体沉淀物的混合均匀程度，同时蒸发浓缩过程可以挥发掉过量的水溶剂以及氨水沉淀剂，使水溶液中的锂盐与沉淀物处于相对饱和状态，防止在冷冻干燥过程中由于静置导致的沉淀物与锂盐溶液分层以及大量铵根残留，进而避免相纯度的下降。此外，为保证共沉淀前驱体中的片状形貌不受影响，使用冷冻干燥去除掉水分，可最大程度的保留共沉淀前驱体的形貌。同时，在冷冻干燥过程中，沉淀物间隙中的水可以同时升华，使溶液中的锂盐以及乙二醇均匀析出并均匀的包裹于各个前驱体颗粒的表面，降低在后续烧结过程中元素扩散的距离，降低烧结能耗，同时前驱体表面包裹的乙二醇分散剂也可以在烧结中产生气体，防止片状形貌之间的团聚，最终获得蓬松多孔且独立分散的二维锂镧锆氧基固态电解质粉体。
61.进一步地，蒸发浓缩时可在80～95℃的温度下进行，时间可以为1～5h，具体温度和时间可根据实际情况进行调节以形成均一且粘度适中的共沉淀前驱体混合液为准，确保各沉淀相的均匀混合。此蒸发浓缩过程挥发掉过量的水溶剂以及氨水沉淀剂，使水溶液中的锂盐与沉淀物处于相对饱和状态，防止在冷冻干燥过程中由于静置导致的沉淀物与锂盐溶液分层以及大量铵根残留，进而获得高相纯度的锂镧锆氧基固态电解质。
62.步骤s4中，在一种实施方式中，所述烧结包括第一段烧结和第二段烧结，所述第一段烧结的温度为400～450℃，时间为30～90min，所述第二段烧结的温度为750～850℃，时间为0.5～2h。
63.本实施方式中，将得到的共沉淀前驱体依次进行第一段烧结和第二段烧结，在400～450℃下烧结30～90min，可去除大部分乙二醇，锂源、镧源、锆源中的阴离子(例如硝酸根)与沉淀剂(如铵根离子)，然后在750～850℃的温度下烧结0.5～2h，可使碳量子点分解，释放出气体，得到多孔片状二维锂镧锆氧基固态电解质。此外，气体的释放有助于获得蓬松、分散且多孔的锂镧锆氧基固态电解质粉体结构，以保持片与片之间的相互独立防止锂镧锆氧基固态电解质粉体堆积。
64.本发明实施例还提供一种锂镧锆氧基固态电解质，其中，所述锂镧锆氧基固态电
解质采用本发明实施例如上所述的制备方法制备得到。锂镧锆氧基固态电解质具有多孔片状的微观结构，属于立方相。
65.本发明实施例还提供一种本发明如上实施例所述的锂镧锆氧基固态电解质在制备固态电池用复合固态电解质中的应用。
66.进一步地，可将锂镧锆氧基固态电解质与适量的聚合物电解质(peo， pvdf，pan，ppc等)、锂盐(liclo4，litfsi，lifsi等)以及各类离子液体(il)复合得到均匀浆料后使用浇铸法，制备得到高性能复合固态电解质。
67.以制备peo基复合固态电解质为例：
68.①
取0.1g锂镧锆氧基固态电解质，0.24g litfsi,440μl离子液体 (bmimtfsi)加入到25g无水乙腈(can)中超声分散；
69.②
超声分散均匀之后加入1g peo(mw＝600000)，磁力搅拌6-8h得到均匀浆料；
70.③
将上述浆料倒入圆形聚四氟乙烯模具中晾干后在真空烘箱中40～60℃下干燥以去除残余溶剂，得到均匀的复合固态电解质薄膜。
71.锂镧锆氧基固态电解质的二维片状形貌具有高长纵比，对于锂枝晶的生长具有良好的物理屏障作用，同时二维平面使得颗粒之间更容易实现有效的相互接触，从而更有利于提供连续的锂离子传输路径，相较于传统共沉淀法合成的锂镧锆氧基固态电解质填料，本实施例提供的锂镧锆氧基固态电解质对复合固态电解质的电化学性能以及锂枝晶抑制能力的提升效果明显。
72.下面通过具体的实施例进行详细说明。
73.实施例1
74.li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
固态电解质的制备，如图1所示：
75.按li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
中各元素的化学计量比，将lino3、la(no3)3·
6h2o、 zro(no3)2·
2h2o、al(no3)3·
9h2o溶于适量去离子水中(其中，lino3的添加量过量10wt％以补偿烧结过程中的锂损失)，搅拌溶解后加入乙二醇(乙二醇和金属阳离子摩尔比为2:1)和碳量子点(碳量子点的加入量占产物 li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
质量的1％)，得到混合溶液；
76.将该混合溶液放置于超声机中超声分散20min使各组分均匀混合，随后放置于水浴锅中45℃水浴搅拌2h；
77.以氨水作为沉淀剂进行共沉淀操作，将上述水浴搅拌后的溶液滴加入过量的氨水中，得到共沉淀前驱体溶液(ph值为9.5)；
78.将共沉淀前驱体溶液45℃恒温水浴搅拌2h，进一步提高沉淀物的均匀混合，随后升高温度至80℃蒸发浓缩2h形成均一且黏度适中的共沉淀前驱体溶液，确保各沉淀相的均匀；
79.然后进行冷冻干燥，在保持原有的二维形貌的同时去除水分，获得干燥分散的前驱体粉体；
80.将前驱体粉体在马弗炉中分段烧结，首先升温至450℃保温40min，随后升温至850℃烧结0.5h，得到多孔片状二维立方相li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
固态电解质 (lalzo)。
81.实施例2
82.与实施例1的区别仅在于：碳量子点的加入量占产物li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
质量的2％。
83.实施例3
84.与实施例1的区别仅在于：碳量子点的加入量占产物li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
质量的3％。
85.实施实4
86.与实施例1的区别仅在于：碳量子点的加入量占产物li
6.4
al
0.2
la3zr2o
12
质量的4％。
87.实施例5
88.与实施例1的区别仅在于：将共沉淀前驱体溶液45℃恒温水浴搅拌0h。
89.实施例6
90.与实施例1的区别仅在于：将共沉淀前驱体溶液45℃恒温水浴搅拌1h。
91.实施例7
92.与实施例1的区别仅在于：将共沉淀前驱体溶液45℃恒温水浴搅拌5h。
93.实施例8
94.复合固态电解质的制备：
95.将0.1g实施例1中的llzao粉体、0.24g litfsi、440μl离子液体(bmimtfsi)加入到25g无水乙腈(can)中超声分散均匀；然后加入1g peo (mw＝600000)，磁力搅拌8h得到均匀浆料；
96.③
将上述浆料倒入圆形聚四氟乙烯模具中晾干后，进一步在真空烘箱中 60℃下干燥去除残余溶剂，得到均匀的复合固态电解质薄膜。
97.对比例1
98.与实施例1的区别仅在于：不加入碳量子点，得到颗粒状llzao。
99.对比例2
100.与实施例1的区别仅在于：不进行升高温度至80℃蒸发浓缩2h的步骤。
101.对比例3
102.与实施例8的区别仅在于：采用对比例1中的颗粒状llzao。
103.测试：
104.(1)将实施例1、2、4及对比例1中制备得到的lalzo进行sem测试，结果如图2所示，可知，在制备步骤中不加入碳量子点时，得到的lalzo为颗粒状且无规则地团聚(如图2中(a)、(b)、(c)所示)，而制备过程中加入少量碳量子点(1wt％)时，就使lalzo形貌发生明显的向二维的转变，变为多孔片层状(如图2中(d)、(e)、(f)所示)，当碳量子点的添加量增加到4％时，可制备得到单层独立的多孔片状llzao(如图2中(j)、(k)、(l)所示)。
105.(2)对实施例1、5、6、7中制备得到的lalzo进行xrd测试，结果如图3a所示，可以看出水浴0h时，la2li
0.5
al
0.5
o5杂相峰的强度大， la2li
0.5
al
0.5
o5杂相含量高，而水浴2-5h时，la2li
0.5
al
0.5
o5杂相峰的强度变小， la2li
0.5
al
0.5
o5杂相的含量降低，且水浴搅拌2h以上时间相纯度变化不大。对实施例1、对比例2中得到的lalzo进行xrd测试，结果如图3b所示，可以看出，采用80℃蒸发2h得到的样品中相比不采用此步骤的样品中， la2li
0.5
al
0.5
o5杂相峰的强度小，la2li
0.5
al
0.5
o5杂相含量低。以上结果表明：在制备过程中，共沉淀结束后的恒温水浴搅拌以及蒸发浓缩步骤可以去除过量溶剂水，恒温水浴搅拌可以确保各沉淀物前驱体的充分均匀混合，蒸发浓缩步骤可以有效防止水溶液中溶解的锂盐在冷却过程中与金属沉
淀物发生分离，从而降低la2li
0.5
al
0.5
o5杂相的强度，有效提升lalzo相纯度。
106.(3)对实施例8、对比例3中的复合电固态解质进行离子电导率测试和锂对称电池60℃下的循环寿命测试。结果如图4a和4b所示，片状llzao复合固态电解质的离子电导率是颗粒状llzao复合固态电解质的1.7倍。采用片状 llzao复合固态电解质制备的锂对称电池的循环寿命远高于采用颗粒状 llzao复合固态电解质制备的锂对称电池的循环寿命，片状形貌能更好的抵御锂枝晶的生长，锂对称电池的循环寿命大大增长。结果表明：实施实例1中制备得到的多孔片状lalzo固态电解质由于较大的比表面积与有效传导路径的构建可以有效提高复合固态电解质的离子电导率。
107.综上所述，本发明提供了一种锂镧锆氧基固态电解质及其制备方法与应用，本发明中以碳量子点作为形核位点以及形貌调节剂采用一步混锂法，制备出多孔片状二维锂镧锆氧基固态电解质。碳量子点表面富含大量羟基及羧基官能团，其丰富的官能团在水溶液中可以吸附大量的金属阳离子，在共沉淀前的搅拌过程中金属阳离子在碳量子点表面吸附解离，同时碳量子点之间的相互络合形成二维结构。在随后的共沉淀过程中，被吸附的金属阳离子包裹在碳量子点表面沉淀下来，形成二维片状结构共沉淀前驱体，进行烧结后分散剂及碳量子点分解，释放出气体，得到多孔片状的纯相锂镧锆氧基固态电解质。相较于传统共沉淀法合成的电解质填料，本发明提供的制备方法在维持锂镧锆氧基固态电解质片状形貌优势的同时得到较大的比表面积，对复合固态电解质的电导率提升效果明显，对复合固态电解质的电化学性能以及锂枝晶抑制能力的提升效果明显。
108.应当理解的是，本发明的应用不限于上述的举例，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。