一种陶瓷固体电解质及其制备方法以及锂离子电池

技术特征：
1.一种陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1、将碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化钽原料粉末以预定比例混合；s2、对混合后的粉末进行第一次热处理使其初步成相；s3、对初步成相的粉末进行干法球磨；s4、对干法球磨后的粉末进行第二次热处理使其完全成相；s5、对完全成相的粉末进行湿法球磨，得到前驱体粉末；s6、将前驱体粉末进行高温烧结，得到陶瓷固体电解质。2.如权利要求1所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，每次进行热处理时，热处理温度为850℃～1050℃，时间为10h～15h。3.如权利要求2所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，第一次热处理温度为850℃～900℃，第二次热处理温度为900℃～1050℃。4.如权利要求2所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，每次进行热处理时，升温速率为2～8℃/min。5.如权利要求1所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，陶瓷固体电解质的化学通式为li
7-x
la3zr
2-x
ta
x
o
12
，且0<x≤0.6，根据化学通式中比例，将碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化钽进行混料，并加入过量20％～30％的碳酸锂。6.如权利要求5所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，化学通式中x为0.25≤x≤0.5。7.如权利要求1所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤s3中干法球磨时间，以及步骤s5中湿法球磨时间均为10h～15h。8.如权利要求1-7任一项所述的陶瓷固体电解质的制备方法，其特征在于，步骤s6中，先将前驱体粉末用研钵分散，并进行压片，将获得的固体圆片两端盖上盖板进行高温烧结；具体的，压片的压力为180～400mpa，烧结的工艺为先将温度升温至500℃～700℃，升温速率为2～6℃/min；接着升温至900℃～1100℃，升温速率为1～5℃/min；接着升温至1000℃～1200℃，升温速率为0.5～2℃/min。9.一种陶瓷固体电解质，其特征在于，采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而成。10.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的陶瓷固体电解质。

技术总结
本发明属于固体电解质制备领域，并具体公开了一种陶瓷固体电解质及其制备方法以及锂离子电池，其包括如下步骤：S1、将碳酸锂、氧化镧、氧化锆和氧化钽原料粉末以预定比例混合；S2、对混合后的粉末进行第一次热处理使其初步成相；S3、对初步成相的粉末进行干法球磨；S4、对干法球磨后的粉末进行第二次热处理使其完全成相；S5、对完全成相的粉末进行湿法球磨，得到前驱体粉末；S6、将前驱体粉末进行高温烧结，得到陶瓷固体电解质。本发明制备得到的陶瓷粉粒径较小，达到了纳米级，得到的陶瓷片致密度较高，离子电导率得到了很大的提升；并且方法操作简单，便于大规模的工业化生产。便于大规模的工业化生产。便于大规模的工业化生产。


技术研发人员：朱文 孙家俊
受保护的技术使用者：华中科技大学
技术研发日：2022.09.29
技术公布日：2022/11/29