[发明专利]锂石榴石氧化物固态电解质及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种锂石榴石氧化物固态电解质及其制备方法和应用。其中，制备锂石榴石氧化物固态电解质的方法包括：(1)提供锂石榴石氧化物固态电解质前驱体；(2)将所述石榴石氧化物固态电解质前驱体与溶剂混合球磨；(3)将步骤(2)得到的球磨料干燥后进行压片；(4)将步骤(3)得到的片料置于六面顶压机中，且进行烧结，以便得到锂石榴石氧化物固态电解质。由此，采用该方法可以得到同时具有高致密性和高离子电导率的优势的锂石榴石氧化物固态电解质，且不会引入杂质元素。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，特别涉及一种锂石榴石氧化物固态电解质及其制备方法和应用。

背景技术

相比于有机聚合物基锂离子电池，基于无机固态快Li⁺导体电解质的全固态锂离子电池有望解决因电解液易燃易挥发性引起的电解液泄露、干涸甚至起火等安全性问题。因此，使用不可燃的固态电解质的全固态电池作为下一代电池而备受关注。而寻找具有高锂离子电导率、低电子电导率、在电极界面处具有高离子转移数和具有宽电化学窗口的固态电解质对于发展全固态电池至关重要。近年来，氧化物固态电解质，特别是石榴石型氧化物固态电解质因其易于制备、高的离子电导率、良好的机械性能、热稳定性和电化学稳定性，特别是对金属锂的稳定性，一经问世便得到广泛的研究。

锂石榴石结构固态电解质可以由多种方法合成，如：固相合成，单晶体生长，溶胶凝胶技术，Pechini法，薄膜生长技术(射频磁控溅射、脉冲激光沉积(PLD)、金属有机化学气相沉积(MOCVD)以及sol-gel旋转涂布)，喷雾热解，静电纺丝技术等。

目前提升电解质致密度的方法有通过使用烧结添加剂在界面形成玻璃相或固溶体相来提升晶界处的致密度。这种方法的缺点是：1.会引入杂质元素，甚至在晶界处生成二次相造成晶界阻抗的增加。2.添加剂的量难控制，需要进行大量的实验去最优化添加剂的量。在烧结时相组分中通入纯氧是一个经济且简单的方法，氧气这种在烧结过程过填充材料的孔隙提升材料的致密度和电导率。但是这种方法很难得到致密度很高的材料，另外，纯氧环境下的烧结会加速设备的老化，提升了设备使用和维护的成本。

因此，现有制备锂石榴石氧化物固态电解质的技术有待进一步改进。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种制备锂石榴石氧化物固态电解质的方法，以解决现有的锂石榴石氧化物固态电解质致密性差的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

根据本发明的制备锂石榴石氧化物固态电解质方法包括：(1)提供锂石榴石氧化物固态电解质前驱体；(2)将所述石榴石氧化物固态电解质前驱体与溶剂混合球磨；(3)将步骤(2)得到的球磨料干燥后进行压片；(4)将步骤(3)得到的片料置于六面顶压机中，且进行烧结，以便得到锂石榴石氧化物固态电解质。