[发明专利]一种高温液态金属锂电池及其制备方法

权利要求书

1.一种高温液态金属锂电池，其特征在于，以金属Li作为负极，以Bi-Sn合金作为正极，负极采用低碳钢作为集流体，所述低碳钢与所述负极相连，正极采用石墨坩埚作为集流体，所述石墨坩埚与正极直接接触，所述石墨坩埚为所述高温液态金属锂电池的外壳，所述石墨坩埚和所述高温液态金属锂电池的内部之间设有空心无底的氧化铝坩埚，所述空心无底的氧化铝坩埚含有氧化铝盖，所述高温液态金属锂电池包括LAGP型固态电解质壳，所述LAGP型固态电解质壳的形状为“坩埚状”；

所述LAGP型固态电解质壳由包括以下摩尔分数的组分制得：

14.3～14.6％Li₂CO₃，4.2～4.5％Al₂O₃，2.0～2.3％In₂O₃，25.0～25.3％GeO₂和53.8～54.0％NH₄H₂PO₄；

所述LAGP型固态电解质壳由包括以下步骤的方法制备得到：

将各组分混合后球磨，得到粉料；

将所述粉料以5～6℃/min速度从25～30℃升至700～705℃，恒温1～2h，再以5～6℃/min的速率升至1500～1550℃，恒温2～3h，将所得焙烧产物加入水中，得到玻璃态物质；

将所述玻璃态物质按1～1.5℃/min的速率升温至850～860℃，恒温10～12h，待自然冷却后球磨，得到粉状产物；

将所述粉状产物、聚乙烯醇水溶液和LiOH混合后进行冷等静压成型，得到坯体；

将所述坯体从室温以1～1.5℃/min的速率升温至300～305℃，保温1～2h，然后再以1～1.5℃/min的速率升温至850～860℃，热处理保温3～4小时，最后以5～6℃/min的速率缓慢降低至室温，得到所述LAGP型固态电解质壳；

所述粉状产物、聚乙烯醇水溶液和LiOH的混合方式为边混合边研磨，研磨后的物料的粒径不小于40目。

2.根据权利要求1所述的高温液态金属锂电池，其特征在于，所述聚乙烯醇水溶液的质量为粉状产物质量的5～8％，所述聚乙烯醇水溶液的质量分数为5～6％。

3.根据权利要求1或2所述的高温液态金属锂电池，其特征在于，所述LiOH的质量为粉状产物质量的1～1.5％。

4.根据权利要求1所述的高温液态金属锂电池，其特征在于，所述冷等静压成型的压强为200～210MPa，保压时间为30～40s。

5.根据权利要求1所述的高温液态金属锂电池，其特征在于，所述Bi-Sn合金的共晶温度为138～139℃。

6.权利要求1～5任一项所述高温液态金属锂电池的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

在手套箱中，将氧化铝坩埚放入石墨坩埚中，完成外壳容器的装配；

在手套箱中，将所述LAGP型固态电解质壳放入所述氧化铝坩埚中，在所述LAGP型固态电解质壳与氧化铝坩埚之间加入Bi-Sn合金，将金属Li放入所述LAGP型固态电解质壳中，并插入负极集流体，盖上所述氧化铝坩埚的盖，得到所述高温液态金属锂电池。