固体锂离子电池用电解质合成方案之27.doc

固体锂离子电池用电解质解决方案 27锂电池用 陶瓷 -PEO 复合 固体 电解质制造方法复合电解质膜的制备LATP和LAGP陶瓷粉体均由固相反应法制备：①原料为Li2C 2O4,Al(NO3)·9H2O,TiO2或GeO 2与NH 4H2PO4,按照Li 1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3和Li 1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3的化学计量比称取原料,②通过球磨混合均匀，③然后在400℃保温2h 进行热分解，④再继续加热至800℃保温10h后随炉降温，得到最终产物，⑤按照质量比为8:1:1称取正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O 2、乙炔黑、PVDF(polyvinylidene fluoride,聚偏氟乙烯),再与NMP(N-Methyl-2- pyrrolidone,氮-甲基-2-吡咯烷酮)通过球磨混合均匀，然后将所得到的浆料涂布在铝箔上制得正极膜复合电解质膜的制备流程如下：将3.2g的PEO(分子量600000)与1.16g的LiN(CF 3SO2)2(二［三氟甲基磺酰］亚胺锂 )溶于乙腈，等其充分溶解后按照不同的陶瓷-PEO质量配比加入LATP或LAGP陶瓷粉体，然后搅拌均匀。

将所得到的浆料滴在正极膜上，然后在另一面覆盖上金属锂负极，待乙腈挥发后得到电池此种固体锂离子电池的组成表征采用Rigaku RINT-2000X 射线衍射仪(XRD)分析材料的物相, 用Hitachi S-3400扫描电子显微镜(SEM)表征形貌在25~80℃的范围内使用AutolabPGSTAT302N电化学工作站对电解质膜进行交流阻抗谱(AC impedance)、直流极化(Linear polarization)与循环伏安(Cyclic Voltammetry)测试使用LAND CT2001A 电化学充放电仪对电池进行充放电测试物相与形貌分析对所制得的LATP和LAGP陶瓷粉体进行了XRD物相分析,可以看出,产物LATP含有微量 AlPO4杂相，而LAGP为纯相由于固相法制备过程中要经过球磨混合、高温成相等步骤，锂在高温下容易产生挥发，所以固相法制备的LATP往往存在一定AlPO4杂相从电解质层可以看出明显的陶瓷颗粒，其粒径在10μm以下滴在正极膜上的电解质浆料可以通过滴管调控，所以制得的电解质膜厚度较薄，整个PEO-陶瓷复合电解质层的厚度在20μm左右，而普通烧结的LATP/LAGP陶瓷片厚度在1mm以上，使用该方法制备的复合电解质厚度较薄，能够有效减小电池内阻，提高电池的能量密度。

LATP/LAGP陶瓷片厚度在1mm以上，使用该方法制备的复合电解质厚度较薄，能够有效减小电池内阻，提高电池的能量密度通过NASICON 结构锂离子电解质 LATP/LAGP与聚合物电解质PEO的复合，得到了均匀且厚度较小的复合电解质膜，通过性能表征发现其室温电导率在0.186mS/cm(PEO-LATP)与0.111mS/cm EOLAGP)，充放电循环表明使用PEO—AGP复合电解质的电池具有较好的循环稳定性，10 次循环后其容量仍保持在 150mAh/g,具有良好的循环稳定性。