固态电解质制备工艺
固态电解质陶瓷材料主要有以下几种制备工艺:
固态反应法
- 这是比较传统的方法。将原料按照化学计量比混合,通过充分研磨使其均匀混合。之后,在高温下进行长时间的
煅烧,让原料之间发生固态反应生成目标陶瓷材料。例如,制备石榴石型固态电解质,会将锂源、镧源等原料混合
后在800 - 1000℃左右煅烧数小时甚至数十小时。这种方法操作简单,但可能会因为原料混合不够均匀导致产品性
能不佳。
溶胶 - 凝胶法
- 首先是制备溶胶,将金属醇盐或无机盐等前驱体溶解在溶剂中,通过水解和缩聚反应形成溶胶。接着,溶胶经过
陈化转变为凝胶。凝胶再经过干燥和高温烧结得到固态电解质陶瓷。比如制备锂镧钛氧(LLTO)固态电解质,以相
应的金属醇盐为原料制备溶胶,经过凝胶化后在700 - 800℃烧结,这种方法能获得纯度高、均匀性好的材料,但制
备过程较复杂。
共沉淀法
- 把含有目标金属离子的溶液混合,然后加入沉淀剂,使金属离子共同沉淀。沉淀经过过滤、洗涤、干燥和煅烧等步
骤得到陶瓷材料。以制备钠超离子导体(NASICON)型固态电解质为例,将含有钠、锆等金属离子的溶液混合,加
入沉淀剂后,沉淀物经后续处理生成所需材料,该方法可以精确控制材料的化学组成。
聚合物 - 陶瓷复合工艺
- 先将陶瓷粉末和聚合物粘结剂混合,利用聚合物的成型性制备成特定形状。随后进行热处理,使聚合物分解或者固化
,同时陶瓷颗粒烧结在一起形成固态电解质陶瓷材料。例如,在制备固态电解质薄膜时,把陶瓷粉末与聚合物混合后涂
覆在基底上,再进行热处理,这种方法适合制备薄膜等特殊形状的材料。
沈阳佳美机械-杨晓波18540392393