一种以高岭土为原料的固体锂离子电解质及制备方法

摘要

本发明公开了一种以高岭土为原料的固体锂离子电解质，特点是化学通式为Li1+2(x1+x2)+2(y1+y2+y3+y4)Alx1Mgy1Fey2Ky3Nay4M2-(x1+x2)-(y1+y2+y3+y4)Six2P3-(x1+x2)O12，其中，M为Ti、Ge或Zr，0.1≤x1≤-0.5，0.1≤x2≤0.5，0.01≤y1≤0.1，0.01≤y2≤0.1，0.008≤y3≤0.05，0.008≤y4≤0.05，制备方法包括以下步骤：将高岭土在置于管式炉中煅烧后研磨，然后与MO2、NH4H2PO4和Li2CO3按一定质量比混合，加入乙醇溶液球磨一定时间，在真空烘箱中干燥，然后研磨，在压力机下形成一定形状的坯体，置于氮气中，高温条件下，保持一定时间，得到固体锂离子电解质，优点是电导率高，并能大大降低生产成本。

主权项

一种以高岭土为原料的固体锂离子电解质，其特征在于：其化学通式为Li1+2(x1+x2)+2(y1+y2+y3+y4)Alx1Mgy1Fey2Ky3Nay4M2‑(x1+x2)‑(y1+y2+y3+y4)Six2P3‑(x1+x2)O12，其中M为Ti、Ge或Zr，0.1≤x1≤0.5，0.1≤x2≤0.5，0.01≤y1≤0.1，0.01≤y2≤0.1，0.008≤y3≤0.05，0.008≤y4≤0.05，其具体制备过程如下，(1)将高岭土在置于管式炉中，在500℃‑1000℃的温度条件下，煅烧10‑30小时，将煅烧后的高岭土粉末在碾钵中研磨30‑50分钟；(2)将步骤(1)中研磨得到的煅烧高岭土粉末、MO2、NH4H2PO4和Li2CO3按如下质量比混合，煅烧高岭土粉末∶MO2∶NH4H2PO4∶Li2CO3为1∶0.783～16.618∶3.220～24.623∶1.688～3.771，在得到的混合料中加入占混合料3‑9wt％的乙醇溶液，置于球磨机中以100‑500转/分钟的转速球磨10‑50小时，其中M为Ti、Ge或Zr；(3)将步骤(2)中球磨得到的混合料在温度为60‑80℃，真空度为10‑100Pa的真空烘箱中干燥2‑10小时，然后在碾钵中研磨30‑50分钟，将研磨后的粉体加入1‑5wt％的结合剂，在压强为200‑500MPa的压力机下，保持2‑6分钟形成一定形状的坯体；(4)将步骤(3)得到的坯体置于氮气中，在800‑1200℃的温度条件下，保持5‑16小时，得到以高岭土为原料的固体锂离子电解质。