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文档简介

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:原料为Li2C2O4,Al(NO3)9H2O,TiO2或GeO2与NH4H2PO4,按照Li1.4Al0.4Ti1.6(PO4)3和Li1.5Al0.5Ge1.5(PO4)3的化学计量比称取原料,通过球磨混合均匀,然后在400保温2h进行热分解,再继续加热至800保温10h后随炉降温,得到最终产物,按照质量比为8:1:1称取正极材料LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2、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(CF3SO2)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2580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10m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20m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

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