利索能及
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专利号: 2021114972704
申请人: 电子科技大学长三角研究院(湖州)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-05-14
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:化学通式为Li7‑xLa3Zr2‑x‑yTaxCeyO12,其中,x=0.6,y=0.2;所述电解质为具有高电导率的立方相结构;

所述电解质立方相的空间群为Ia‑3d(No.230),晶格常数 锂离子部分填充Li1(24d)、Li2(48g)和Li3(96h)位置,其中24d为四面体间隙位置,48g为八面体间隙位置,

96h为八面体两个偏心位置。

2.一种如权利要求1所述的有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:配料;按照化学式Li7‑xLa3Zr2‑x‑yTaxCeyO12,其中0

步骤2:一次球磨;采用湿法球磨工艺,按照混合料:球磨介质:球磨溶剂的质量比为1:(5~7):(1~1.5)投料并研磨5~10小时得到混合均匀的一次球磨料;

步骤3:一次烘干、过筛;将步骤2所得一次球磨料烘干并过筛得到一次干燥粉体;

步骤4:预烧;将步骤3所得一次干燥粉体在800~950℃条件下预烧6~10小时得到预烧粉体;

步骤5:二次球磨;将步骤4所得预烧粉体进行第二次球磨,采用湿法球磨工艺,按照混合料:球磨介质:球磨溶剂的质量比为1:(5~7):(1.5~2)投料并研磨4~6小时得到混合均匀的二次球磨料;

步骤6:二次烘干、过筛;将步骤5所得球磨料烘干并过筛得到二次干燥粉体;

步骤7:模压、成型;将步骤6所得二次干燥粉体放入成型模具中干压成型得到生坯;

步骤8:烧结;将步骤7所得生坯放于烧结炉中,以4~10℃/min的升温速率升温并在

1100~1250℃下烧结1~10小时,得到石榴石型LLZO固态电解质。

3.如权利要求2所述的一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:所述步骤1中使用的锂源为LiOH或Li2CO3。

4.如权利要求2所述的一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:所述步骤1中使用的镧源为La2O3、锆源为ZrO2、钽源为Ta2O5、铈源为CeO2。

5.如权利要求2所述的一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:所述步骤2和步骤5中,以钇稳定氧化锆球为球磨介质、以异丙醇作为球磨溶剂进行湿法研磨。

6.如权利要求2所述的一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:所述步骤2和步骤5的球磨机为高能球磨机,球磨转速为300~800r/min。

7.如权利要求2所述的一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:所述步骤3和步骤6中过筛的目数为100目。

8.如权利要求2所述的一种有效抑制锂枝晶生长的铈掺杂石榴石型LLZO固态电解质,其特征在于:所述步骤4的预烧过程在氧化镁坩埚中进行。