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专利号: 202210279987X
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-10-10
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种基于LiBH4固态电解质复合薄片,其特征在于:由正极活性材料和LiBH4/LiNO3固态电解质复合而成,该LiBH4/LiNO3固态电解质包括由内至外的内核(34)、中间过渡层(33)和非晶外层(31),该内核(34)为LiNO3,非晶外层(31)为LiBH4,中间过渡层(33)为LiBO2,且非晶外层(31)中内嵌有导电颗粒(32),其中,LiBO2为LiBH4和LiNO3反应的产物,导电颗粒(32)为LiBH4中原位生成的反应产物Li3N。

2.根据权利要求1所述的一种基于LiBH4固态电解质复合薄片,其特征在于:所述的正极活性材料为TiS2。

3.如权利要求1或2所述的固态电解质复合薄片的制备方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤一、LiBH4/LiNO3复合材料粉末的制备

室温下,在充满氩气的手套箱中,将LiBH4和LiNO3作为起始原料,按质量比进行机械球磨,充分混合并反应,获得LiBH4/LiNO3复合材料粉末;

步骤二、LiBH4/LiNO3固态电解质的制备

在充满氩气保护的手套箱中,将LiBH4/LiNO3复合材料粉末倒入红外模具内,并置于压片机上进行压片,退模得到所需的电解质;

步骤三、固态电解质复合薄片的制备

将正极活性材料粉末均匀平铺于红外模具中的固态电解质片上,再次置于压片机上进行压片,退模得到由正极材料和电解质片组成的电解质复合薄片。

4.根据权利要求3所述的一种基于LiBH4固态电解质复合薄片的制备方法,其特征在于:步骤一中球磨的具体步骤为,先将LiBH4、LiNO3与不锈钢小球放入球磨罐中,取出球磨罐进行充氢保护,然后将球磨罐固定在行星球磨机上进行高能球磨;球磨的具体工艺参数为,球料质量比为40:1,球磨转速为200~400rpm,球磨时间为2~100h,充氢氢压为4Mpa,其中,原料中的LiBH4质量分数范围为40~60%。

5.根据权利要求4所述的一种基于LiBH4固态电解质复合薄片的制备方法,其特征在于:球磨时间超过10小时,每10个小时为一个周期,完成一个周期需对样品进行研磨细化处理,使LiBH4与LiNO3颗粒充分接触并反应。

6.根据权利要求5所述的一种基于LiBH4固态电解质复合薄片的制备方法,其特征在于:研磨细化处理具体操作为,将取出的样品倒入研钵中研磨细化,细化后再将样品粉末倒回球磨罐中并重复步骤一,直到总球磨时间满足实验要求,制得最终样品粉末,其中,研磨细化时间超过15min。

7.根据权利要求3‑6中任一项所述的一种基于LiBH4固态电解质复合薄片的制备方法,其特征在于:步骤二,电解质的制备中,压片机的压力为6~10Mpa,压片时间为5‑10分钟;步骤三,复合薄片的制备中,压片机的压力为3~4Mpa,时间为2~3分钟。

8.根据权利要求7所述的一种基于LiBH4固态电解质复合薄片的制备方法,其特征在于:LiNO3在使用时前进行真空干燥,温度为200℃,时间为5h;且氩气手套箱中H2O<0.01ppm,O2<0.01ppm。

9.一种扣式全固态电池的制备方法,其特征在于:包括以下步骤,

S1,采用如权利要求3‑8任一所述的方法制备得到固态电解质复合薄片;

S2,按照负极壳(1),锂片(2),固态电解质复合薄片(3),垫片(4),弹片(5),正极壳(6)的顺序进行组装。

10.一种扣式全固态电池,其特征在于:利用权利要求9所述的方法制备。