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氧化物固態(tài)電解質與硫化物固態(tài)電解質制備工藝的全流程對比

氧化物固態(tài)電解質與硫化物固態(tài)電解質制備工藝的全流程對比
Boyee博億  2024-12-14  |  閱讀:1696

隨著新能源技術的飛速發(fā)展,,固態(tài)電解質作為下一代電池技術的關鍵組成部分,,正受到越來越多的關注。


氧化物固態(tài)電解質與硫化物固態(tài)電解質作為兩大主要技術路線,,各自在材料特性,、制備工藝及應用前景上展現(xiàn)出不同的優(yōu)勢。 


01.

研磨與分散工藝


氧化物固態(tài)電解質,,采用濕法研磨將原料進行機械混合與細化,,以提高材料的均勻性和活性。


例如,,在制備NASICON形態(tài)的LATP氧化物固態(tài)電解質時,,會向二氧化鋯罐體中加入溶劑,使用二氧化鋯磨球進行研磨,。


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研磨后的漿料需進行沉降分離,,以去除雜質,,得到濕態(tài)氧化物電解質,,隨后進行干燥處理,得到最終的氧化物固態(tài)電解質,。


此工藝注重原料的純度與混合均勻性,,以確保電解質的性能穩(wěn)定。 


硫化物固態(tài)電解質,,硫化物材料通常需要在惰性氣體環(huán)境下進行研磨,,以防止其與空氣中的氧氣或水分反應。


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例如,,在制備硫銀鍺礦型Li6PS5CL(LPSCL)硫化物固態(tài)電解質時,,會將硫化鋰、五硫化二磷以及氯化鋰按一定比例混合后,,進行機械研磨,。


研磨過程中,原料的化學鍵被打斷,,實現(xiàn)原子級別的混合,,從而得到高離子電導率的硫化物固態(tài)電解質前驅體。


此工藝強調對原料的保護與高效混合,,以提高電解質的性能,。


02.

燒結工藝


氧化物固態(tài)電解質的燒結工藝相對簡單,通常在高溫下進行,。


例如,,在制備LLZO型氧化物固態(tài)電解質時,會采用常規(guī)燒結方法,,將混合物在高溫下保溫數(shù)小時,,使其形成致密的固體結構,。


近年來,外加輻源的燒結方法如放電等離子體燒結(SPS)也被應用于氧化物固態(tài)電解質的制備中,,該方法能在低溫短時間內(nèi)實現(xiàn)致密化,,有效降低能耗。 


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硫化物固態(tài)電解質的燒結工藝相對復雜,,因其材料在高溫下易揮發(fā),、分解,且易與空氣中的氧氣反應,。


因此,,硫化物固態(tài)電解質的燒結通常在惰性氣體保護下進行,且溫度控制更為嚴格,。


例如,,在制備LGPS型硫化物固態(tài)電解質時,會采用高能研磨后的低溫燒結工藝,,通過精確控制燒結溫度和時間,,以獲得高性能的硫化物固態(tài)電解質。


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此外,,為了抑制鋰元素的揮發(fā),,研究者還開發(fā)了如“反應閃燒”等新型燒結技術,以進一步優(yōu)化硫化物固態(tài)電解質的性能,。 


隨著新能源技術的不斷發(fā)展,,這兩種固態(tài)電解質的制備工藝也將持續(xù)優(yōu)化與創(chuàng)新,以滿足未來電池技術的更高要求,。

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