1.本發(fā)明涉及固態(tài)電解質(zhì)材料的制備領(lǐng)域，特別涉及一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體、制備方法及漿料分散方法。

背景技術(shù)：

2.隨著鋰離子電池研究的發(fā)展，對(duì)鋰離子電池的正負(fù)極材料和電解質(zhì)材料有時(shí)需要更細(xì)的粒度要求，甚至超細(xì)、納米級(jí)別。

3.固態(tài)電解質(zhì)粉體(如latp、llzo等)的合成主要采用傳統(tǒng)固相法、共沉淀法和溶膠凝膠法等，采用上述方法均需要以不同方式進(jìn)行原料的混合后對(duì)混合原料或材料前驅(qū)體進(jìn)行高溫煅燒以獲得固態(tài)電解質(zhì)粗粉。采用共沉淀法、溶膠凝膠法等雖理論上可獲得粒度均一的超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體，但實(shí)際上在高溫煅燒合成的過(guò)程中，前驅(qū)體會(huì)發(fā)生團(tuán)聚，造成最終的產(chǎn)物仍需要球磨工藝來(lái)進(jìn)行破碎，且該類(lèi)方法操作復(fù)雜、周期長(zhǎng)、產(chǎn)量低，并不適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。而采用傳統(tǒng)固相燒結(jié)法能夠獲得固態(tài)電解質(zhì)粗粉，然后經(jīng)過(guò)球磨細(xì)化后還需要粉篩，才能得到尺寸小的電解質(zhì)材料，而球磨干燥后的粉體極易團(tuán)聚，且難以簡(jiǎn)單分散。

4.因此開(kāi)發(fā)一種操作簡(jiǎn)便、產(chǎn)量高、高效率且具有高分散超細(xì)粒度的固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

5.本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體、制備方法及分散方法，解決了超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料干燥后易團(tuán)聚、不易分散的問(wèn)題。

6.第一方面，本發(fā)明提供的一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體，采用如下的技術(shù)方案：

7.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體，所述粉體粒徑為d50≤0.6μm，粒徑分布呈單峰分布，具有高比表面積s，其中，比表面積s≥12m2/g。

8.通過(guò)采用上述技術(shù)方案，由于該高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的粒徑小，將高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體應(yīng)用于超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的制備過(guò)程中，具高分散性和穩(wěn)定性，分散周期短，效率高。

9.第二方面，本發(fā)明提供的一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，采用如下的技術(shù)方案：

10.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

11.1)稱(chēng)取固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉、分散劑、表面改性劑，然后加入至磨機(jī)中與球磨溶劑和球磨介質(zhì)混合制備為混合漿料；

12.2)將步驟1)中的混合漿料進(jìn)行球磨處理，獲得預(yù)期粒度的均勻漿料；

13.3)將步驟2)中得到的均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

14.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行干燥處理，獲得高分散超細(xì)

固態(tài)電解質(zhì)粉體。

15.作為優(yōu)選，所述步驟1)中的固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉的粒徑范圍在1?150μm，所述固態(tài)電解質(zhì)為含鋰磷酸鹽(lmp)、鋰鑭鋯氧(llzo)、鋰鑭鈦氧(llto)以及富鋰反鈣鈦礦材料li3ox的鋰氧化物中的一種或者多種的組合

16.作為優(yōu)選，所述含鋰磷酸鹽(lmp)為nasicon結(jié)構(gòu)，所述含鋰磷酸鹽(lmp)的化學(xué)式為li1+xaxb2?x(po4)3，其中，0.05≤x≤0.07，a為al、cr、ga、sc、in、y、ca、mg和zn中的一種或多種的組合，b為ti、ge和zr中的一種或多種的組合；

17.所述鋰鑭鋯氧(llzo)為garnet結(jié)構(gòu)；所述鋰鑭鋯氧(llzo)的化學(xué)式為li7la3zr2o12，且所述鋰鑭鋯氧(llzo)為摻雜元素或未摻雜元素的電解質(zhì)粉體；

18.當(dāng)所述鋰鑭鋯氧(llzo)摻雜元素時(shí)，所述鋰鑭鋯氧(llzo)中l(wèi)i位摻雜元素包括ga、al、fe、mg或ca中的一種或多種；所述鋰鑭鋯氧(llzo)中l(wèi)a位摻雜元素包括ca或/和ba；所述鋰鑭鋯氧(llzo)中zr位摻雜元素包括ta、nb、mo和hf中的一種或多種；

19.所述鋰鑭鈦氧(llto)為perovskite結(jié)構(gòu)；所述鋰鑭鈦氧(llto)的化學(xué)式為li3xla2/3?xtio3，其中，0.04≤x≤0.17；

20.所述li3ox為anti?perovskite結(jié)構(gòu)的鋰氧化物，其中，x為cl或/和br。

21.作為優(yōu)選，所述分散劑為鯡魚(yú)油、蓖麻油、三油酸甘油酯中的一種或多種的組合，并且所述分散劑與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:200?1:20。

22.作為優(yōu)選，所述表面改性劑包括十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、硬脂酸、硅油和偶聯(lián)劑重的一種或多種的組合，并且所述表面改性劑與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:200?1:20。

23.作為優(yōu)選，所述球磨溶劑包括去離子水、乙醇、異丙醇、nmp、甲苯、丙酮、正丁醇和dmf中的一種或多種組合，并且所述球磨溶劑與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:3?3:1。

24.作為優(yōu)選，所述磨球?yàn)?a href="http://www.189000b.com/prod_show-4235.html" target="_blank">氧化鋯球，所述磨球與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:6?6:1。

25.作為優(yōu)選，所述步驟2)中球磨轉(zhuǎn)速為50?3000r/min，球磨1?24h，制備得到的均勻漿料的粘度范圍為30?300mpa·s；所述步驟4)中的干燥處理溫度為45?115℃；

26.所述磨機(jī)包括立式攪拌磨、行星球磨機(jī)、立式砂磨機(jī)、臥式球磨機(jī)；所述離心處理設(shè)備包括管式分離機(jī)、臺(tái)式離心機(jī)；所述干燥處理設(shè)備包括真空干燥機(jī)、噴霧造粒機(jī)、冷凍干燥機(jī)。

27.通過(guò)采用上述技術(shù)方案，解決了超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料干燥后易團(tuán)聚，不易分散的問(wèn)題，而且該方法適用于不同的固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備，適用范圍廣泛，更適合工業(yè)化生產(chǎn)的自動(dòng)化、規(guī)?；a(chǎn)。

28.第三方面，本發(fā)明提供的一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的分散方法，采用如下的技術(shù)方案：

29.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的分散方法，

30.a)將上述得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與溶劑按比例混合并加入至分散設(shè)備中；

31.b)對(duì)步驟a)中的混合漿料進(jìn)行分散處理，分散轉(zhuǎn)速為50?1600r/min，分散時(shí)間為1?3h，最終得到高分散超細(xì)電解質(zhì)漿料，滿(mǎn)足d50≤0.6μm。

32.作為優(yōu)選，所述步驟a)中的溶劑為水、dmf、異丙醇、nmp，所述高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與溶劑的質(zhì)量比為1：3?3：1；所述分散設(shè)備包括雙行星分散機(jī)、行星球磨機(jī)、臥式球磨機(jī)。

33.與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體、制備方法及分散方法的優(yōu)點(diǎn)在于，

34.(1)本發(fā)明中所提供的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，相比較其他制備方法，解決了超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料干燥后易團(tuán)聚，不易分散的問(wèn)題，更適合工業(yè)化生產(chǎn)的自動(dòng)化、規(guī)?；a(chǎn)。

35.(2)本發(fā)明中所提供的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體在應(yīng)用于超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料制備過(guò)程中，具高分散性和穩(wěn)定性，分散周期短，效率高。

附圖說(shuō)明

36.圖1為實(shí)施例1中制備得到的高分散超細(xì)電解質(zhì)粉體(llzo)的粒度分布圖譜；

37.圖2為實(shí)施例1中制備得到的高分散超細(xì)電解質(zhì)粉體(llzo)的sem分布圖譜；

38.圖3為實(shí)施例5中制備得到的高分散超細(xì)電解質(zhì)粉體(latp)的粒度分布圖譜；

39.圖4為實(shí)施例5中制備得到的高分散超細(xì)電解質(zhì)粉體(latp)的sem分布圖譜；

40.圖5為對(duì)比例1中制備得到的電解質(zhì)粉體(llzo)的粒度分布圖譜；

41.圖6為對(duì)比例2中制備得到的電解質(zhì)粉體(latp)的粒度分布圖譜；

42.圖7為實(shí)施例11制備得到的高分散超細(xì)電解質(zhì)漿料(latp)的粒度分布圖譜；

43.圖8為對(duì)比例3制備得到的電解質(zhì)漿料(latp)的粒度分布圖譜。

具體實(shí)施方式

44.以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

45.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體，粉體粒徑為d50≤0.6μm，粒徑分布呈單峰分布，具有高比表面積s，其中，比表面積s≥12m2/g。

46.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

47.1)稱(chēng)取固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉、分散劑、表面改性劑，然后加入至磨機(jī)中與球磨溶劑和球磨介質(zhì)混合制備為混合漿料；

48.2)將步驟1)中的混合漿料進(jìn)行球磨處理，獲得預(yù)期粒度的均勻漿料；

49.3)將步驟2)中得到的均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

50.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行干燥處理，獲得高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體。

51.具體地，步驟1)中的固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉的粒徑范圍在1

?

150μm，固態(tài)電解質(zhì)為含鋰磷酸鹽(lmp)、鋰鑭鋯氧(llzo)、鋰鑭鈦氧(llto)以及富鋰反鈣鈦礦材料li3ox的鋰氧化物中的一種或者多種的組合。

52.含鋰磷酸鹽(lmp)為nasicon結(jié)構(gòu)，含鋰磷酸鹽(lmp)的化學(xué)式為li

1+x

a

x

b2?

x

(po4)3，其中，0.05≤x≤0.07，a為al、cr、ga、sc、in、y、ca、mg和zn中的一種或多種的組合，b為ti、ge和zr中的一種或多種的組合。

53.鋰鑭鋯氧(llzo)為garnet結(jié)構(gòu)；鋰鑭鋯氧(llzo)的化學(xué)式為li7la3zr2o

12

，且鋰鑭鋯氧(llzo)為摻雜元素或未摻雜元素的電解質(zhì)粉體。

54.當(dāng)鋰鑭鋯氧(llzo)摻雜元素時(shí)，鋰鑭鋯氧(llzo)中l(wèi)i位摻雜元素包括ga、al、fe、mg或ca中的一種或多種；鋰鑭鋯氧(llzo)中l(wèi)a位摻雜元素包括ca或/和ba；鋰鑭鋯氧(llzo)中zr位摻雜元素包括ta、nb、mo和hf中的一種或多種。

55.鋰鑭鈦氧(llto)為perovskite結(jié)構(gòu)；鋰鑭鈦氧(llto)的化學(xué)式為li

3x

la

2/3

?

x

tio3，其中，0.04≤x≤0.17。

56.li3ox為anti

?

perovskite結(jié)構(gòu)的鋰氧化物，其中，x為cl或/和br。

57.分散劑為鯡魚(yú)油、蓖麻油、三油酸甘油酯中的一種或多種的組合，并且分散劑與固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:200

?

1:20。

58.表面改性劑包括十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、硬脂酸、硅油和偶聯(lián)劑重的一種或多種的組合，并且表面改性劑與固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:200

?

1:20。

59.球磨溶劑包括去離子水、乙醇、異丙醇、nmp、甲苯、丙酮、正丁醇和dmf中的一種或多種組合，并且球磨溶劑與固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:3

?

3:1。

60.磨球?yàn)檠趸喦?，磨球與固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:6

?

6:1。

61.其中，步驟2)中球磨轉(zhuǎn)速為50

?

3000r/min，球磨1

?

24h，制備得到的均勻漿料的粘度范圍為30

?

300mpa

·

s；步驟4)中的干燥處理溫度為45

?

115℃。

62.磨機(jī)包括立式攪拌磨、行星球磨機(jī)、立式砂磨機(jī)、臥式球磨機(jī)；離心處理設(shè)備包括管式分離機(jī)、臺(tái)式離心機(jī)；干燥處理設(shè)備包括真空干燥機(jī)、噴霧造粒機(jī)、冷凍干燥機(jī)。

63.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的分散方法，

64.a)將上述得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與溶劑按比例混合并加入至分散設(shè)備中；

65.b)對(duì)步驟a)中的混合漿料進(jìn)行分散處理，分散轉(zhuǎn)速為50

?

1600r/min，分散時(shí)間為1

?

3h，最終得到高分散超細(xì)電解質(zhì)漿料，滿(mǎn)足d50≤0.6μm。

66.具體地，步驟a)中的溶劑為水、dmf、異丙醇、nmp，高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與溶劑的質(zhì)量比為1：3

?

3：1；分散設(shè)備包括雙行星分散機(jī)、行星球磨機(jī)、臥式球磨機(jī)。

67.實(shí)施例1、

68.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

69.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:100，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

70.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨2h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為50

±

5mpa

·

s,單峰分布；

71.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

72.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.451μm，單峰分布，比表面積＝19.96m2/g。

73.實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)參照?qǐng)D1和圖2，圖1為制備得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的粒度分

布圖譜，圖2為制備得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的sem分布圖譜。

74.實(shí)施例2、

75.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

76.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑乙醇按質(zhì)量比為1:3混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:100，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

77.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨2h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為40

±

5mpa

·

s,單峰分布；

78.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

79.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.460μm，單峰分布，比表面積＝18.96m2/g。

80.實(shí)施例3、

81.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

82.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑正丁醇按質(zhì)量比為2:3混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:100，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

83.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨1.5h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為55

±

5mpa

·

s,單峰分布；

84.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

85.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.502μm，單峰分布，比表面積＝16.38m2/g。

86.實(shí)施例4、

87.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

88.1)將固態(tài)電解質(zhì)含鋰磷酸鹽(lmp)的latp原粗粉和球磨溶劑乙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與latp的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與latp的質(zhì)量比為1:100，磨球和latp的質(zhì)量比為1:5；其中l(wèi)atp原粗粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

89.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨3h，獲得平均粒徑為d50＝0.6

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為40

±

5mpa

·

s,單峰分布；

90.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

91.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得latp超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.559μm，單峰分布，比表面積＝13.46m2/g。

92.實(shí)施例5、

93.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

94.1)將固態(tài)電解質(zhì)含鋰磷酸鹽(lmp)的latp原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸和硅油，且鯡魚(yú)油與latp的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與latp的質(zhì)量比為1:100，硅油與latp的質(zhì)量比為1:20，磨球和latp的質(zhì)量比為1:4；其中l(wèi)atp原粗粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

95.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨3h，獲得平均粒徑為d50＝0.6

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為40

±

5mpa

·

s,單峰分布；

96.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

97.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得latp超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.584μm，單峰分布，比表面積＝12.6m2/g。

98.實(shí)施例6、

99.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

100.1)將固態(tài)電解質(zhì)含鋰磷酸鹽(lmp)的latp原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸和硅油，且鯡魚(yú)油與latp的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與latp的質(zhì)量比為1:100，硅油與latp的質(zhì)量比為1:20，磨球和latp的質(zhì)量比為1:5；其中l(wèi)atp原粗粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

101.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨4h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為40

±

5mpa

·

s,單峰分布；

102.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

103.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得latp超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.472μm，單峰分布，比表面積＝17.5m2/g。

104.實(shí)施例7、

105.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

106.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:100，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

107.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨2h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為50

±

5mpa

·

s,單峰分布；

108.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

109.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為65℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.450μm，單峰分布，比表面積＝20m2/g。

110.實(shí)施例8、

111.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

112.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:100，磨球和鋰鑭鋯氧

(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

113.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨2h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為50

±

5mpa

·

s,單峰分布；

114.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

115.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為105℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.456μm，單峰分布，比表面積＝19.68m2/g。

116.實(shí)施例9、

117.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

118.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:20，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:100，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

119.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨1.5h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為50

±

5mpa

·

s,單峰分布；

120.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

121.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.521μm，單峰分布，比表面積＝16.30m2/g。

122.實(shí)施例10、

123.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，包括以下步驟：

124.1)將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，同時(shí)依次加入分散劑鯡魚(yú)油、表面改性劑硬脂酸，且鯡魚(yú)油與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:200，硬脂酸與鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:20，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

125.2)將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨1.5h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.05μm的均勻漿料，漿料粘度為50

±

5mpa

·

s,單峰分布；

126.3)將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

127.4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.51μm，單峰分布，比表面積＝16.6m2/g。

128.對(duì)比例1、

129.電解質(zhì)粉體制備方法，具體包括以下步驟：

130.步驟1、將固態(tài)電解質(zhì)鋰鑭鋯氧(llzo)的原粗粉和球磨溶劑異丙醇按質(zhì)量比為1:2混合加入臥式球磨機(jī)中，不添加分散劑和表面改性劑，磨球和鋰鑭鋯氧(llzo)的質(zhì)量比為1:4；其中鋰鑭鋯氧(llzo)粗原粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

131.步驟2、將混合漿料進(jìn)行球磨處理，球磨轉(zhuǎn)速為2000r/min，球磨2h，獲得平均粒徑為d50＝0.5

±

0.03μm的均勻漿料，漿料粘度為90

±

5mpa

·

s,單峰分布；

132.步驟3、將均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；

133.步驟4、將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行真空干燥處理12h，干燥溫度為85℃，獲得鋰鑭鋯氧(llzo)超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝0.608μm，單峰分布，比表面積＝14.88m2/g。

134.對(duì)比例2、

135.電解質(zhì)粉體制備方法，具體包括以下步驟：

136.步驟1、將固態(tài)電解質(zhì)latp的原粗粉和異丙醇按質(zhì)量比1：2混合加入臥式球磨機(jī)中，不添加分散劑和表面改性劑，磨球和latp的質(zhì)量比為1：5；其中l(wèi)atp的原粗粉的粒徑d50＝10

±

0.5μm；

137.步驟2、球磨轉(zhuǎn)速設(shè)定為2000r/min，球磨3h,獲得平均粒徑d50＝0.6

±

0.03μm的均勻漿料，漿料粘度為60

±

5mpa

·

s,單峰分布；

138.步驟3、采用臺(tái)式離心機(jī)對(duì)漿料進(jìn)行離心處理，分離溶劑后，在真空干燥機(jī)中干燥12h，溫度85℃，獲得latp超細(xì)電解質(zhì)粉體，平均粒徑d50＝1.15μm,多峰分布，比表面積＝10.12m2/g。

139.實(shí)施例11、

140.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的分散方法，具體包括如下步驟：

141.a)將實(shí)施例4

?

6中制備得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與nmp按質(zhì)量比1:4混合加入雙星分散機(jī)中；

142.b)對(duì)混合漿料進(jìn)行分散處理，分散轉(zhuǎn)速為500r/min，分散時(shí)間為1h，最終得到均勻分散的超細(xì)電解質(zhì)漿料，漿料測(cè)試平均粒徑：實(shí)施例4粉體試驗(yàn)d50＝0.588μm，單峰分布；實(shí)施例5粉體試驗(yàn)d50＝0.592μm，單峰分布；實(shí)施例6粉體試驗(yàn)d50＝0.578μm，單峰分布。

143.對(duì)比例3、

144.電解質(zhì)漿料分散方法，具體包括如下方法：

145.步驟1、將對(duì)比例2中得到的latp固態(tài)電解質(zhì)粉體與nmp按質(zhì)量比1:4混合加入雙星分散機(jī)中；

146.b)對(duì)混合漿料進(jìn)行分散處理，分散轉(zhuǎn)速為2500r/min，分散時(shí)間為3h，最終得到電解質(zhì)漿料，漿料測(cè)試平均粒徑：d50＝0.781μm，多峰分布。

147.由實(shí)施例與對(duì)比例可見(jiàn)，通過(guò)表面改性劑以及分散劑的添加可在相同參數(shù)下得到粒徑更小的電解質(zhì)粉體，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體、制備方法及分散方法的優(yōu)點(diǎn)在于，本發(fā)明中所提供的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，相比較其他制備方法，解決了超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料干燥后易團(tuán)聚，不易分散的問(wèn)題，更適合工業(yè)化生產(chǎn)的自動(dòng)化、規(guī)?；a(chǎn)。本發(fā)明中所提供的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體在應(yīng)用于超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料制備過(guò)程中，具高分散性和穩(wěn)定性，分散周期短，效率高。

148.盡管以上詳細(xì)地描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，但是應(yīng)該清楚地理解，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。技術(shù)特征：

1.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體，其特征在于：所述粉體粒徑為d50≤0.6μm，粒徑分布呈單峰分布，具有高比表面積s，其中，比表面積s≥12m2/g。2.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：1)稱(chēng)取固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉、分散劑、表面改性劑，然后加入至磨機(jī)中與球磨溶劑和球磨介質(zhì)混合制備為混合漿料；2)將步驟1)中的混合漿料進(jìn)行球磨處理，獲得預(yù)期粒度的均勻漿料；3)將步驟2)中得到的均勻漿料移至離心處理設(shè)備進(jìn)行離心處理，分離溶劑得到濕塊狀物料；4)將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行干燥處理，獲得高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述步驟1)中的固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉的粒徑范圍在1

?

150μm，所述固態(tài)電解質(zhì)為含鋰磷酸鹽(lmp)、鋰鑭鋯氧(llzo)、鋰鑭鈦氧(llto)以及富鋰反鈣鈦礦材料li3ox的鋰氧化物中的一種或者多種的組合。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述含鋰磷酸鹽(lmp)為nasicon結(jié)構(gòu)，所述含鋰磷酸鹽(lmp)的化學(xué)式為li

1+x

a

x

b2?

x

(po4)3，其中，0.05≤x≤0.07，a為al、cr、ga、sc、in、y、ca、mg和zn中的一種或多種的組合，b為ti、ge和zr中的一種或多種的組合；所述鋰鑭鋯氧(llzo)為garnet結(jié)構(gòu)；所述鋰鑭鋯氧(llzo)的化學(xué)式為li7la3zr2o

12

，且所述鋰鑭鋯氧(llzo)為摻雜元素或未摻雜元素的電解質(zhì)粉體；當(dāng)所述鋰鑭鋯氧(llzo)摻雜元素時(shí)，所述鋰鑭鋯氧(llzo)中l(wèi)i位摻雜元素包括ga、al、fe、mg或ca中的一種或多種；所述鋰鑭鋯氧(llzo)中l(wèi)a位摻雜元素包括ca或/和ba；所述鋰鑭鋯氧(llzo)中zr位摻雜元素包括ta、nb、mo和hf中的一種或多種；所述鋰鑭鈦氧(llto)為perovskite結(jié)構(gòu)；所述鋰鑭鈦氧(llto)的化學(xué)式為li

3x

la

2/3

?

x

tio3，其中，0.04≤x≤0.17；所述li3ox為anti

?

perovskite結(jié)構(gòu)的鋰氧化物，其中，x為cl或/和br。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述分散劑為鯡魚(yú)油、蓖麻油、三油酸甘油酯中的一種或多種的組合，并且所述分散劑與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:200

?

1:20。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述表面改性劑包括十二烷基苯磺酸鈉、聚乙二醇、硬脂酸、硅油和偶聯(lián)劑重的一種或多種的組合，并且所述表面改性劑與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:200

?

1:20。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述球磨溶劑包括去離子水、乙醇、異丙醇、nmp、甲苯、丙酮、正丁醇和dmf中的一種或多種組合，并且所述球磨溶劑與所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:3

?

3:1。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述磨球?yàn)檠趸喦颍瞿デ蚺c所述固態(tài)電解質(zhì)的質(zhì)量比為1:6

?

6:1。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體的制備方法，其特征在于：所述步驟2)中球磨轉(zhuǎn)速為50

?

3000r/min，球磨1

?

24h，制備得到的均勻漿料的粘度范圍為30

?

300mpa

·

s；所述步驟4)中的干燥處理溫度為45

?

115℃；所述磨機(jī)包括立式攪拌磨、行星球磨機(jī)、立式砂磨機(jī)、臥式球磨機(jī)；所述離心處理設(shè)備包括管式分離機(jī)、臺(tái)式離心機(jī)；所述干燥處理設(shè)備包括真空干燥機(jī)、噴霧造粒機(jī)、冷凍干燥機(jī)。10.一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的分散方法，其特征在于：a)將上述權(quán)利要求2

?

9任一項(xiàng)得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與溶劑按比例混合并加入至分散設(shè)備中；b)對(duì)步驟a)中的混合漿料進(jìn)行分散處理，分散轉(zhuǎn)速為50

?

1600r/min，分散時(shí)間為1

?

3h，最終得到高分散超細(xì)電解質(zhì)漿料，滿(mǎn)足d50≤0.6μm。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料的分散方法，其特征在于：所述步驟a)中的溶劑為水、dmf、異丙醇、nmp，所述高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體與溶劑的質(zhì)量比為1：3

?

3：1；所述分散設(shè)備包括雙行星分散機(jī)、行星球磨機(jī)、臥式球磨機(jī)。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明公開(kāi)了一種高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體、制備方法及分散方法，粉體粒徑為D50≤0.6μm，粒徑分布呈單峰分布，比表面積S≥12m2/g。制備粉體包括以下步驟：稱(chēng)取固態(tài)電解質(zhì)的原粗粉、分散劑、表面改性劑，制備混合漿料，然后對(duì)混合漿料進(jìn)行球磨處理，獲得預(yù)期粒度的均勻漿料；再對(duì)均勻漿料進(jìn)行離心處理，最后將離心處理后的濕塊狀物料移至干燥處理設(shè)備進(jìn)行干燥處理，獲得高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體。解決了超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料干燥后易團(tuán)聚、不易分散的問(wèn)題，適合工業(yè)化生產(chǎn)的自動(dòng)化、規(guī)?；a(chǎn)，而將制備得到的高分散超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)粉體在應(yīng)用于超細(xì)固態(tài)電解質(zhì)漿料制備過(guò)程中，具高分散性和穩(wěn)定性，分散周期短，效率高。效率高。效率高。

技術(shù)研發(fā)人員：劉繼恒 林久 許曉雄 阮小浩

受保護(hù)的技術(shù)使用者：浙江鋒鋰新能源科技有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.06.29

技術(shù)公布日：2021/10/18