一种固态电解质的砂磨浆料及其制备方法与流程

1.本发明涉及锂离子电池浆料制造技术领域，具体涉及一种固态电解质的砂磨浆料及其制备方法。


背景技术：

2.随着电动汽车等需要高电池容量二次电池产品的出现及快速发展，高能量密度的锂金属电池受到越来越多的关注。但是在传统的液态电解质中，锂金属不稳定的沉积过程以及枝晶生长会引发一系列的安全问题，这也严重阻碍了锂金属负极的发展，而固态电解质可以完美解决这些安全问题。
3.目前，纳米复合固态电解质以其良好的加工性能、柔韧性和合理的离子电导率引起了人们的极大兴趣，它由高分子电解质和纳米无机填料组成，常用的纳米无机填料为无机固态电解质填料。无机固态电解质填料的粒度对纳米复合固态电解质性能的影响非常大，目前常用的对无机固态电解质填料进行砂磨的方法为使用尺寸为φ0.3mm～1.2mm的锆珠，砂磨16～36h，得到的无机固态电解质填料d50为360～440nm。但锂电池行业仍在快速发展，需要粒度尺寸更低的无机固态电解质填料来帮助其性能的提升。


技术实现要素：

4.因此，本发明要解决的技术问题在于克服现有技术中无机固态电解质填料粒度较高的缺陷，从而提供一种能有效降低固态电解质粒度的固态电解质砂磨浆料及其制备方法。
5.本发明提供了一种固态电解质的砂磨浆料，包括固态电解质粉体，溶剂，分散剂；所述固态电解质粉体的d50：220～280nm，d100：700～2000nm。
6.优选的，所述固态电解质粉体的质量为总质量的30％～50％，所述溶剂的质量为总质量的50％～70％，所述分散剂的质量为总质量的0.05％～0.5％。
7.优选的，所述固态电解质粉体包括磷酸钛铝锂(latp)或钛酸镧锂(llto)。
8.优选的，所述溶剂为去离子水。
9.优选的，所述分散剂包括阴离子型聚羧酸铵盐或阴离子型聚羧酸钠盐。
10.本发明还提供一种上述固态电解质的砂磨浆料的制备方法，包括如下步骤：
11.s1：将固态电解质粉体原料、所述溶剂混合，调控ph至11～12，加入所述分散剂；
12.s2：将s1中得到的浆料进行第一级砂磨，所述第一级砂磨使用的锆球尺寸为φ0.6mm～1.2mm，时间为3～6h；
13.s3：将s2中得到的浆料进行第二级砂磨，所述第二级砂磨使用的锆球尺寸为φ0.1mm～0.5mm，时间为3～6h；
14.s4：将s3中得到的浆料除磁t1，得到所述固态电解质的砂磨浆料。
15.优选的，步骤s4中，所述t1为0.5～3h。
16.优选的，调控ph时使用的试剂包括醋酸、柠檬酸、碳酸中的任一种。
17.本发明的技术方案，具有如下优点：
18.本发明提供的固态电解质的砂磨浆料，包括固态电解质粉体，溶剂，分散剂；其中固态电解质粉体的d50：220～280nm，d100：700～2000nm；固态电解质粉体的质量为总质量的30％～50％，溶剂的质量为总质量的50％～70％，分散剂的质量为总质量的0.05％～0.5％。由于固态电解质粉体的粒度很小，d50：220～280nm，d100：700～2000nm，本发明中的固态电解质砂磨浆料总体粒度较小，能有效提升电极的能量密度，在锂离子电池浆料领域有很大的应用前景。
19.本发明提供的固态电解质的砂磨浆料的制备方法，先将固态电解质粉体原料和溶剂混合均匀，调控ph至11～12，加入分散剂，再次混合均匀后进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.6mm～1.2mm，再进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.1mm～0.5mm，最后除磁，得到固态电解质的砂磨浆料。本发明中通过分级砂磨，提高了砂磨效率，有效降低了固态电解质的砂磨浆料的粒度，且通过酸的添加有效调控了浆料的ph，降低了浆料中颗粒的沉降及团聚，使得浆料更稳定。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1本发明实施例1中制备的固态电解质浆料放大倍数15000的sem图。
22.图2本发明实施例1中制备的固态电解质浆料放大倍数30000的sem图。
具体实施方式
23.提供下述实施例是为了更好地进一步理解本发明，并不局限于所述最佳实施方式，不对本发明的内容和保护范围构成限制，任何人在本发明的启示下或是将本发明与其他现有技术的特征进行组合而得出的任何与本发明相同或相近似的产品，均落在本发明的保护范围之内。
24.实施例中未注明具体实验步骤或条件者，按照本领域内的文献所描述的常规实验步骤的操作或条件即可进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规试剂产品。
25.实施例1
26.本实施例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
27.(1)取500g llto和500g去离子水，混合均匀，加入柠檬酸调控ph至12，加入3g tech690分散剂，再次混合均匀。
28.(2)将(1)中得到的浆料进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ1.2mm，时间为6h。
29.(3)将(2)中得到的浆料进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.4mm，时间为6h。
30.(4)将(3)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
31.实施例2
32.本实施例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
33.(1)取300g latp和700g去离子水，混合均匀，加入柠檬酸调控ph至12，加入5g tech690分散剂，再次混合均匀。
34.(2)将(1)中得到的浆料进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.6mm，时间为6h。
35.(3)将(2)中得到的浆料进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.1mm，时间为6h。
36.(4)将(3)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
37.实施例3
38.本实施例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
39.(1)取500g llto和500g去离子水，混合均匀，加入柠檬酸调控ph至12，加入3g tech690分散剂，再次混合均匀。
40.(2)将(1)中得到的浆料进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ1.2mm，时间为3h。
41.(3)将(2)中得到的浆料进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.4mm，时间为3h。
42.(4)将(3)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
43.实施例4
44.本实施例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
45.(1)取500g llto和500g去离子水，混合均匀，加入柠檬酸调控ph至11，加入3g tech690分散剂，再次混合均匀。
46.(2)将(1)中得到的浆料进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ1.2mm，时间为6h。
47.(3)将(2)中得到的浆料进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.4mm，时间为6h。
48.(4)将(3)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
49.实施例5
50.本实施例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
51.(1)取500g llto和500g去离子水，混合均匀，加入醋酸调控ph至12，加入3g tech690分散剂，再次混合均匀。
52.(2)将(1)中得到的浆料进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ1.2mm，时间为6h。
53.(3)将(2)中得到的浆料进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.4mm，时间为6h。
54.(4)将(3)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
55.对比例1
56.本对比例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
57.(1)取500g llto和500g去离子水，混合均匀，加入3g tech690分散剂，加入柠檬酸调控ph至12，再次混合均匀。
58.(2)将(1)中得到的浆料进行砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.3mm，时间为16h。
59.(3)将(2)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
60.对比例2
61.本对比例提供一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，具体步骤如下：
62.(1)取500g llto和500g去离子水，混合均匀，加入3g tech690分散剂，混合均匀。
63.(2)将(1)中得到的浆料进行第一级砂磨，使用的锆球尺寸为φ1.2mm，时间为6h。
64.(3)将(2)中得到的浆料进行第二级砂磨，使用的锆球尺寸为φ0.4mm，时间为6h。
65.(4)将(3)中得到的浆料除磁1h，得到固态电解质的砂磨浆料。
66.使用马尔文粒度测试仪测试实施例和对比例中得到的固态电解质的砂磨浆料的
粒径，所得结果如下表所示。
[0067][0068]
由上表中数据可知，实施例中使用本发明中方法制备的固态电解质砂磨浆料的d50、d100均小于对比例1中使用现有技术所制备的浆料，本发明中的制备方法能有效降低固态电解质砂磨浆料的粒度。上表中还能看出，在静置3h后，对比例2中浆料的粒度出现了明显的增大，对比例2中未调节ph的浆料沉降速度快，易团聚，稳定性差；而实施例中使用本发明中制备方法得到的浆料，根据其静置3h后的粒度可看出其沉降速度明显减缓，本发明中的制备方法能够提升固态电解质砂磨浆料的稳定性。
[0069]
将实施例1中得到的固态电解质的砂磨浆料放到扫描电子显微镜中，得到的sem图像如图1和图2所示，在图中选取较粗大颗粒测量其粒度，发现测得粒度值最大为327nm，最小为204nm，本发明制备方法所制备的固态电解质砂磨浆料的粒度得到了有效降低。
[0070]
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种固态电解质的砂磨浆料，其特征在于，包括固态电解质粉体，溶剂，分散剂；所述固态电解质粉体的d50：220～280nm，d100：700～2000nm。2.根据权利要求1所述的一种固态电解质的砂磨浆料，其特征在于，所述固态电解质粉体的质量为总质量的30％～50％，所述溶剂的质量为总质量的50％～70％，所述分散剂的质量为总质量的0.05％～0.5％。3.根据权利要求1或2所述的一种固态电解质的砂磨浆料，其特征在于，所述固态电解质粉体包括磷酸钛铝锂或钛酸镧锂。4.根据权利要求1或2所述的一种固态电解质的砂磨浆料，其特征在于，所述溶剂为去离子水。5.根据权利要求1或2所述的一种固态电解质的砂磨浆料，其特征在于，所述分散剂包括阴离子型聚羧酸铵盐或阴离子型聚羧酸钠盐。6.一种权利要求1至5任一所述的固态电解质的砂磨浆料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：s1：将固态电解质粉体原料、所述溶剂混合，调控ph至11～12，加入所述分散剂；s2：将s1中得到的浆料进行第一级砂磨，所述第一级砂磨使用的锆球尺寸为φ0.6mm～1.2mm，时间为3～6h；s3：将s2中得到的浆料进行第二级砂磨，所述第二级砂磨使用的锆球尺寸为φ0.1mm～0.5mm，时间为3～6h；s4：将s3中得到的浆料除磁t1，得到所述固态电解质的砂磨浆料。7.根据权利要求6所述的一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述t1为0.5～3h。8.根据权利要求6所述的一种固态电解质的砂磨浆料的制备方法，其特征在于，调控ph时使用的试剂包括醋酸、柠檬酸、碳酸中的任一种。

技术总结
本发明涉及锂离子电池浆料制造技术领域，具体涉及一种固态电解质的砂磨浆料及其制备方法，包括分别占总质量30％～50％的固态电解质粉体、50％～70％的溶剂、0.05％～0.5％的分散剂，其中固态电解质粉体的D50：220～280nm，D100：700～2000nm。制备时，先混合固态电解质粉体原料和溶剂，调控pH，再加入分散剂，然后使用Φ0.6mm～1.2mm的锆球进行第一级砂磨，时长3～6h，使用Φ0.1mm～0.5mm的锆球进行第二级砂磨，时长3～6h，最后除磁。本发明中采用分级砂磨，得到了粒度很小且稳定的固态电解质的砂磨浆料，在锂离子电池浆料领域有很大的应用前景。景。景。


技术研发人员：王建军 曹文卓 闫昭 李婷
受保护的技术使用者：宜宾南木纳米科技有限公司
技术研发日：2023.08.04
技术公布日：2023/10/15