科创中国

新材料技术,金属材料

本发明公开了γ?LiAlO2与γ?Al2O3复合纳米片及制法与制备碱金属离子电解质的应用，属于碱金属离子电池技术领域。γ?LiAlO2与γ?Al2O3复合纳米片填料的制备方法为将铝源和表面活性剂溶解于有机溶剂中，然后进行水热反应，再进行离心、洗涤和干燥，得到无定形态Al2O3纳米片，与锂盐充分混匀，进行退火处理，得到γ?LiAlO2与γ?Al2O3复合纳米片填料。本发明中的复合聚合物电解质包括γ?LiAlO2与γ?Al2O3复合纳米片填料、聚合物基体和电解液。本发明制备的γ?LiAlO2/γ?Al2O3纳米片具有高的比表面积和丰富的表面官能团，制备的复合聚合物电解质具有高的室温电导率和迁移数，室温电导率可以达到～10?3S/cm，且锂离子迁移数～***。基于该电解质的锂金属电池可以在2C倍率下，稳定循环1500圈以上，仍保持***％的容量。

本发明解决了现有技术中电解质材料离子电导率和迁移数不高，致使碱金属离子电池的能量密度不高、循环寿命不长的技术问题，本发明提供了一种γ-LiAlO2与γ-Al2O3复合纳米片填料及制法与制备碱金属离子电解质的应用，采用这种填料与聚合物基体、电解质盐、非水有机溶剂制备的复合聚合物电解质具有高的室温电导率和迁移数，室温电导率可以达到～10-3 S/cm，且锂离子迁移数～***，是一种理想的碱金属离子电解质。高的室温电导率及锂离子迁移数促进了碱金属离子在碱金属金属负极表面的均匀沉积，增强电解质的界面稳定性。最终，由这种复合聚合物电解质组装的锂金属电池可以在2C倍率下，稳定循环1500圈以上，仍保持***％的容量。

郭新：国家特聘专家，华中科技大学材料科学与工程学院二级教授，九三学社华中科技大学第五届委员会副主委，中国固态离子学会理事，国际期刊“Solid State Ionics”编委，期刊“National Science Open”编委，国际固态离子学会（International Society for Solid State Ionics）学术奖评选委员会五名委员之一（其他成员有英国Prof. J. Kilner, 德国Prof. J. Maier, 日本Prof. T. Ishihara, 美国Prof. R. O'Hayre）。 其他成员：;周晓燕;李卓