本發明屬于電(dian)解質的制備(bei)領域，具體涉及一種(zhong)含有(you)氧化亞鎳的β-三氧化二鋁電(dian)解質的制備(bei)方法。
背景技術：
β-三氧化二鋁固體電解質在300-350℃范圍內具有較高的離子電導率，是具有良好應用前景的二次電池電解質材料，如鈉硫電池、Zebra 電池和其它新型Na+導體(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)池等。作為電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)關(guan)鍵部分，固體(ti)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質材料的(de)性(xing)(xing)能直(zhi)接影響到電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)性(xing)(xing)能，因(yin)而(er)制備成分均勻、燒結密度高、離子導電(dian)(dian)(dian)(dian)性(xing)(xing)好的(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)解(jie)質材料是制備電(dian)(dian)(dian)(dian)池的(de)關(guan)鍵。
為提高β-三氧化二鋁固體電解質的機械性能和離子電導率，可在基體材料中摻雜一些離子，如在β-三氧化二鋁固體電解質陶瓷中加入適量的Li2O或MgO可提高其電導率，這主要是通過Li+/Mg2+取代基體中的Al3+，提高陶瓷材料中β’’-三氧化二鋁相的含量達到的，但是在提高電導率的同時，卻降低β-三氧化二鋁固體電解質陶瓷的機械性能，以MgO為穩定劑，通過溶膠凝膠法摻雜不同含量的TiO2時，β-三氧化二鋁固體電解質陶瓷材料的抗彎強度可達到180MPa，添加ZrO2時，隨著ZrO2添加量的增加，固體電解質的抗彎強度也增加，同時添加ZrO2和TiO2既可以增加固體電解質的(de)機(ji)械性能，也(ye)可以提高其電導率。但是在(zai)β-三氧化(hua)二(er)鋁固體電解質中摻雜氧化(hua)亞鎳的(de)研究相對較少(shao)，而(er)且方法復雜，生產成本高，產物的(de)導電性不好。
技術實現要素：
本發明提(ti)供一(yi)種含有氧化(hua)亞鎳(nie)的β-三氧化(hua)二鋁電(dian)解質的制備方(fang)法。
本發明是通(tong)過以下技術方案(an)實(shi)現的。
含有氧(yang)化亞鎳的(de)β-三氧(yang)化二鋁電解質的(de)制(zhi)備方法，包含以下步驟(zou)：
（1）分別稱取NaNO3，LiNO3，Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O各(ge)2g、3g、5g和8g，溶于(yu)400mL蒸餾(liu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)，室(shi)溫(wen)攪(jiao)拌，得(de)(de)到(dao)硝酸鹽的(de)混(hun)合液；將(jiang)300mL檸檬酸溶于(yu)200mL蒸餾(liu)水(shui)中(zhong)(zhong)(zhong)，得(de)(de)到(dao)檸檬酸水(shui)溶液；將(jiang)硝酸鹽的(de)混(hun)合液加(jia)(jia)入(ru)(ru)到(dao)檸檬酸水(shui)溶液中(zhong)(zhong)(zhong)，100℃攪(jiao)拌1h，得(de)(de)到(dao)凝(ning)膠(jiao)，將(jiang)得(de)(de)到(dao)的(de)凝(ning)膠(jiao)放(fang)入(ru)(ru)烘(hong)箱中(zhong)(zhong)(zhong)在120 ℃干燥24h，然后(hou)球磨得(de)(de)到(dao)干凝(ning)膠(jiao)，將(jiang)干凝(ning)膠(jiao)放(fang)入(ru)(ru)坩堝中(zhong)(zhong)(zhong)，在箱式硅碳(tan)棒爐中(zhong)(zhong)(zhong)加(jia)(jia)熱到(dao)600℃，保溫(wen)2h，然后(hou)在900-1150℃煅燒3h，制得(de)(de)β-三氧化二鋁前驅粉(fen)料；
（2）將步驟（1）得到的(de)(de)β-三氧(yang)化二鋁前驅粉料與聚乙烯(xi)醇水溶液按照質量比4:1混合，在10MPa的(de)(de)壓力下壓制成直徑為16mm的(de)(de)素坯圓片(pian)和4 mm×3 mm×40 mm 的(de)(de)試樣，在1600℃燒結(jie)2-3h，得到含有氧(yang)化亞鎳(nie)的(de)(de)β-三氧(yang)化二鋁電解質。
優選(xuan)地，步驟（1）中攪拌的速(su)度(du)為200rpm。
優選地，步驟（1）中在1000℃下煅燒3h。
優選地，步驟（2）中(zhong)在(zai)1600℃燒結2.4h。
本發明的優點：
本發明操作簡單，生產成本低(di)，得(de)到(dao)的含(han)有氧化亞鎳(nie)的β-三氧化二鋁電解質(zhi)結(jie)構致密(mi)，電導率高，抗彎強度好。
具體實施方式
實施例1
含有(you)氧(yang)化(hua)亞鎳的β-三氧(yang)化(hua)二鋁電解(jie)質的制備方法，包含以下步驟：
（1）分別稱取NaNO3，LiNO3，Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O各2g、3g、5g和8g，溶于400mL蒸餾(liu)水(shui)(shui)中(zhong)，室溫攪拌，得(de)(de)到(dao)硝酸(suan)鹽的混合液；將(jiang)(jiang)300mL檸檬(meng)酸(suan)溶于200mL蒸餾(liu)水(shui)(shui)中(zhong)，得(de)(de)到(dao)檸檬(meng)酸(suan)水(shui)(shui)溶液；將(jiang)(jiang)硝酸(suan)鹽的混合液加入到(dao)檸檬(meng)酸(suan)水(shui)(shui)溶液中(zhong)，100℃攪拌1h，得(de)(de)到(dao)凝(ning)膠，將(jiang)(jiang)得(de)(de)到(dao)的凝(ning)膠放(fang)入烘箱(xiang)中(zhong)在120 ℃干(gan)(gan)燥24h，然后(hou)球磨得(de)(de)到(dao)干(gan)(gan)凝(ning)膠，將(jiang)(jiang)干(gan)(gan)凝(ning)膠放(fang)入坩堝中(zhong)，在箱(xiang)式硅碳棒爐中(zhong)加熱到(dao)600℃，保溫2h，然后(hou)在900℃煅燒(shao)3h，制得(de)(de)β-三氧化二鋁前驅粉料；
（2）將步(bu)驟（1）得到的(de)(de)β-三(san)氧(yang)化二(er)鋁前驅粉料與聚乙烯醇水溶液按(an)照質(zhi)(zhi)量比4:1混合(he)，在10MPa的(de)(de)壓力下壓制成直(zhi)徑(jing)為16mm的(de)(de)素坯(pi)圓片和(he)4 mm×3 mm×40 mm 的(de)(de)試樣，在1600℃燒結2h，得到含有氧(yang)化亞(ya)鎳的(de)(de)β-三(san)氧(yang)化二(er)鋁電解質(zhi)(zhi)。
實施例2
含(han)有氧化(hua)亞鎳的β-三氧化(hua)二鋁(lv)電解(jie)質的制備方法，包(bao)含(han)以(yi)下(xia)步驟：
（1）分別稱取NaNO3，LiNO3，Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O各2g、3g、5g和8g，溶(rong)于400mL蒸餾水中(zhong)，室(shi)溫攪(jiao)拌，得到(dao)(dao)硝(xiao)酸鹽的混合(he)(he)液；將(jiang)300mL檸(ning)檬酸溶(rong)于200mL蒸餾水中(zhong)，得到(dao)(dao)檸(ning)檬酸水溶(rong)液；將(jiang)硝(xiao)酸鹽的混合(he)(he)液加入(ru)到(dao)(dao)檸(ning)檬酸水溶(rong)液中(zhong)，100℃攪(jiao)拌1h，得到(dao)(dao)凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)，將(jiang)得到(dao)(dao)的凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)放(fang)入(ru)烘箱中(zhong)在(zai)120 ℃干燥24h，然(ran)后(hou)球磨得到(dao)(dao)干凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)，將(jiang)干凝(ning)(ning)膠(jiao)(jiao)放(fang)入(ru)坩堝(guo)中(zhong)，在(zai)箱式硅碳棒爐中(zhong)加熱到(dao)(dao)600℃，保(bao)溫2h，然(ran)后(hou)在(zai)1150℃煅(duan)燒3h，制得β-三(san)氧化(hua)二鋁前(qian)驅粉料；
（2）將(jiang)步驟（1）得(de)到(dao)的β-三氧(yang)化二鋁前(qian)驅(qu)粉料與聚乙烯醇(chun)水溶液(ye)按照質量比4:1混合，在10MPa的壓力下壓制成(cheng)直徑(jing)為16mm的素坯圓片和4 mm×3 mm×40 mm 的試樣，在1600℃燒結3h，得(de)到(dao)含有(you)氧(yang)化亞鎳的β-三氧(yang)化二鋁電解質。
實施例3
含有(you)氧(yang)化(hua)亞鎳的β-三(san)氧(yang)化(hua)二鋁電解(jie)質(zhi)的制備方法，包含以下(xia)步驟：
（1）分別稱取NaNO3，LiNO3，Ni(NO3)2·6H2O和Al(NO3)3·9H2O各2g、3g、5g和8g，溶于400mL蒸餾水中(zhong)(zhong)，室溫(wen)(wen)攪拌，得(de)到硝酸鹽的(de)混合液；將(jiang)300mL檸(ning)檬(meng)酸溶于200mL蒸餾水中(zhong)(zhong)，得(de)到檸(ning)檬(meng)酸水溶液；將(jiang)硝酸鹽的(de)混合液加入到檸(ning)檬(meng)酸水溶液中(zhong)(zhong)，100℃攪拌1h，其中(zhong)(zhong)，攪拌的(de)速度為200rpm，得(de)到凝(ning)(ning)(ning)膠，將(jiang)得(de)到的(de)凝(ning)(ning)(ning)膠放(fang)入烘(hong)箱中(zhong)(zhong)在120 ℃干(gan)燥24h，然(ran)后球磨得(de)到干(gan)凝(ning)(ning)(ning)膠，將(jiang)干(gan)凝(ning)(ning)(ning)膠放(fang)入坩(gan)堝中(zhong)(zhong)，在箱式硅碳棒爐中(zhong)(zhong)加熱到600℃，保溫(wen)(wen)2h，然(ran)后在1000℃煅燒3h，制得(de)β-三(san)氧化二鋁前(qian)驅粉(fen)料；
（2）將步驟（1）得到的β-三氧(yang)(yang)化二(er)鋁前驅粉料與聚乙(yi)烯醇水溶液(ye)按照質量(liang)比4:1混(hun)合，在10MPa的壓力下(xia)壓制成直徑(jing)為16mm的素坯圓(yuan)片(pian)和4 mm×3 mm×40 mm 的試樣(yang)，在1600℃燒結2.4h，得到含(han)有氧(yang)(yang)化亞鎳的β-三氧(yang)(yang)化二(er)鋁電解質。
優(you)選地，步驟（1）中(zhong)攪拌的速(su)度(du)為200rpm。