本发明属于电解质制备领域,具体地说电解质制备装置,涉及一种固态电解质的制备方法及制备装置。
背景技术:
1、固态电解质是电池中传导离子的电子绝缘物质,固态电解质是固态锂离子电池的关键部分,固态电解质相当于液态锂离子电池中的隔膜和电解液,固态电解质从组成上能够分为氧化物、硫化物、氢化物、卤化物、薄膜材料和聚合物,固态电解质的制备需要使用电解质的制备装置把不同的物质研磨粉碎后混合。
2、但是常规固态电解质通常是晶体结构,原子排列有序,导致离子迁移路径受限,电导率较低,进而限制了电池的整体性能。此外,晶体结构的固态电解质由于结构刚性较高,使得离子的迁移能垒增加,离子难以自由移动,进一步影响了电解质的离子电导率。
3、公开号为cn216389488u的专利申请,公开了一种固态电解质的制备装置,包括烧结容器和容置部件,容置部件设置在烧结容器中,容置部件上具有用于放置素坯的烧结位,烧结位设置为至少一个,其中,烧结容器的底部设置有埋粉区,埋粉区用于放置固态电解质粉末,烧结容器中将埋粉区和容置部件分开设置,以便在烧结过程中将固态电解质粉末和素坯分开,埋粉能够补充素坯的锂挥发,又能够避免粘连在素坯上,减少后续陶瓷片表面处理的工序,提高制备效率,本实用新型可广泛应用于锂电池技术领域。
4、上述对比文件仅仅是能够对混合的物质进行防粘连处理,在混合不同的物质的过程中,不同的物质颗粒之间能够粉碎融合的速度不同,需要对混合的物质进行混合的均匀性的检测,上述对比文件不能够通过取样来检测混合物的均匀程度,不能够明确地得知不同物质之间的混合状态,同时不能够对取样的非晶态电解质做到随机性和自动回收,不利于使用。
5、综上,因此本发明提供了一种固态电解质的制备方法及制备装置,以解决上述问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足,本发明的目的在于提供一种固态电解质的制备方法优点在于,能够通过快速冷却过程能够防止原子有足够时间重新排列成有序晶体结构,从而保留了熔融状态下形成的无序化学键网络,这种无序的键合方式有助于提高离子电导率
2、一种固态电解质的制备装置的优点在于,能够实现通过对各组非晶态电解质中的不同种类的离子浓度的检测来判断混合物混合的均匀程度的效果,通过对多组非晶态电解质中的不同离子浓度进行检测,通过离子之间的比值,来判断混合物混合的均匀程度。
3、为实现上述目的,本发明提供了如下技术方案:
4、一种固态电解质的制备装置,包括箱体和密封组件,所述密封组件装设在所述箱体内,所述密封组件内装设有研磨抽样模块,所述密封组件的一侧装设有输料构件,所述箱体内部设置有检测组件,所述输料构件包括输料管,所述检测组件包括密封盒,所述输料管插设在所述密封盒的顶部,所述密封盒内固定装设有离子浓度分析仪,所述箱体的顶部固定装设有控制面板。
5、通过采用上述技术方案,箱体能够增加制备装置的安全性,密封组件能够防止混合物洒出,研磨抽样模块能够对混合物进行充分的研磨,通过输料构件、研磨抽样模块和密封组件的配合使用,能够对取样的非晶态电解质进行随机抽取,有利于检测结果的准确性,同时能够回收非晶态电解质,通过检测组件的使用,能够对非晶态电解质中不同离子的浓度进行检测,控制面板能够控制制备装置中各个部件的启停,控制面板上能够显示检测出的非晶态电解质中的各个离子浓度的数值,方便做对比,输料管能够方便给密封盒输送非晶态电解质,同时能够回收非晶态电解质,离子浓度分析仪能够对非晶态电解质中的离子浓度进行检测。
6、本发明进一步设置为:所述密封组件包括研磨斗一和研磨斗二,所述研磨斗一与所述研磨斗二卡接,所述研磨斗一的侧壁固定装设有电机一,所述研磨斗二的顶部通过铰链转动连接有伸缩杆。
7、通过采用上述技术方案,把制备固态电解质的各种物质倒入研磨斗一中,通过启动伸缩杆带动研磨斗二下降,研磨斗二和研磨斗一之间密封,防止物质洒出,通过同时启动伸缩杆和电机一,能够带动研磨斗一和研磨斗二晃动,有利于混合混合物。
8、本发明进一步设置为:所述研磨抽样模块包括电机二和转盘,所述转盘与所述电机二的输出轴固定连接,所述转盘的底面固定装设有研磨锤和吸料管。
9、通过采用上述技术方案,电机二固定在研磨斗二内部的顶面,转盘与研磨斗二转动连接,通过启动电机二带动转盘转动,转盘带动研磨锤和吸料管转动,研磨锤能够研磨混合物,吸料管和研磨锤转动时,吸料管跟随研磨锤后面,吸料管转动的同时,启动输料构件通过研磨斗二和转盘给吸料管吹风,吸料管中的风吹动混合物,有利于研磨锤对混合物研磨得更加充分。
10、本发明进一步设置为:所述输料构件包括风机,所述风机的出风口上固定装设有伸缩管,所述伸缩管与所述输料管固定连接,所述风机的进风口上固定装设有连接管。
11、通过采用上述技术方案,风机正向启动能够带动连接管中的风进入伸缩管和输料管,风机反向启动能够带动伸缩管和输料管中的风进入连接管。
12、本发明进一步设置为:所述检测组件包括弹簧和卡板,所述弹簧的一端与所述密封盒固定连接,所述弹簧的另一端与所述卡板固定连接,所述卡板与所述密封盒滑动连接。
13、通过采用上述技术方案,弹簧能够带动卡板复位,卡板能够密封。
14、本发明进一步设置为:所述箱体的顶部转口转动装设有箱盖,所述箱盖的侧壁焊接有把手。
15、通过采用上述技术方案,箱盖能够密封箱体,把手能够方便开启和关闭箱盖。
16、本发明进一步设置为:所述箱体的底部固定装设有支腿。
17、通过采用上述技术方案,支腿能够对箱体进行支撑。
18、本发明进一步设置为:所述输料构件的一侧装设有拉杆。
19、通过采用上述技术方案,拉杆与输料管固定连接。
20、本发明进一步设置为:所述拉杆的端口焊接有拉板,所述拉板卡接在所述箱体的侧壁。
21、通过采用上述技术方案,通过拉动拉板带动拉杆移动,拉杆带动输料管移动,能够把出料管拿出密封盒和箱体,能够方便抽出混合均匀后的混合料。
22、一种固态电解质的制备方法,包括s1,称量50mol%的li2o、30mol%的sio2和20mol%的p2o5进行混合,混合均匀后得到混合物a;
23、s2,将混合物a置于高温炉中,逐步加热至1200℃-1300℃,保持高温1~12h直到所有组分完全熔融成均匀的熔融物;
24、s3,将熔融物快速倒入冷却介质中,以迅速降温并形成非晶态电解质;
25、s4,通过启动所述风机,所述风机通过所述转盘和所述吸料管吸取非晶态电解质,所述风机通过所述输料管把所述非晶态电解质输送到所述密封盒内的所述离子浓度分析仪中,启动所述离子浓度分析仪能够对所述非晶态电解质中的各个离子浓度进行检测,对不同部位进行取样,检测是否混料均匀,若检测混合不均匀,则进行二次混料操作;
26、s5,通过启动所述电机二和所述风机,所述电机二能够带动所述转盘转动,所述转盘能够带动所述吸料管转动,能够方便所述风机通过所述转盘和所述吸料管吸取不同部位的所述非晶态电解质,保证取样的随机性及检测结果的准确性,同时能够对所述非晶态电解质进行自动吸取和回收。
27、综上所述,本发明的有益技术效果为:
28、1、通过检测组件的使用,能够实现通过对各组非晶态电解质中的不同种类的离子浓度的检测来判断混合物混合的均匀程度的效果,通过对多组非晶态电解质中的不同离子浓度进行检测,通过离子之间的比值,来判断混合物混合的均匀程度。
29、2、通过密封组件、研磨抽样模块和输料构件的使用,能够实现对抽取的非晶态电解质做到随机取样的效果,有利于测试的准确性,同时能够对非晶态电解质进行回收,减少人工回收的工作量。
30、3、本技术通过快速冷却过程能够防止原子有足够时间重新排列成有序晶体结构,从而保留了熔融状态下形成的无序化学键网络,这种无序的键合方式有助于提高离子电导率。
31、下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的描述。
1.一种固态电解质的制备装置,包括箱体(1)和密封组件(2),其特征在于:所述密封组件(2)装设在所述箱体(1)内,所述密封组件(2)内装设有研磨抽样模块(3),所述密封组件(2)的一侧装设有输料构件(4),所述箱体(1)内部设置有检测组件(5),所述输料构件(4)包括输料管(401),所述检测组件(5)包括密封盒(501),所述输料管(401)插设在所述密封盒(501)的顶部,所述密封盒(501)内固定装设有离子浓度分析仪(502),所述箱体(1)的顶部固定装设有控制面板(6)。
2.根据权利要求1所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述密封组件(2)包括研磨斗一(201)和研磨斗二(202),所述研磨斗一(201)与所述研磨斗二(202)卡接,所述研磨斗一(201)的侧壁固定装设有电机一(203),所述研磨斗二(202)的顶部通过铰链转动连接有伸缩杆(204)。
3.根据权利要求1所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述研磨抽样模块(3)包括电机二(301)和转盘(302),所述转盘(302)与所述电机二(301)的输出轴固定连接,所述转盘(302)的底面固定装设有研磨锤(303)和吸料管(304)。
4.根据权利要求1所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述输料构件(4)包括风机(402),所述风机(402)的出风口上固定装设有伸缩管(403),所述伸缩管(403)与所述输料管(401)固定连接,所述风机(402)的进风口上固定装设有连接管(404)。
5.根据权利要求1所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述检测组件(5)包括弹簧(503)和卡板(504),所述弹簧(503)的一端与所述密封盒(501)固定连接,所述弹簧(503)的另一端与所述卡板(504)固定连接,所述卡板(504)与所述密封盒(501)滑动连接。
6.根据权利要求1所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述箱体(1)的顶部转口转动装设有箱盖(7),所述箱盖(7)的侧壁焊接有把手(701)。
7.根据权利要求6所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述箱体(1)的底部固定装设有支腿(8)。
8.根据权利要求3所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述输料构件(4)的一侧装设有拉杆(9)。
9.根据权利要求8所述的一种固态电解质的制备装置,其特征在于,所述拉杆(9)的端口焊接有拉板(10),所述拉板(10)卡接在所述箱体(1)的侧壁。
10.根据权利要求1-9所述的一种固态电解质的制备方法,其特征在于,包括以下步骤: