制备β-氧化铝陶瓷膜的方法 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN101462868A

(43)申请公布日2009.06.24

(21)申请号CN200910044892.4

(22)申请日2009.01.05

(71)申请人中国科学院上海硅酸盐研究所

地址200050上海市定西路1295号

(72)发明人温兆银李宁徐小刚吴相伟林久顾中华徐孝和刘宇张敬超

(74)专利代理机构

代理人

(51)Int.CI

C04B35/10

C04B35/632

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

制备β－氧化铝陶瓷膜的方法

(57)摘要

本发明涉及一种制备β－氧化铝陶

瓷膜的方法，具体涉及一种流延法制备β

－Al

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1、制备β-氧化铝陶瓷膜的方法，包括下述步骤：

(1)在β-氧化铝原料粉体中加入溶剂、分散剂、粘结剂和塑性剂，通过球磨获得均

匀的浆料；

取三乙醇胺或磷酸酯作为分散剂；

选用乙醇、丙醇、丁酮、三氯乙烯或其任意二者组成的共沸溶液作为溶剂；

聚乙烯醇缩丁醛(PVB)作为粘结剂；

聚乙二醇或邻苯二甲酸二丁酯作为塑性剂；

浆料的固含量范围控制在18～30vol％；

(2)采用流延方法，将浆料流延在平面基体上，干燥后剥离获得生坯带；

(3)将生坯带经过预烧和烧结后获得β-氧化铝陶瓷膜。

2、按权利要求1所述的制备β-氧化铝陶瓷膜的方法，其特征在于，分散剂的添加

量为粉体的0.5wt.％～2wt.％；粘结剂添加量为粉体为4wt.％～9wt.％；粘结剂：

塑性剂的重量比范围为1:1～1:3。

Claim3、按权利要求1或2所述的制备β-氧化铝陶瓷膜的方法，其特征在于，β-

氧化铝原料粉体中加入稳定剂为含锂或者镁元素的氧化物、铝酸盐、碳酸盐、硝酸

盐、草酸盐等，稳定剂的含量为0.05wt.％～2wt.％。

Claim4、按权利要求1或2或3所述的制备β-氧化铝陶瓷膜的方法，其特征在

于，预烧条件为700～1000℃预烧1～3h。

Claim5、按权利要求1或2或3所述的制备β-氧化铝陶瓷膜的方法，其特征在

于，烧结条件为1570～1650℃烧结3min～5h。

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备β-氧化铝陶瓷膜的方法，具体涉及一种流延法制备β-

AlSub2/SubOSub3/Sub陶瓷膜，属于离子导电陶瓷材料领域。

技术背景

β-AlSub2/SubOSub3/Sub固体电解质具有较高的Na离子导电率，是钠硫

电池以及多种电化学装置中的关键材料。β-AlSub2/SubOSub3/Sub作为电

解质陶瓷要求其具有高的电导率、高密度、高强度以及均匀的显微结构。

目前β-AlSub2/SubOSub3/Sub固体电解质陶瓷的制备工艺过程可概括为：

合成—制浆—干燥—等静压成型—烧成。得到的陶瓷管厚度通常为1.5～2mm。而

要研究出一种比beta-AlSub2/SubOSub3/Sub具有更高的电导率的新型材

料在短期内是很难实现的。因此，希望通过减少电解质陶瓷的厚度来降低电解质陶

瓷的阻抗，相当于从另一个角度上提高电解质的导电率。

膜的制备有很多种方法。物理气相沉积等方法可以精确控制厚度，得到的膜很致密，

但是设备复杂，生产成本高，生产周期长，不能满足大规模生产应用的要求。流延

成型是一种典型的带状生坯、二维结构薄片或板的成型方法，该方法具有设备简单，

工艺稳定，可连续操作，生产效率高，可实现高度自动化等优点，广泛应用于素坯

膜的制备。

发明内容

本发明的目的在于使用粘结剂、塑性剂、分散剂等有机添加剂制备良好的流变性能

的浆料，并通过流延成型获得具有一定的强度和柔韧性的β-