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Ba、Ga共掺杂对石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12显微组织及电导率的影响
被引量：
4
1
作者
董大彰
赵梦媛
+3 位作者
解昊
边凌峰
杨星
孟彬
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期1-6,共6页
采用固相法合成了Ba与Ga共掺杂的Li7La3Zr2O12(LLZO)石榴石型固态电解质粉末,再结合常压烧结制备了Ba、Ga共掺杂LLZO样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗法对样品的物相结构、微观形貌、成分分布及电导率进行了表征。结...
采用固相法合成了Ba与Ga共掺杂的Li7La3Zr2O12(LLZO)石榴石型固态电解质粉末,再结合常压烧结制备了Ba、Ga共掺杂LLZO样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗法对样品的物相结构、微观形貌、成分分布及电导率进行了表征。结果表明,在烧结温度1100℃下得到了立方相的LLZO固态电解质。当Ga的含量在LLZO化学式中为0.15,Ba掺杂量从0增加至0.15(Ga 0.15 Bax-Li 6.55+x La3-xZr2O 12,x=0~0.15)时,LLZO样品的平均晶粒尺寸从14μm下降到4μm,30℃时晶界电导率由1.54×10^-5 S·cm^-1提升到2.22×10^-4 S·cm^-1。Ba作为一种烧结剂,改善了材料的烧结性能,降低了材料的平均晶粒尺寸,使晶粒与晶粒连接得更紧密。Li 6.7 Ga0.15La2.85Ba0.15Zr2O12样品在30℃下的总电导率为2.11×10^-4 S·cm^-1,远高于单独掺杂Ga时Li6.55Ga0.15La3Zr2O12样品的总电导率(σ=1.40×10^-5 S·cm^-1),由此可见,Ba、Ga共掺杂极大地提高了LLZO的锂离子电导率。
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关键词
Li7La3Zr2O12
石榴石型固态电解质
元素掺杂
电导率
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职称材料
石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固态锂金属电池的界面问题研究进展
被引量：
4
2
作者
张赛赛
赵海雷
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期863-871,共9页
固态锂金属电池具有高能量密度、高安全性、宽工作温度范围、长服役寿命等优势,是下一代锂电池体系的重要发展方向之一。作为典型的氧化物固态电解质,Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)具有锂离子电导率高、电化学窗口较宽、机械强度高和...
固态锂金属电池具有高能量密度、高安全性、宽工作温度范围、长服役寿命等优势,是下一代锂电池体系的重要发展方向之一。作为典型的氧化物固态电解质,Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)具有锂离子电导率高、电化学窗口较宽、机械强度高和热稳定性好等优点,因此LLZO固态锂金属电池受到业界的广泛关注。但是,LLZO固态锂金属电池还存在锂枝晶穿透固态电解质生长造成电池短路、电解质/电极界面电阻过高等问题,影响其实际应用。这些问题与LLZO的显微结构特征、正极材料与LLZO的化学和电化学相容性、正极与电解质的界面结合性、金属锂负极对LLZO的浸润性等因素有关。本文总结了以上问题的解决策略。对于正极侧,通过活性颗粒表面包覆、三维固态电解质界面构筑、柔性聚合物或凝胶电解质中间层引入、正极活性颗粒与柔性或黏性离子传导材料复合等手段,可改善正极与LLZO的相容性,并降低正极界面电阻。对于负极界面,消除LLZO电解质表面碳酸锂、引入反应活性或柔性中间层、调控金属锂负极组成等方法,可改善锂对LLZO的浸润性,降低负极界面电阻。最后,本文对未来研究和发展方向给出了建议。
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关键词
Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)
石榴石型固态电解质
固态
电池
电化学窗口
界面
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职称材料
题名
Ba、Ga共掺杂对石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12显微组织及电导率的影响
被引量：
4
1
作者
董大彰
赵梦媛
解昊
边凌峰
杨星
孟彬
机构
昆明理工大学材料科学与工程学院
出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第4期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金(51462018)
云南省大学生创新创业训练计划项目(201710674203)~~
文摘
采用固相法合成了Ba与Ga共掺杂的Li7La3Zr2O12(LLZO)石榴石型固态电解质粉末,再结合常压烧结制备了Ba、Ga共掺杂LLZO样品。采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗法对样品的物相结构、微观形貌、成分分布及电导率进行了表征。结果表明,在烧结温度1100℃下得到了立方相的LLZO固态电解质。当Ga的含量在LLZO化学式中为0.15,Ba掺杂量从0增加至0.15(Ga 0.15 Bax-Li 6.55+x La3-xZr2O 12,x=0~0.15)时,LLZO样品的平均晶粒尺寸从14μm下降到4μm,30℃时晶界电导率由1.54×10^-5 S·cm^-1提升到2.22×10^-4 S·cm^-1。Ba作为一种烧结剂,改善了材料的烧结性能,降低了材料的平均晶粒尺寸,使晶粒与晶粒连接得更紧密。Li 6.7 Ga0.15La2.85Ba0.15Zr2O12样品在30℃下的总电导率为2.11×10^-4 S·cm^-1,远高于单独掺杂Ga时Li6.55Ga0.15La3Zr2O12样品的总电导率(σ=1.40×10^-5 S·cm^-1),由此可见,Ba、Ga共掺杂极大地提高了LLZO的锂离子电导率。
关键词
Li7La3Zr2O12
石榴石型固态电解质
元素掺杂
电导率
Keywords
Li7La3Zr2O12
garnet-type solid state electrolyte
elemental doping
electrical conductivity
分类号
TB34 [一般工业技术—材料科学与工程]
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职称材料
题名
石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固态锂金属电池的界面问题研究进展
被引量：
4
2
作者
张赛赛
赵海雷
机构
北京科技大学材料科学与工程学院
新能源材料与技术北京市重点实验室
出处
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021年第3期863-871,共9页
基金
国家自然科学基金项目(51634003,52074023)
国家重点研发计划项目(2018YFB0905600)。
文摘
固态锂金属电池具有高能量密度、高安全性、宽工作温度范围、长服役寿命等优势,是下一代锂电池体系的重要发展方向之一。作为典型的氧化物固态电解质,Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)具有锂离子电导率高、电化学窗口较宽、机械强度高和热稳定性好等优点,因此LLZO固态锂金属电池受到业界的广泛关注。但是,LLZO固态锂金属电池还存在锂枝晶穿透固态电解质生长造成电池短路、电解质/电极界面电阻过高等问题,影响其实际应用。这些问题与LLZO的显微结构特征、正极材料与LLZO的化学和电化学相容性、正极与电解质的界面结合性、金属锂负极对LLZO的浸润性等因素有关。本文总结了以上问题的解决策略。对于正极侧,通过活性颗粒表面包覆、三维固态电解质界面构筑、柔性聚合物或凝胶电解质中间层引入、正极活性颗粒与柔性或黏性离子传导材料复合等手段,可改善正极与LLZO的相容性,并降低正极界面电阻。对于负极界面,消除LLZO电解质表面碳酸锂、引入反应活性或柔性中间层、调控金属锂负极组成等方法,可改善锂对LLZO的浸润性,降低负极界面电阻。最后,本文对未来研究和发展方向给出了建议。
关键词
Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)
石榴石型固态电解质
固态
电池
电化学窗口
界面
Keywords
Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)
garnet-type solid electrolyte
solid-state battery
electrochemical window
interfaces
分类号
TM911 [电气工程—电力电子与电力传动]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
Ba、Ga共掺杂对石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12显微组织及电导率的影响
董大彰
赵梦媛
解昊
边凌峰
杨星
孟彬
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
4
在线阅读
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职称材料
2
石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固态锂金属电池的界面问题研究进展
张赛赛
赵海雷
《储能科学与技术》
CAS
CSCD
北大核心
2021
4
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职称材料
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