钙钛矿型固态电解质Na 3x La 2/3-x ZrO 3 的制备与性能研究
发布时间：2021-01-10 12:36
全固态电池以耐高温、耐冲击、无泄漏、不易燃烧等高安全特性引起人们的关注,在新能源、智能电网、储能电站等领域展现潜在应用的前景。钠离子电池以钠资源的丰富和低成本被认为是锂离子电池的最佳替代者,相应的全固态钠离子电池也正引起人们的关注。固态电解质是全固态电池的核心部件,固态电解质的性能直接决定全固态电池的应用。本论文在钙钛矿结构ABO3型锂离子固态电解质Li0.33La0.55TiO3的基础之上,通过简单的元素替换用Na元素替换Li,用化学更稳定的Zr元素替换易还原的Ti,利用固相反应合成了钙钛矿结构钠离子固态电解质Na0.33La0.55ZrO3。通过进一步的元素替换和掺杂提升材料的离子电导率,合成了三种钙钛矿结构的钠离子固态电解质。通过物理表征结合电化学测试,详细研究了材料组成、晶体结构及微观形貌对其离子电导率的影响。主要研究结果如下:（1）采用传统固相法制备Na3xLa2/3-xZrO
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.2层状钙钛矿结构的LLTO的晶体结构图；粉色，绿色，蓝色的小球分别代表Li+,La3+,Ti4+，红色椭球代表O2-；蓝色框代表TiO6正八面体[42]
南京航空航天大学硕士学位论文积一层金属或金属氧化物，添加干燥聚合物，或者薄层凝胶电解液混合）作为夹层，凝胶电解质具有结构柔软，离子电导率高，润固-固界面接触性差的问题[43, 51-56]。hangadurai 第一次报道了锂离子富锂石榴石结构的 Li5La3M2O12(M物进行了广泛的研究，得到了相同的电导率（10-6Scm-1）,展示了。进一步的研究也向我们揭示了晶体结构，电子电导率，离子电过这些，科学家正试图获得更高更好的材料，来应用于全电池上，每个化学通式中通常包含 5 到 7 个 Li，称为多锂（富锂），这四面体位点，剩余的锂占据石榴石结构中的八面体位点。
图 1.4 (a) (b) Li10GeP2S12的晶体结构图及参与传输的 Li+; (c) Li+的传输路径锂氮氧化物导体(LIPON)PON 是由 Bates 等在氮气气氛下采用射频磁控溅射 Li3PO4靶的方法制备得到的该材料室温离子电导率为 2.3( 0.7) 10-6Scm-1，电子电导率低于 10-14Scm-1，率，具有较宽的电化学稳定窗口(5.5 V)，目前主要应用是作为固态电N/LiCoO2和 Li/LiPON/V2O5全固态薄膜锂电池。通过对 LiPON 的分析，Li3PiPON，在性能上产生了巨大的变化，主要是由于 N 的加入增加了网状结构。L-Li3PO4结构，活化能 Ea=0.54eV。在溅射 Li3PO4靶形成 LiPON 薄膜的过程中 Li3PO4结构中桥键(—O—) 或非桥键( O )氧，形成氮的二共价键(—N=)或三构。LiPON 薄膜离子电导率的增大归于 LiPON 薄膜的非晶态结构与 N 的含量，离子电导率越大。LiPON (Li2.88PO3.73N0.14) 对金属锂稳定，但是其电导率仍需前只能部分应用于薄膜电池中[59]。PON 薄膜主要是在高纯 N2、He + N2或 Ar + N2气氛中射频磁控溅射 Li3PO4靶术突出的优点是能够获得大面积、表面均匀的薄膜，但缺点是沉积速率较小，
【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子固体电解质材料研究进展[J]. 刘丽露,戚兴国,邵元骏,潘都,白莹,胡勇胜,李泓,陈立泉. 储能科学与技术. 2017(05)
[2]全固态锂离子电池的研究及产业化前景[J]. 刘晋,徐俊毅,林月,李劼,赖延清,袁长福,张锦,朱凯. 化学学报. 2013(06)
[3]无机固态锂离子电解质的研究进展[J]. 朱永明,任雪峰,李宁. 化学通报. 2010(12)
硕士论文
[1]NASICON结构固态电解质Na3Zr2Si2PO12的制备与改性[D]. 章志珍.浙江理工大学 2013
本文编号：2968718
【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图1.2层状钙钛矿结构的LLTO的晶体结构图；粉色，绿色，蓝色的小球分别代表Li+,La3+,Ti4+，红色椭球代表O2-；蓝色框代表TiO6正八面体[42]
南京航空航天大学硕士学位论文积一层金属或金属氧化物，添加干燥聚合物，或者薄层凝胶电解液混合）作为夹层，凝胶电解质具有结构柔软，离子电导率高，润固-固界面接触性差的问题[43, 51-56]。hangadurai 第一次报道了锂离子富锂石榴石结构的 Li5La3M2O12(M物进行了广泛的研究，得到了相同的电导率（10-6Scm-1）,展示了。进一步的研究也向我们揭示了晶体结构，电子电导率，离子电过这些，科学家正试图获得更高更好的材料，来应用于全电池上，每个化学通式中通常包含 5 到 7 个 Li，称为多锂（富锂），这四面体位点，剩余的锂占据石榴石结构中的八面体位点。
图 1.4 (a) (b) Li10GeP2S12的晶体结构图及参与传输的 Li+; (c) Li+的传输路径锂氮氧化物导体(LIPON)PON 是由 Bates 等在氮气气氛下采用射频磁控溅射 Li3PO4靶的方法制备得到的该材料室温离子电导率为 2.3( 0.7) 10-6Scm-1，电子电导率低于 10-14Scm-1，率，具有较宽的电化学稳定窗口(5.5 V)，目前主要应用是作为固态电N/LiCoO2和 Li/LiPON/V2O5全固态薄膜锂电池。通过对 LiPON 的分析，Li3PiPON，在性能上产生了巨大的变化，主要是由于 N 的加入增加了网状结构。L-Li3PO4结构，活化能 Ea=0.54eV。在溅射 Li3PO4靶形成 LiPON 薄膜的过程中 Li3PO4结构中桥键(—O—) 或非桥键( O )氧，形成氮的二共价键(—N=)或三构。LiPON 薄膜离子电导率的增大归于 LiPON 薄膜的非晶态结构与 N 的含量，离子电导率越大。LiPON (Li2.88PO3.73N0.14) 对金属锂稳定，但是其电导率仍需前只能部分应用于薄膜电池中[59]。PON 薄膜主要是在高纯 N2、He + N2或 Ar + N2气氛中射频磁控溅射 Li3PO4靶术突出的优点是能够获得大面积、表面均匀的薄膜，但缺点是沉积速率较小，
【参考文献】：
期刊论文
[1]钠离子固体电解质材料研究进展[J]. 刘丽露,戚兴国,邵元骏,潘都,白莹,胡勇胜,李泓,陈立泉. 储能科学与技术. 2017(05)
[2]全固态锂离子电池的研究及产业化前景[J]. 刘晋,徐俊毅,林月,李劼,赖延清,袁长福,张锦,朱凯. 化学学报. 2013(06)
[3]无机固态锂离子电解质的研究进展[J]. 朱永明,任雪峰,李宁. 化学通报. 2010(12)
硕士论文
[1]NASICON结构固态电解质Na3Zr2Si2PO12的制备与改性[D]. 章志珍.浙江理工大学 2013
本文编号：2968718
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/cailiaohuaxuelunwen/2968718.html
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