铝掺杂LiTi 2 （PO 4 ） 3 固态电解质的制备及性能研究

发布时间：2021-04-29 15:57

　　固态电解质LiTi2（PO4）3（LTP）相比传统的液态电解质具有安全性高、成本低、化学稳定性强等优点,受到了人们的广泛关注。本文针对固态电解质材料制备过程中易出现致密度不高、锂缺失等问题,分别通过掺杂改性、优化热处理工艺、探索最佳配锂量等方法来提高固态电解质的电化学性能,主要研究内容和结果如下:（1）对LTP固态电解质材料进行铝掺杂改性。合成了Li1+xAlxTi2-x（PO4）3（x=0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5）固态电解质,研究了铝掺杂改性对LTP固态电解质的影响。掺Al3+量 x=0.3时制备的Li1.3Al0.3Ti1.7（PO4）3（LATP）综合性能最优,离子电导率为3.69× 10-5 S/cm,样品内部结构和离子迁移通道尺寸得到有效改善。（2）优化了LATP固态电解质热处理工艺中的晶化温度和预合成温度。晶化温度为800℃时样品致密化程度较好,离子电导率为6.01×10-5S/cm,相比900℃时提升了62.87%。预合成温度为420℃时样品结晶性得到改善,形貌最好,离子电导率为1.01×10-4S/cm,相比350℃时提升了68.05%。（3）研究了配锂... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 锂离子电池简述
        1.2.1 锂离子电池的工作原理
        1.2.2 锂离子电池的优点
        1.2.3 锂离子电池存在问题及解决方案
    1.3 固态电解质种类及研究现状
        1.3.1 硫化物体系
        1.3.2 NASICON型结构体系
        1.3.3 钙钛矿型结构体系
        1.3.4 LISICON型结构体系
        1.3.5 石榴石型结构体系
    1.4 NASICON型结构LiTi_2(PO_4)_3(LTP)体系材料研究现状
    1.5 论文选题目的与研究内容
2 实验方案
    2.1 实验原料
    2.2 实验仪器
    2.3 材料制备方法
        2.3.1 不同掺Al~(3+)量固态电解质的制备工艺
        2.3.2 不同热处理温度固态电解质的制备工艺
        2.3.3 不同配锂量固态电解质的制备工艺
        2.3.4 固态电解质烧结片的制备工艺
        2.3.5 正极材料的制备工艺
    2.4 材料的表征及性能测试
        2.4.1 材料表征
        2.4.2 性能测试
3 LTP固态电解质的元素掺杂改性研究
    3.1 引言
    3.2 LTP固态电解质的Al~(3+)掺杂改性研究
        3.2.1 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质结构的影响
        3.2.2 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质形貌的影响
        3.2.3 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质致密度的影响
        3.2.4 Al~(3+)掺杂改性对LTP固态电解质交流阻抗的影响
    3.3 本章小结
4 LATP固态电解质的热处理工艺研究
    4.1 引言
    4.2 LATP固态电解质的晶化温度研究
        4.2.1 晶化温度对LATP固态电解质结构的影响
        4.2.2 晶化温度对LATP固态电解质形貌的影响
        4.2.3 晶化温度对LATP固态电解质致密度的影响
        4.2.4 晶化温度对LATP固态电解质交流阻抗的影响
    4.3 LATP固态电解质的预合成温度研究
        4.3.1 预合成温度对LATP固态电解质结构的影响
        4.3.2 预合成温度对LATP固态电解质形貌的影响
        4.3.3 预合成温度对LATP固态电解质致密度的影响
        4.3.4 预合成温度对LATP固态电解质交流阻抗的影响
    4.4 本章小结
5 配锂量对LATP固态电解质性能的影响
    5.1 引言
    5.2 不同配锂量合成LATP固态电解质的性能表征
        5.2.1 配锂量对LATP固态电解质结构的影响
        5.2.2 配锂量对LATP固态电解质形貌的影响
        5.2.3 配锂量对LATP固态电解质致密度的影响
        5.2.4 配锂量对LATP固态电解质交流阻抗的影响
    5.3 本章小结
6 固态电解质对LiNi_(0.5)Co_(0.2)Mn_(0.3)O_2(NCM)正极材料的改性研究
    6.1 引言
    6.2 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3对NCM正极材料的改性研究
        6.2.1 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料结构的影响
        6.2.2 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料形貌的影响
        6.2.3 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料电化学性能的影响
        6.2.4 Li_(1.45)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3掺杂对NCM正极材料交流阻抗的影响
    6.3 本章小结
7 结论
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3167756