Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 陶瓷的结构与离子电导研究

发布时间：2023-05-13 12:57

　　丰富的资源储量和优异的性能使得钠电池最适合作为储能电站的基本单元,但因为自身的高工作温度和它的固体电解质β?氧化铝较高的制备难度,钠电池只得到较小的应用。钠快离子导体(NASICON)的合成温度和制备难度相对于β?氧化铝较低,因此,NASICON在钠电池的低温化和应用推广方面将更具优势。NASICON在钠电池中应用的主要困难是,使用过程中它会发生晶型结构的变化,从而导致电池受到损伤。NASICON的晶型结构在合成温度低于1100℃时较为稳定,而传统烧结制备NASICON的温度高于1200℃,因此,需要在改进制备方法方面降低NASICON的合成温度。本文采用了传统烧结、固相一步烧结、热压烧结和玻璃相辅助热压烧结四种方法制备NASICON。通过传统烧结在1250℃制备得到致密且不含杂质的NASICON陶瓷,结合文献分析了传统烧结制备NASICON样品能达到的电导率上限值。研究了固相一步烧结制备NASICON的基本烧结过程和机制,在1000¹250℃制备得到纯度和致密度较高的NASICON,并通过工艺优化后的固相一步烧结制备得到纯度和密度更高的NASICON。使用热压烧...

【文章页数】：55 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 开发可再生能源的意义和困难
    1.2 适合可再生能源的储能电站
    1.3 资源储量对蓄电池在电化学储能电站中应用的影响
        1.3.1 蓄电池在储能上的应用现状
        1.3.2 全球常见蓄电池的电极材料储量和电池总电能储量
        1.3.3 最适合发展为储能电站的蓄电池
    1.4 钠硫电池和斑马电池推广为储能电站的困难
        1.4.1 钠电池应用β"氧化铝为固体电解质的困难
        1.4.2 钠电池应用液体电解质的困难
    1.5 比肩β"氧化铝的钠固体电解质——NASICON
        1.5.1 NASICON的晶型结构与温度的关系
        1.5.2 NASICON晶型结构转变引发的应用困难
        1.5.3 NASICON现有烧结方法的烧结温度
        1.5.4 一种潜在的NASICON制备方法——固相一步烧结
    1.6 本文的研究内容
第二章 原料和实验器材
第三章 常压烧结制备NASICON离子电导的研究
    3.1 传统烧结制备NASICON
        3.1.1 烧结温度对NASICON样品密度的影响
        3.1.2 合成温度对NASICON室温下的晶型结构的影响
        3.1.3 密度变化对样品电导率的影响
    3.2 固相一步烧结制备NASICON
        3.2.1 固相一步烧结的烧结温度对所制备样品的纯度和NASICON室温下的晶型结构的影响
        3.2.2 固相一步烧结中玻璃相组分对样品的密度和微观形貌的影响
        3.2.3 NASICON的晶型结构对电导的影响
    3.3 固相一步烧结的工艺优化
        3.3.1 工艺优化对样品纯度和密度的影响
        3.3.2 工艺优化对样品电导率的影响
    3.4 本章小结
第四章 真空热压烧结制备NASICON离子电导的研究
    4.1 煅烧温度对样品主相和烧结过程的影响
    4.2 真空热压烧结的烧结温度对NASICON样品的纯度和微观形貌的影响
    4.3 烧结温度对NASICON室温下的晶型结构的影响
    4.4 NASICON的晶型结构对电导率的影响
    4.5 本章小结
第五章 结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果



本文编号：3815863