Li 1.5 Al 0.5 Ge 1.5 (PO 4 ) 3 固态电解质制备与离子输运特性研究

发布时间：2023-09-02 13:20

　　固态电解质作为离子传输层在全固态锂离子电池起着重要作用。NASICON型Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃(LAGP)电解质材料具有高离子电导率,宽电化学窗口和高界面稳定性,被认为最有商用价值的固态电解质之一。因此,深入研究LAGP固态电解质,开发低成本制备方法,制备其薄膜材料,深入研究其离子输运特性,具有重要的科学意义和应用价值。首先以低成本无机锗(GeO₂)作前驱物,分别通过高温固相法和新型溶胶凝胶法在800¹000℃的烧结温度下制备LAGP电解质材料。利用XRD、EDS和TG-DSC分析了煅烧期间样品的结构、成分和物相变化,确定所制材料为纯相LAGP固态电解质。利用SEM、TEM和EIS对LAGP的微观形貌和离子电导率进行了研究,发现材料的晶粒尺寸随着烧结温度的升高而持续增大,但由于过高的烧结温度导致材料内部出现晶粒团聚现象,使得晶粒之间空隙增大,进而导致其离子电导率随烧结温度的升高先增大后减小,且通过高温固相法和溶胶凝...

【文章页数】：57 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 全固态锂离子电池概述
        1.2.1 全固态锂离子电池结构
        1.2.2 全固态锂离子电池工作原理
    1.3 固态电解质概述
        1.3.1 固态电解质应具有的特点
        1.3.2 固态电解质中Li⁺的传导方式
    1.4 无机固态电解质材料分类
        1.4.1 钙钛矿型固态电解质
        1.4.2 NASICON型固态电解质
        1.4.3 石榴石型固态电解质
        1.4.4 LISICON型固态电解质
        1.4.5 薄膜固态电解质
    1.5 LAGP固态电解质的研究现状
    1.6 本论文的研究内容和意义
第2章 实验内容与分析测试方法
    2.1 实验原料及设备
    2.2 表征方法
        2.2.1 X射线衍射分析
        2.2.2 扫描电子显微镜
        2.2.3 透射电子显微镜
        2.2.4 电化学阻抗谱测试
        2.2.5 差示扫描量热法
    2.3 固体电解质材料的制备方法
        2.3.1 高温固相法
        2.3.2 溶胶凝胶法
        2.3.3 射频磁控溅射法
第3章 高温固相法制备LAGP电解质及性能研究
    3.1 LAGP固态电解质物相分析
    3.2 LAGP固态电解质形貌分析
    3.3 LAGP固态电解质离子输运特性分析
    3.4 本章小结
第4章 溶胶凝胶法制备LAGP电解质及性能研究
    4.1 LAGP固态电解质物相分析
    4.2 LAGP固态电解质的形貌分析
    4.3 LAGP固态电解质离子输运特性分析
    4.4 本章小结
第5章 磁控溅射法制备LAGP薄膜及性能研究
    5.1 LAGP靶材XRD分析
    5.2 LAGP固态电解质薄膜物相分析
    5.3 LAGP固态电解质薄膜形貌分析
    5.4 LAGP固态电解质薄膜离子输运特性分析
    5.5 本章小结
第6章 结论
参考文献
致谢
攻读硕士期间发表的学术论文



本文编号：3845275