从晶体微观结构特征理解若干种固体电解质中的离子输运物理

发布时间：2025-01-15 21:07

　　无机固体电解质由于具有较好的安全性和电化学稳定性而受到了广泛的关注。然而,现有固体电解质材料较低的离子电导率在一定程度上限制了其发展与应用。因此,发展具有快的离子输运特性的固体电解质对于全固态二次电池的应用至关重要。固体电解质的许多宏观特性本质上是晶体微观结构特征的体现,因此材料的离子输运特性与其晶体结构特征有着紧密的联系。本文运用几何分析结合键价和方法研究了固体电解质Li₃PS₄和Li₁₀GeP₂S₁₂的晶体结构特征以及其离子输运特性。主要研究内容与结果如下:1.系统研究了γ-、β-和α-Li₃PS₄以及Li₁₀GeP₂S₁₂的晶体结构特征。对Li₃PS₄的三种晶体结构进行晶胞变换,使其在统一的坐标基矢框架下表示,并对三种空间群结构特征进行了系统的分析和比较。基于Li₃PS₄的骨架P...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 二次离子电池简介
    1.2 锂离子电池工作原理及研究现状
    1.3 无机固体电解质
        1.3.1 无机固体电解质概述
        1.3.2 NASICON结构电解质
        1.3.3 LISICON结构电解质
        1.3.4 Perovskite型电解质
        1.3.5 Garnet型电解质
    1.4 硫化物电解质
    1.5 论文研究内容、目的及意义
第二章 理论方法和原理
    2.1 晶体的结构
        2.1.1 晶体结构简介
        2.1.2 晶体的对称元素
        2.1.3 对称操作的运算
        2.1.4 晶体结构的基本类型
    2.2 密堆积理论
    2.3 几何分析
    2.4 键价和方法
第三章 Li₃PS₄和Li₁₀GeP₂S₁₂ 的晶体结构特征分析
    3.1 研究背景
    3.2 Li₃PS₄ 的晶体结构特征
        3.2.1 Li₃PS₄ 的晶体结构
        3.2.2 Li₃PS₄ 所有空间群结构的晶胞变换
        3.2.3 Li₃PS₄ 的骨架四面体排列特征
    3.3 Li₁₀GeP₂S₁₂ 的晶体结构特征
        3.3.1 Li₁₀GeP₂S₁₂ 的晶体结构
        3.3.2 Li₁₀GeP₂S₁₂ 的晶胞变换
        3.3.3 Li₁₀GeP₂S₁₂ 的骨架阴离子排列特征
    3.4 本章小结
第四章 骨架四面体排列对离子输运的影响的探索研究
    4.1 研究背景
    4.2 Li₃PS₄ 不同相之间的结构变换
    4.3 Li₃PS₄ 的晶体结构-输运性能关系
        4.3.1 晶体结构对Li位的影响
        4.3.2 晶体结构对Li离子输运的影响
    4.4 本章小结
第五章 骨架阴离子排列对离子输运的影响的探索研究
    5.1 研究背景
    5.2 Li₁₀GP₂S₁₂ 的晶体结构-输运性能关系
    5.3 骨架阴离子呈BCC排列特征的固体电解质
        5.3.1 阴离子排列分析
        5.3.2 程序以及算法
        5.3.3 结果与讨论
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
结构匹配程序源代码
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文
作者在攻读硕士学位期间所参与的项目
致谢



本文编号：4027847