固体锂离子电池用电解质合成方案之三

固体锂离子电池用电解质合成方案之三合成方法之三：引入氧化物形成玻璃一陶瓷复合电解质高导电品相沉积于玻璃态氧化物锂无机固体电解质中同样可提高其离子电导率，这类电解质材料称为玻璃陶瓷复合电解质：相对于多晶陶瓷材料而言，玻璃陶瓷电解质的加工性更好，易于制成理想的形状和尺寸，结构密实，晶粒边界电阻很小，并具有优良的化学稳定性，也是一类具有发展潜力的锂及锂离子蓄电池用无机固体电解质。有专家通过高温热处理制备了氧化物玻璃一陶瓷电解质Li20一AI2O3-(TiO2orGeO2)-P2O5，并对该玻璃陶瓷和原玻璃体系进行交流阻抗测定，结果表明，玻璃．陶瓷Li20一AI2O3-TiO2-P2O5和Li20一AI2O3-GeO2-P2O5在303K时的离子电导率分别为6．53×10-4S／cm和3．99×10-9S／cm，比原玻璃体系的电导率f分别为1．12×10-8S／cm和5．98×10-9S／cm)分别提高4～5个数量级。另外，有专家对不同热处理参数下制得的Li20一AI2O3-TiO2-P2O5玻璃一陶瓷样品进行SEM表征和交流阻抗测定，在950℃热处理后的样品无孔隙和裂缝，晶粒接触非常紧密，几乎观察不到晶粒界面，其室温离子电导率最大(达1．3×10-3S／cm)，比Li1+XALXTi2-X(PO4)3的电导率(7×10-4S／cm)高1倍，而在1000℃热处理后的样品晶粒继续增大，但在晶粒界面出现一些裂痕，这将堵塞Li+的传输通道，致使电导率有所降低，说明热处理条件也显著影响玻璃一陶瓷电解质的导电性。可以看出，通过以上几种方法均可提高玻璃态氧化物电解质材料的离子电导率，其中以形成玻璃一陶瓷电解质的改善效果最佳、氧化物型玻璃一陶瓷电解质的离子电导率10-4S／cm，几乎与Li3N相等，但是比Li3N更易于制备，并且空气中化学稳定性好。