可充電鋰離子電池是便攜式電子工具常用的高效儲能裝置,但是其內(nèi)部使用的液體電解質(zhì)存在安全隱患。用固態(tài)電解質(zhì)代替液體電解質(zhì)有望徹底解決其安全問題。固體電解質(zhì)具有許多優(yōu)點,但與液體電解質(zhì)相比,它們離子電導(dǎo)率較低。因此制備具有高鋰離子電導(dǎo)率的固體電解質(zhì)材料具有重要意義。本文通過傳統(tǒng)固相法制備了Sb-Fe雙摻雜和Sb-Al雙摻雜的Li₇La₃Zr₂O₁₂電解質(zhì)。通過X射線衍射(XRD)、阻抗譜、掃描電子顯微鏡(SEM)和Raman等表征手段研究了雙摻雜對Li₇La₃Zr₂O₁₂結(jié)構(gòu)和電導(dǎo)率的影響。具體研究內(nèi)容如下:第一部分,采用固相法于900℃保溫6h合成Li_6.925-3xFe_xLa₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂(x=0-0.2)粉體。優(yōu)化找到陶瓷的最佳燒結(jié)條件為1190℃保溫6h。在...

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 鋰離子電池簡介
    1.3 鋰離子電池中電解質(zhì)的類型和目前存在的問題
        1.3.1 液體電解質(zhì)
        1.3.2 凝膠有機聚合物電解質(zhì)
        1.3.3 固態(tài)有機電解質(zhì)
        1.3.4 固態(tài)無機電解質(zhì)
        1.3.5 類石榴石型電解質(zhì)
    1.4 Li₇La₃Zr₂O₁₂前驅(qū)體粉末的不同制備方法對其性能的影響
        1.4.1 傳統(tǒng)固相法
        1.4.2 液相法
    1.5 燒結(jié)工藝對Li₇La₃Zr₂O₁₂樣品的影響
        1.5.1 燒結(jié)助劑
        1.5.2 氣氛燒結(jié)
        1.5.3 熱壓燒結(jié)
        1.5.4 微波輔助法
        1.5.5 等離子燒結(jié)
    1.6 元素摻雜對Li₇La₃Z₂O₁₂樣品的影響
        1.6.1 高價元素摻雜
        1.6.2 低價元素摻雜
        1.6.3 等價元素摻雜和雙摻雜
    1.7 本論文研究目標和內(nèi)容
第二章 制備工藝與表征方法
    2.1 實驗藥品
    2.2 實驗器材
    2.3 石榴石型電解質(zhì)的制備與燒結(jié)過程
    2.4 石榴石型電解質(zhì)的表征方法
        2.4.1 X射線衍射
        2.4.2 拉曼光譜測試
        2.4.3 密度測試
        2.4.4 掃描電子顯微鏡分析
        2.4.5 交流阻抗的測試
        2.4.6 電解質(zhì)激活能的計算
第三章 銻鐵雙摻雜Li₇La₃Zr₂O₁₂的制備與性能研究
    3.1 固相法制備Li_6.925-3xFe_xLa₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂體系的結(jié)果與討論
        3.1.1 前驅(qū)體粉末反應(yīng)次數(shù)對LLZO材料的影響
        3.1.2 Fe摻雜的含量對Li_6.925-3xFe_xLa₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂結(jié)構(gòu)與性能的影響
        3.1.3 燒結(jié)溫度對Li_6.475Fe_0.15La₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂結(jié)構(gòu)與性能的影響
        3.1.4 燒結(jié)時間對Li_6.475Fe_0.15La₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂結(jié)構(gòu)與性能的影響
    3.2 Li_6.925-3xFe_xLa₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂體系在最佳制備條件下的分析討論
        3.2.1 物相分析
        3.2.2 顯微結(jié)構(gòu)分析
        3.2.4 樣品導(dǎo)電性能
    3.3 本章小結(jié)
第四章 銻鋁雙摻雜Li₇La₃Zr₂O₁₂的制備及性能研究
    4.1固相法制備Li_6.925-3xAl_xLa₃Zr_1.925Sb_0.075O12

    4.2 Li_6.925-3xAl_xLa₃Zr_1.925Sb_0.075O₁₂體系在最佳制備條件下的分析討論
        4.2.1 物相分析
        4.2.3 拉曼結(jié)果討論分析
        4.2.4 顯微結(jié)構(gòu)分析
        4.2.5 相對密度和收縮率結(jié)果討論
        4.2.6 樣品離子導(dǎo)電性能
    4.3 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
碩士攻讀期間發(fā)表的論文



本文編號：3813209

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