LiTaSiO5固态电解质的制备及其掺杂改性研究

来源 :江西理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sunning1002
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
商用化锂离子电池中的有机电解液伴随着易燃、易爆和腐蚀性强的缺陷,极易引发安全事故,采用固态电解质替代有机电解液有望彻底解决这个问题。因此,设计和开发兼具性能和安全的固态电解质材料成为研究热点。近年来,通过高通量理论计算发现Li Ta Si O5(LTSO)固态电解质具有离子电导率高、电化学性能稳定和电化学窗口宽等优点,具备潜在的应用前景。但是,目前实验中制备的该固态电解质离子电导率远低于理论值且易析出不导电相,极大的限制了其发展和应用。针对上述问题,本论文通过不同合成方法、工艺优化和离子掺杂,重点研究影响其离子电导率的主要因素,期望提高LTSO固态电解质的离子导电性能。主要研究工作如下:(1)采用熔融淬冷法制备了Li1+xTa1-xZrxSi O5锂离子导电玻璃,并通过对玻璃控制析晶工艺,得到主晶相为Li Ta Si O5的玻璃陶瓷材料,采用X射线衍射、红外光谱、电子扫描和交流阻抗等技术手段研究了Zr4+含量变化对玻璃成型、析晶工艺、结构和性能的影响。研究结果表明一定含量的Zr4+能够促进玻璃析晶并抑制Li1+xTa1-xZrxSi O5相分解,活化晶格,提高玻璃陶瓷的离子电导率。当x=0.1时,将1620°C温度下熔制的Li1+xTa1-xZrxSi O5锂离子导电玻璃在980°C下结晶化处理10 h,可得到主晶相为Li Ta Si O5的玻璃陶瓷,其离子电导率为8.40×10-6 S/cm,相较于纯玻璃相结构,电导率提升了2个数量级。(2)采用固相合成法制备了Li1.1Ta0.9Zr0.1Si O5(LTZSO)固态电解质,探究烧结工艺对LTZSO电解质理化性能的影响,结果表明,适当提高烧结温度和保温时间可以促进Li Ta O3向Li Ta Si O5转化,当烧结温度为1190℃,保温时间为30 h时,LTZSO电解质离子电导率达到4.32×10-5 S/cm,相对密度87.63%,扩散激活能为0.223 e V。(3)采用Li F掺杂LTZSO,相同工艺条件下合成Li1.1Ta0.9Zr0.1Si O5-xwt%Li F(LTZSO-xwt%Li F)固态电解质。研究结果表明,Li F的加入能促进LTZSO颗粒的均匀化,增大LTZSO的晶格参数并提高陶瓷电解质的致密度。当x=0.4时,LTZSO-0.4 wt%Li F电解质的相对密度达90.81%,总离子电导率为8.31×10-5 S/cm,扩散激活能为0.203 e V。(4)研究了Y3+离子掺杂对Li1.1Ta0.9Zr0.1Si O5电解质材料的微观相组成结构和离子电导率的影响。结果表明,Y3+离子掺杂在界面产生液相有效降低了电解质的烧结温度,促进空位的迁移,显著降低电解质样品孔隙率,提高样品致密度,同时改善界面析出相Li Ta O3的离子电导率,降低样品的晶粒和界面阻抗。当x=0.01时,得到电解质的相对密度达92%,室温下总离子电导率为1.11×10-4 S/cm,扩散激活能为0.145 e V。
其他文献
目的:1.通过系统检索、评价及整合机械通气新生儿气道内吸引的证据,为临床新生儿气道管理提供循证依据。2.将最佳证据引入机械通气新生儿气道内吸引的管理中,为临床护士在执行新生儿气道内吸引操作时提供客观依据及标准流程,以期提高护士最佳证据应用的认识和依从性,降低气道内吸引不良反应的发生率,从而减少机械通气时间和平均住院时间,促进患者健康恢复,提高临床护理质量。方法:1.计算机检索Up To Date、
针对高体分铝基碳化硅精密钻削加工技术难题,利用普通超声振动钻削(UVD)和超声振动啄式钻削(UVPD)两种工艺,通过均匀试验设计,对高体分铝基碳化硅套料钻削的内孔表面质量的变化规律及产生原因进行了深入的直观分析和回归分析。结果表明:高体分铝基碳化硅套料钻削时,内孔表面缺陷表现为SiC颗粒拔出、SiC颗粒破裂、Al基体塑性变形三种形式;采用UVD能够获得比普通钻削更好的内孔质量,而采用UVPD的表面
时频的聚集性是评判信号分析方法效果的主要因素,传统的分析方法已经不能满足时频聚集性要求,因而提出一种高分辨率的分析方法-同步压缩小波变换(Synchrosqueezing Wavelet Transform, SWT)。该方法在频率方向上把小波系数重新挤压和排列,不仅提升时频的分辨率,而且还能实现信号重构。将此方法应用于分析锚杆质量检测数据,与传统的EEMD方法对比表明,SWT能够较为准确地描述信
铝合金模板一般被用于建筑的标准层施工,地下室高度、跨度和施工荷载都比一般的标准层大,由于缺乏在地下室使用铝模的项目,铝模体系在上述部位应用的安全性有待验证。通过对层高4.5m、跨度8.2m、楼面板设计荷载14.0705kN/m~2的铝模体系进行荷载试验,测定了梁板底部模板的位移、立杆的轴力和立杆的插销孔压力,观察了试验对象各部位的变形和稳定性情况。通过对测量和观察结果的分析,主要结论如下:在设计荷
近年来,随着人居环境建设力度的增强,我国对郊野公园的建设越来越重视,郊野公园在一定程度上有效的缓解了城镇化建设带来的环境效益不足等问题。郊野公园是城市绿地系统的重要组成部分,其自然资源丰厚,景色独特,极富野趣,生态保育、科普教育、限制城市扩张的功能突出,为城市郊区生态建设提供了可持续发展的契机,同时为城市居民缓解精神焦虑提供了自然疗养室。因此打造节约可持续、地域特色明显,具有休闲游憩、康体娱乐、科
铝基碳化硅(SiCp/Al)是一种在航空航天、电子器件、光学工程等领域广泛应用的金属基复合材料,当其中碳化硅体积分数大于50%时常被称为高体分铝基碳化硅。高体分铝基碳化硅具有更高的脆性和硬度,加工过程中经常导致崩边、脆性断裂、亚表面损伤等边缘和表面缺陷,因此高体分铝基碳化硅精密加工已成为难加工材料切削领域的研究热点。针对上述问题,本课题围绕高体分铝基碳化硅超声振动钻削的缺陷形成、损伤特征、质量控制
针对传统Buck-Boost均衡电路在电池数量增多时,会造成均衡时间长,效率低等问题,提出了一种改进Buck-Boost的分层均衡电路拓扑结构。该均衡电路在组内电池与电池或电池组与电池组之间采用双向Buck-Boost均衡器,利用电感储存和传递能量,在组间两电池包之间采用外加外部电源的反激式变压器进行不同程度的充电来达到均衡。以电池的荷电状态(SOC)作为均衡变量,在MATLAB/Simulink
<正>一、课例背景让学生领悟数学思想方法的前提在于激发学生的深度思维[1].教师应该把握时机,诱发深度学习、促进学生素养发展[2].指向深度学习的中考"微专题"便呼之欲出,它是指在教师的引领下,针对某一具体知识点,从基本概念、基本原理、基本规律或基本图形入手,通过对知识的内化、构建、迁移、整合和运用,能全身性积极参与、获得发展的有意义的"小切口"学习过程.它是触及数学知识底部和本质,探查数学知识间
期刊
以博智林某项目铝合金模板BP接头为研究对象,建立了BP接头有限元模型,并对其进行了静力学分析,得到结构的刚度及应力,找出了影响结构的薄弱环节。基于Optistruct脱模约束函数的BP接头拓扑优化,根据优化结果对BP接头进行重新建模及仿真分析,并进行了试验验证。结果表明,在保证刚度和强度在合理的范围内,该结构重量降低了18.8%,且为BP接头设计提供了一套合理的计算方法。