Ta、Ba共掺杂石榴石型Li7La3Zr2O12电解质的制备及性能研究

作者：申奥; 周嘉诚; 谢殿臣; 江雪; 马树成; 罗亚历^*

来源：硅酸盐通报, 2022, 41(09): 3279-3287.

DOI：10.16552/j.cnki.issn1001-1625.2022.09.025

• 固体电解质
• 石榴石
• Li7La3Zr2O12
• 掺杂
• 致密度
• 电导率

传统锂离子电池采用有机电解液体系，能量密度难以进一步提升，同时存在一定的安全隐患。采用无机固体电解质构建全固态锂电池，在提高电池能量密度同时可兼顾安全性问题。在众多无机固体电解质中，Li7La3Zr2O12(LLZO)石榴石电解质具有离子电导率高、与金属锂接触稳定等优势，成为受人关注的材料。为了进一步提高该材料的导电性，采用固相法合成Ta、Ba共掺杂LLZO(Li7-x+yLa3-yBayZr2-xTaxO12)电解质，采用X射线衍射、扫描电子显微镜和电化学阻抗法分析样品的物相结构、微观形貌及离子电导率。结果表明，Ta5+掺杂能够稳定立方相结构，Ba2+作为掺杂剂和烧结剂，促进晶粒生长和陶瓷致密化，从而降低总电阻。其中，Li6.45La2.95Ba0.05Zr1.4Ta0.6O12样品在室温下的总电导率为1.07×10-3 S·cm-1,活化能为0.378 eV。Ta5+/Ba2+共掺杂有利于制备高致密度和高电导率的石榴石型电解质材料。

• 单位
  徐州工程学院