钠离子电池Na3Zr2Si2PO12陶瓷电解质的喷雾干燥法制备及性能优化

作者：李榅凯; 赵宁^*; 毕志杰; 郭向欣^*

来源：无机材料学报, 2022, 37(02): 189-196.

• 固体电解质
• 喷雾干燥法
• 致密度
• 离子电导率
• Na3Zr2Si2PO12

目前钠离子电池采用的有机电解液存在易燃易爆等安全隐患,迫切需要开发高性能的固体电解质材料。其中NASICON型Na3Zr2Si2PO12电解质具有宽电化学窗口、高机械强度、对空气稳定、高离子电导率等优点,应用前景广阔。但已有研究的陶瓷生坯由于黏结剂包覆不均匀导致生坯内部气孔较多,难以烧成高致密、高离子电导的陶瓷电解质。本研究采用喷雾干燥法,在Na3Zr2Si2PO12颗粒表面均匀包覆黏结剂的同时对颗粒进行球形造粒,实现颗粒接近正态分布的粒度级配,从而有效提高了颗粒间接触、降低了陶瓷坯体的孔隙率。制备的Na3Zr2Si2PO12陶瓷电解质的致密度达到97.5%,室温离子电导率达到6.96×10–4 S·cm–1,远高于常规方法的致密度(88.1%)和离子电导率(4.94×10–4 S·cm–1)。

• 单位
  青岛大学