冷烧结工艺制备石榴石固态电解质及其性能

作者：张颖; 杨迪; 张军战; 刘安栋

来源：精细化工, 2020, 37(09): 1890-1895.

DOI：10.13550/j.jxhg.20200204

• 冷烧结工艺
• 石榴石固态电解质
• 离子电导率
• 热处理
• 体积密度
• 有机电化学与工业

以LiNO3、Al(NO3)3·9H2O、La(NO3)3·6H2O、Zr O(NO3)2·5H2O为原料,采用溶胶-凝胶法制备了Li5.95Al0.35La3Zr2O12粉体,随后加入聚乙烯醇(PVA)水溶液作为液相介质,通过冷烧结工艺制备了Li5.95Al0.35La3Zr2O12石榴石固态电解质。冷烧结工艺后采用后续热处理改善离子传导性能。采用质量体积法和电化学阻抗谱对Li5.95Al0.35La3Zr2O12石榴石固态电解质的体积密度和离子电导率进行了测试,采用XRD与SEM进行晶体结构与形貌表征。结果表明,冷烧结时间和压力对样品的晶体结构几乎没有影响。冷烧结时间过长会导致样品开裂,在15～30min时,冷烧结时间对样品的体积密度和离子电导率影响不大,在烧结时间较短的样品中发现了杂相。提高冷烧结压力可明显提高样品的体积密度和离子电导率,在200℃、510 MPa、30 min的冷烧结条件下可以获得具有较高离子电导率(2.66×10–6S/cm)的Li5.95Al0.35La3Zr2O12石榴石固态电解质,其晶界电阻较小。但继续增加冷烧结压力,导致热处理过程中第二相的分解和晶粒生长受到抑制,样品的体积密度和离子电导率反而下降。

• 单位
  西安建筑科技大学