2003年Thangadurai等人首次报道了锂离子石榴石型电解质[18],后来人们发现,室温下锂离子石榴石型电解质的立方相的离子电导率比四方晶相高出五个数量级以上[19]。获得立方相的锂离子石榴石型电解质,有几种方法,最常见的是用异戊二烯掺杂石榴石型电解质。而由于Thangadurai在工作中意外使用了氧化铝坩埚,在高温下导致铝的掺杂,称为铝掺杂的石榴石型固体电解质[10]。其次,基于高温固相反应,人们研究了制备石榴石型固体电解质的烧结温度和保温时间。一般来说,烧结温度范围是750℃〜1230℃,保温时间为6〜36h。但R。 Murugan [17]提出高离子电导率的Li7La3Zr2O12可以通过在1230℃下烧结36小时来制备。Y。 Jin[20]和同事发表了一种复合聚合法,在1200℃下烧结6 h,可以得到离子电导率为2×10-4 S·cm-1的Li7La3Zr2O12。后来J。 Goodenough [21]发表了在750℃下8小时直接合成立方相石榴石型固体电解质Li7La3Zr2O12的方法。对于所要求的的立方相的石榴石型的固体电解质,其电导率在室温下发生变化并不奇怪。
获得较高的离子电导率的方法有使用先进的烧结技术(如热压和等离子放电体烧结)和对合成参数的精准控制(例如烧结温度)[22-25]。例如,Y。 Li和他的同事建议,通过控制烧结温度来制备高密度(96%)和导电性良好(7。4×10-4 S·cm-1)的立方相石榴石型电解质。然而,增加电导率的代价就是综合成本的升高。到目前为止,仍然没有可以获得理想的纯立方相和高离子电导率的LLZO的方法。在烧结过程中要获得立方相的石榴石型电解质,除了优化制备工艺,了解反应的机理也同样重要。H。 Buschmann等人证明,当粉末在1130℃烧结12h时,如果其间加入数次研磨的步骤,可以去除诸如La2Zr2O7,LiAlO4的杂质,从而在氧化铝坩埚中获得纯的立方相LLZO。最近,R。Rao [26]发表了他的工作,在200-1000℃的范围内通过对粉末进行原位中子衍射研究LLZO的立方相的生成过程。结果表明,在这个温度范围内,烧结过程受到碳酸盐熔体的形成和分解的强烈影响。然而,掺杂剂和较高的温度对离子电导率并没有影响。因此,设计一种基于常规SSR路线的可靠合成路线很有意义,并且要深入了解不同烧结参数(例如掺杂剂,烧结温度和时间,起始原料等)对产品的影响。
钡钇钨掺杂锆酸镧电解质的表征(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_89110.html