(2) 玻璃态锂离子固体电解质

玻璃态固体与晶态固体相比,在组成上能够有较大的变化,锂离子自由移动的空间大,因而较易得到较高的离子电导率。由于玻璃材料和离子扩散途径基本上都是各向同性的,所以离子经过颗粒界面较为容易,由此可见玻璃态的颗粒界面阻抗很小。玻璃态锂离子固体电解质与晶态锂离子固体电解质相比具有颗粒界面阻抗小,不须进行烧结加工等突出的优点。目前玻璃态锂离子固体电解质主要有氧化物型和硫化物型两种。

氧化物玻璃态电解质以SiO2、B2O3、P2O5等作为网络形成物,同时以Li2O作为网络改性物组成的,氧离子以共价键连接,具有较好的稳定性。但氧化物玻璃态电解质的室温导电率不高,一般可以通过掺杂Se4+、Ti4+、Al3+等高价离子的手段改善网络结构和锂离子的传输环境[17],从而达到提高氧化物玻璃电解质电导率的效果。

硫化物玻璃态电解质使用硫离子取代氧离子,减小了对离子的束缚力,离子通道增大,能够大大提高离子电导率。因为硫离子与氧离子相比有较大的极化能力,如果再往硫化物中掺卤化锂能使离子电导率得到提高。硫化物玻璃电解质的热稳定性较差,可以通过在Li2S2-SiS2中掺杂少量的氧化物提高其热稳定性。Konde等人制备出Li2S-SiS2-Li3PO4体系玻璃在室温下具有10-3S/cm的离子电导率和较宽广的电化学窗,采用这种电解质的锂电池显示出非常优良的循环性能,其充放电容量几乎没有衰减[17]。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-

(3) 类石榴石型锂离子无机固体电解质

2004年Weppner [19]等人首次使用固相合成法制备出具有类石榴石结构的新型锂快离子导体,其通式可以写作Li5La3M2O12(M=Ta、Nb)。这一发现在科学界掀起了一阵狂潮,也受到社会企业的关注,近年来国内外的科研工作者通过不断地研究,在首批类石榴石型锂离子无机固体电解质的基础上通过掺杂方法和制备工艺的改进设计新型的锂离子电解质材料,以寻求常温下有较高离子电导率、较低的电子电导率、与电极材料更相容、具有更高化学稳定性的锂无机固体电解质材料。

石榴石的一般式为A3B2C3O12(A=Ca,Mg,Y,La等;B=Al,Fe,G,Ge等:C=Si,Ge,Al),其中典型代表物质为Ca3Al2Si3O12,是由CO4四面体和BO6八面体的顶角形成的三维骨架结构

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