1。3钙钛矿类固体电解质的制备与现状

1。3。1ABO型钙钛矿氧化物的研究现状及展望

1。3。2 溶胶-凝胶合成法

1。4 研究目的与意义

目前，商业化锂离子电池普遍采用有机液态电解质，即由电解质锂盐和有机溶剂构成，其低燃点、低闪点和漏液等问题带来了很大的安全隐患；而部分产业化的聚合物电解质存在低温性能和大功率输出能力不佳的问题，因此，电解质材料的不断优化和发展成为锂离子电池应用推广的关键之一；无机晶态固态电解质具有耐高低温性能和不易燃性，组成的全固态锂离子电池具有极高的安全性、适中的离子电导率和宽的电化学稳定窗口[8]。无机晶态固体电解质包括钙钛矿型、钠快离子导体(NASICON)、锂快离子导体(LISICON)、硫代–锂快离子导体(thio-LISICON)和石榴石型，进一步提高离子电导率是这类材料实用化的关键问题，受到了广泛的关注。很多研究者通过元素替换和异价元素掺杂的方式，改善材料结构(即载流子导电扩散通道)或增加导电载流子浓度，来提高无机晶态固体电解的离子电导率，以影响固体电解质材料离子电导率的主要因素为重点，着重讨论无机晶态固体电解质应用于锂离子电池的导电机理以及提高离子电导率的原则与方法，并且对固体电解质合成工艺及其与电极材料匹配制备全固态锂离子电池的问题进行探讨[9]。

以前的研究表明，元素掺杂是稳定立方相以及提高陶瓷样品的致密度的有效手段，这些掺杂剂不仅可以替代相应的元素在晶格位置也可以通过在晶界处形成的低熔点相驱逐孔，使立方颗粒之间的良好的连接。除了这些掺杂剂中，钨也是公知的陶瓷的致密化参杂物。此外，钨（一般为钨六价）代替Ti4+（锆）加入LLTWO锂的空缺，这可以增强离子导电性[10]。很少有钨参杂的报告。钨参杂物在晶界的离子电导率电性改善尚不明确。对于固态电池电解液LLTO的适宜性审核是缺乏。我们通过阻抗谱进行了调查，在LLTO参杂钨的电解质和晶界传导性能。

针对ABO型钙钛矿结构材料，A位与B位的阳离子被掺杂时，可方便地被不同阳离子置换的特性，对LLTO材料进行了不同的离子半径及价态的离子掺杂工作以进一步提高这种材料的离子总电导率和电化学性能。通常认为，在ABO型钙钛矿复合氧化物中，A位金属起到稳定性结构的作用，而B位金属为活性位，也有通过对A位进行掺杂来调变B位的价态或直接对B位进行掺杂改性[11]。 其中绝大多数的改性工作均采用 A位离子置换，本课题也对A位Sr掺杂进行掺杂的基础上进行B位掺杂；对影响钙钦矿结构材料LLTO离子电导率的有关物理机制的了解。我们将采用适量低价的W(Al)对B位的Ti进行置换，旨在研究B位异价离子置换对LLTO离子电导率的影响，进一步揭示影响钙钦矿结构材料LLTO中离子电导率的有关因素，以提高该材料的离子电导率和电化学性能。

第二章  实验材料的制备及性能测试

2。1 实验原料

表2。1 实验主要原料及部分溶剂

Table 2。1 the main raw material for the experiment and part of the solvent

原料名称 化学式 相对分子质量g/mol

钛酸正四丁脂 C16H36O4Ti 340。36g/mol

乙酸锂 C2H3O2Li·H2O 102。02g/mol

硝酸镧 La(NO3)2·6H2O 433。01g/mol

一水合柠檬酸