Li2O-Al2O3-GeO2-P2O5微晶玻璃的微观结构和离子电导率

采用传统熔体冷却法制备了Li3-xAl2-xGex(PO4)3(x=1.1~1.9)体系玻璃,并通过热处理工艺获得了高电导率的微晶玻璃。通过XRD、TEM和交流阻抗等测试方法,研究了该系微晶玻璃的物相组成、微观形貌和锂离子电导率。结果表明:该系统微晶玻璃析出导电主晶相为LiGe2(PO4)3,杂质相为AlPO4和GeO2。当x=1.5时,由于导电主晶相LiGe2(PO4)3晶粒充分长大、分布均匀,所制备微晶玻璃的室温锂离子电导率最高(5.72×10-4 S.cm-1),可以满足全固态锂离子电池对电解质高室温电导率的要求。     

NASICON结构的锂离子导电微晶玻璃结构与电导率

通过对LixAlx-1Ge3-x(PO4)3(x=1.1～1.9)锂离子导电玻璃的差示量热扫描(DSC)数据,结合XRD及其Rietveld精修、FESEM和交流阻抗等测试方法,研究了该系微晶玻璃的物相组成、主晶相晶胞参数变化情况、微观结构形貌、锂离子电导率和电化学窗口等。结果表明:LixAlx-1Ge3-x(PO4)3(x=1.1～1.9)锂离子导电微晶玻璃析出导电主晶相为LiGe2(PO4)3。当x=1.5时,由于导电主晶相LiGe2(PO4)3晶粒充分长大、分布均匀,晶界清晰,LAGP导电微晶玻璃的室温电导率最高(可达5.3×10-4 S.cm-1),电化学窗口为7.2V,可以满足全固态锂离子电池对电解质高室温电导率和宽电化学窗口的应用要求。     

CaF_2微晶玻璃的一步法制备及Eu~(3+)离子探针特性

以组成为n(SiO_2)∶n(Al2O3)∶n(CaO)∶n(CaF_2)∶n(NaF)∶n(B_2O_3)=40∶20∶10∶10∶15∶5的微晶发光玻璃为基质,采用一步析晶法制备了CaF_2析晶相.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱仪(EDS)和荧光分光光度计等对样品结构、组成及光谱性能进行分析,探讨了Eu3+掺杂浓度和析晶温度对微晶玻璃发光性能的影响.实验结果表明,在850℃下处理可获得分布均匀、粒径尺寸为200 nm的CaF_2析晶相,微晶玻璃的发光强度是基质玻璃的1.7倍.微晶玻璃的发射光谱在590,614,652和700 nm出现发射峰,分别对应Eu3+的5D0-7FJ(J=1,2,3,4)跃迁.通过对5D0-7F1和5D0-7F2跃迁强度的分析以及Judd-Ofelt理论参数Ω2值的计算可知Eu3+周围晶体场在析晶前后对称性发生变化.机理分析表明,析晶处理后Eu3+从高声子能量的Si-O环境进入低声子能量的Ca-F环境中,说明Eu3+可作为荧光探针研究微晶玻璃晶体结构的变化.     

MgO或Fe2O3掺杂Ce0.8Nd0.2O1.9固体电解质的结构和电性能

采用溶胶-凝胶法合成SiO2含量为0.05%(w,质量分数)的Ce0.8Nd0.2O1.9(NDC)粉体(NDCSi).分别将0-2.0%(x,摩尔分数)的MgO或FeO1.5添加到NDCSi粉体中,经10MPa压片后于1300°C烧结6h.采用X射线衍射(XRD)、拉曼(Raman)光谱和场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)对样品进行结构表征.采用交流(AC)阻抗谱测试样品导电性能.结果表明:所有样品均呈现单一立方萤石结构.MgO或Fe2O3掺杂于NDCSi体系,均可提高材料的致密度,降低烧结温度,提高材料的晶界电导率和总电导率.掺杂MgO或Fe2O3样品的相对密度(>93%)高于NDC或NDCSi(约86%),有效促进了样品致密化.掺杂Fe2O3或MgO的样品(NDCSi+0N.D5FCeSOi样1.5或品总ND电C导Si率+2(.10.M1×g1O0)-具3S有·c最m高-1)电的导5.7率和,525.60倍°C.M时g总O电或导Fe率2O分3掺别杂是于6.N3D×C10S-i3样或品2.对9×晶10界-3电S·导c率m-的1,是影响比晶粒电导率更明显.MgO或Fe2O3掺杂于NDCSi均具有烧结助剂和晶界清除剂的双重作用,但清除杂质SiO2的机制不同.     

梳状高分子固体电解质的离子导电性研究

深入研究了交替马来酸酐共聚物多缩乙二醇酯（ＣＰ３５０）两种锂盐络合物ＣＰ３５０／ＬｉＡｓＦ＿６和ＣＰ３５０／ＬｉＰＦ＿６的离子传导性能,给出了与复阻抗谱相对应的等效电路．离子电导率随［Ｌｉ］／［ＥＯ］的变化而出现一极大值,室温下,两体系电导率极大值分别为１．３８×１０（－４）,８．３２×１０（－５）Ｓ／ｃｍ．电导率随温度升高而增加．导电行为呈非－Ａｒｒｈｅｎｉｕｓ特征．阴阳离子半径之和（ｒ＿ｃ＋ｒ＿ａ）愈大,离子电导率愈高．     

分散第二相Al_2O_3对高分子固体电解质电性能的影响

于固体电解质PEO＿NaSCN络合物中加入Al2O3绝缘体作为第二相,分别研究了Al2O3的粒径,含量对该固体电解质电性能的影响.发现当Al2O3的粒径小于1μm时,离子电导率比纯的固体电解质的电导率高,大于1μm时,则比纯样品的低,即临界粒径约为1μm.当Al2O3的含量达到约25%时,电导率达到极大值.此外,样品的高频极化和低频极化也随Al2O3的粒径的增大而越显著.     

Ce0.8Nd0.2O1.9-La0.95Sr0.05Ga0.9Mg0.1O3-δ固体复合电解质的结构和电性能

采用溶胶-凝胶法分别制备La_0.95Sr_0.05Ga_0.9Mg_0.1O_3-δ (LSGM)和Ce_0.8Nd_0.2O_1.9 (NDC)电解质,并在NDC溶胶中加入0-15% (w,质量分数)的LSGM预烧粉体制得NDC-LSGM复合电解质,研究不同质量比复合电解质的结构和电性能. 采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)和X能量色散谱仪(EDS)对样品进行结构表征,交流(AC)阻抗谱测试样品导电性能. 结果表明：NDC-LSGM复合体系主要由立方萤石结构相、钙钛矿结构相和杂质相组成;LSGM的添加可促进晶粒的生长,产生大量相界面,清除或降低SiO₂有害影响,明显提高晶界导电性;LSGM质量分数为10%的样品NL10 具有最高晶界电导率和总电导率,400 ℃时NL10 的晶界电导率σ_gb和总电导率σ_t分别为12.15×10^-4和3.49×10^-4 S·cm^-1,与NDC的σ_gb (1.41×10^-4 S·cm^-1)和σ_t (1.20×10^-4 S·cm^-1)相比分别提高了7.62和1.91倍,总电导率的提高主要归因于晶界电导率的影响.     

纳米Al2O3填充的PVDF-HFP复合电解质的导电性

用真空蒸发法制备了不同配方的PVDF-HFP复合电解质膜,通过交流阻抗测试,优选出机械和电化学性能较好的PVDF-HFP复合电解质的工艺参数,m(纳米Al₂O₃)∶m(增塑剂DBP)∶m(PVDF-HFP)=10∶45∶45.用丙酮抽提制得的PVDF-HFP聚合物膜中的增塑剂,再于1mol/LLiPF₆/DEC-EC(体积比1∶1)的液态电解质中浸渍,浸渍后聚合物膜的电导率达到10-3S/cm数量级.     

脂肪族聚酯与高氯酸锂络合物的结构与导电性

本文通过酯交换反应合成了一系列脂肪族聚丁二酸酯,对他们的结构和性能作了表征。发现聚酯存在多晶现象,其熔点有奇偶性变化规律。探索了由此系列聚酯与高氯酸锂形成的固体电解质的结构和离子导电性。无机盐的加入提高了电解质的玻璃化温度但降低了聚酯的熔点及结晶度。聚酯电解质的晶体类似于聚酯,其无机盐主要溶解于聚酯的无定形区域。聚酯系列电解质的导电率也有偶奇效应,与熔点变化相反;熔点高的电解质导电率低,熔点低的电解质导电率高。电解质的导电率随温度改变而变化,在室温下电解质的导电率可达10~(-6)s/cm。高分子链上侧基的引入将大大降低电解质的导电性。     

阻抗虚部计算聚合物电解质电导率

用交流阻抗法研究了（PEO1）10LiClO4-Al2O3和（PEO2）16LiClO4－碳酸乙烯酯（EC）两种复合物电解质体系的电导率，给出了等效电路和各拟合元件的物理意义。当阻抗谱图发生严重变形时，提出一种比较简单的计算聚合物电解质电导率的方法－－阻抗虚部最大值法。     

Solid vitreous inorganic electrolytes in Li<Subscript>2</Subscript>O-LiF-P<Subscript>2</Subscript>O<Subscript>5</Subscript> system for rechargeable lithium power sources: Ionic conductivity and activation energy

The effect of chemical composition to ionic conductivity and activation energy of vitreous solid electrolytes (SE) based on Li₂O-P₂O₅-LiF system (Li₂O ≥ 45.4 mol %) was detected. The temperature effect to conductivity and activation energy was studied. An original technology was designed to prepare vitreous SEs in Li₂O-P₂O₅-LiF system containing up to 20 mol % LiF and characterized with ionic conductivity up to 4.4 × 10^?7 S cm^?1 (24°C) and activation energy about 0.567 eV. The synthesized materials are characterized with high X-ray amorphism and technological performance.     

Al2O3掺杂的复合聚合物电解质室温电导研究

1973年 Wright等[1] 首先报道了 PEO-Li+ 盐的固态聚电解质体系 ,我们从 90年代开始研究物质在聚合物电解质中的传输机理及固 -固界面动力学等问题 [2～ 4 ] .由于聚合物电解质易成膜 ,在制备高能密度全固态电池和光电化学器件等方面具有广泛的应用前景 .目前研究的聚电解质主要为通过加入金属盐而具有导电性的聚合物材料 .PEO具有良好的机械性能和化学稳定性 ,从而成为研究最为广泛的高分子材料 .金属盐溶于 PEO后 ,易形成晶态复合物 ,其电导率仅为 1 0 - 7～ 1 0 - 8S/cm,与应用中所要求的 1 0 - 3 S/cm相差甚远 .因此 ,如何提高 PE…     

Sol-gel derived (LiCl)2-Al2O3-SiO2 thin film solid electrolyte

(LiCl)₂-Al₂O₃-SiO₂ thin film solid electrolyte was prepared by a sol-gel process with a spin coating technique. The thin film was studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and ac impedance. The ionic conductivity of the solid electrolyte film is comparable to that of the bulk xerogel. The highest conductivity measured by ac impedance is 2.5×10^–4 S·cm^–1 at 300°C with E_a=0.75 eV.     

纳米LaF3块体材料常温离子电导率的研究

采用水溶液直接沉淀法成功制备了LaF3纳米粉体.用透射电子显微镜(TEM)观察了粒子形貌及粒度,粒子呈球形,粒径范围在10～20 nm之间,粉体单分散性良好.用X射线衍射(XRD)分析得到的平均粒径16.7 nm.采用真空高压固结法在真空度10-4 Pa条件下常温加压至1 GPa制备了纳米LaF3块体材料.采用交流阻抗谱研究了纳米LaF3的室温离子电导率,发现纳米LaF3的室温离子电导率(10-5 S·cm-1)和单晶LaF3的室温离子电导率(10-6 S·cm-1)相比有明显提高.观察到由于纳米材料的弛豫引起电导率随测试次数增大的现象.