具有NASICON结构的导锂陶瓷电解质

来源:钜大LARGE    2011-06-19 10:57:00    点击量:0

NASICON(NaSuperlonicConductor)结构的锂陶瓷电解质具有较高的离子电导率,30~C时可达lXl0-5S/cm[103,其母体为NaZrzP:Olz。组成可用通式M(A2B:012)表示,M、A、B分别代表单价、四价和五价阳离子,由于M(A2B:Olz)中的M位置可以是Ag+、Kf、Na+或Li+,A位置可被多种金属阳离子(如Ti、Ge、Zr、Hf、V、Sc等)占据,BO厂聚阴离子可以是P、Si或Mo等,并且A、B位置的离子可被其它金属离子部分取代,因此,具有NASICON结构的化合物种类繁多,组成多变。这种结构中的阴离子骨架[A2Bs012]—由A06八面体和B04四面体共用顶角组成,每个A06八面体连接6个B04四面体,每个B04四面体连接4个A06八面体,M十可位于两种不同的间隙位置,分别称之为M工和MⅡ。如图8—l所示L33~38],每个M工位于2个A06八面体之间,与6个氧键合,并被6个MⅡ包围,而MⅡ处于导电通道的拐弯处,与8个氧键合。M工位的势能较MⅡ低,故在化学计量比为M(AzBsOlz)的NASICON结构中,M工位全部被M十占满,而MⅡ位未被占据c,9)。这种电解质中的M+迁移是通过缺陷跃迁完成的。在NASICON结构中,M十的迁移路径有两种:一种是通过M工MⅡ瓶颈的MI—MⅡ跃迁,该瓶颈是由3个氧原子组成的等腰三角形;另一种是通过MⅡMⅡ瓶颈的MⅡ一MⅡ跃迁,每个MⅡ周围有两组4MⅡ(邻近4个MⅡ为一组),由于其中一组4MⅡ含有一个可阻止M跃迁的氧原子,因此从一给定的MⅡ位只有一组4M口可跃迁。价键研究表明,NASIC()N结构中两种离子迁移路径均对导电性有贡献。