玻璃-陶瓷复合电解质可提高其离子电导率

来源:钜大LARGE    2011-06-20 20:17:00    点击量:0

高导电晶相沉积于玻璃态氧化物锂无机固体电解质中同样可提高其离子电导率,这类电解质材料称为玻璃-陶瓷复合电解质。相对于多晶陶瓷材料而言,玻璃—陶瓷电解质的加工性更好,易于制成理想的形状和尺寸,结构密实,晶粒边界电阻很小,并具有优良的化学稳定性,也是一类具有发展潜力的锂及锂离子电池用无机固体电解质。ChOWdari等通过高温热处理制备了氧化物玻璃—陶瓷电解质Li20-A1203-(Ti02或Ge02)-P2Os,并对该玻璃—陶瓷和原玻璃体系进行交流阻抗测定,结果表明,玻璃—陶瓷Li20-A120s-Ti02-P20s和Li20-A1203-GeOz-P20s在303K时的离子电导率分别为6.53X10-4S/cm和3.99X10-4S/cm,比原玻璃体系的电导率(分别为1.12X10-8S/cm和5.98X10-4S/cm)分别提高4~5个数量级。另外,Fu等对不同热处理制度下制得的Li20-A1203-Ti02-P20s玻璃—陶瓷样品进行SEM表征和交流阻抗测定,发现于950℃热处理后的样品无孔隙和裂缝,晶粒接触非常紧密,几乎观察不到晶粒界面,其室温离子电导率最大(达1.3X10-3S/CITl),比Lil+Al3(POq)s的电导率(7X10-4S/cm)高1倍,而在1000℃热处理后的样品晶粒继续增大,但在晶粒界面出现一些裂痕,这将堵塞Li+的传输通道,致使电导率有所降低。说明热处理条件也显著影响玻璃—陶瓷电解质的导电性。列出了一些玻璃态氧化物锂无机固体电解质的离子电导率。由表可见,通过以上几种方法均可提高玻璃态氧化物电解质材料的离子电导率,其中以形成玻璃—陶瓷电解质的改善效果最佳。氧化物型玻璃—陶瓷电解质的离子电导率大于10-4S/cm,几乎与Li3N相等,但是比LisN更易于制备,并且在空气中化学稳定性好。