新型氟磷酸鹽全固態(tài)鈉離子電解質(zhì)的制備及其性能研究.pdf

1、隨著電動(dòng)交通工具的日益發(fā)展，人們對(duì)鋰離子電池的需求迅速增長(zhǎng)，隨之而來(lái)的鋰資源緊缺問(wèn)題愈發(fā)嚴(yán)重。鈉離子電池的原材料資源豐富、成本低廉，已經(jīng)逐漸成為了科研工作者關(guān)注的熱點(diǎn)。鈉離子電解質(zhì)是鈉離子電池中的重要組成部分，目前室溫固態(tài)鈉離子電解質(zhì)的電導(dǎo)率最高為3×10-4 S·cm-1，但是這種電解質(zhì)是一種硫系玻璃陶瓷材料，高純度的硫系化合物成本高昂，化學(xué)性質(zhì)不穩(wěn)定，合成電解質(zhì)的過(guò)程也相對(duì)復(fù)雜。因此，尋找一種成本低廉、電導(dǎo)率高、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定且合成過(guò)

2、程簡(jiǎn)單易行的鈉離子電解質(zhì)材料更有利于全固態(tài)電池的大范圍應(yīng)用。
　　本論文闡述了高溫熔融法制備新型全固態(tài)氟磷酸鹽玻璃的過(guò)程，并采用二次熱處理法控制玻璃基質(zhì)的析晶過(guò)程，形成具有快離子導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的微晶玻璃電解質(zhì)材料，系統(tǒng)研究了材料的理論基礎(chǔ)、制備工藝以及電解質(zhì)材料的性能，具體內(nèi)容如下：
　　1、簡(jiǎn)單介紹了全固態(tài)電池的發(fā)展背景，綜述了全固態(tài)鈉離子電池的機(jī)理以及研究進(jìn)展，重點(diǎn)闡述了全固態(tài)鈉離子電解質(zhì)在鈉離子電池中的應(yīng)用及其優(yōu)缺點(diǎn)，并介紹

3、了固態(tài)電解質(zhì)及液態(tài)電解質(zhì)的離子傳導(dǎo)機(jī)理，最后設(shè)計(jì)了一種新型固態(tài)鈉離子電解質(zhì)并研究了離子傳輸機(jī)理。
　　2、總結(jié)了全固態(tài)鈉離子導(dǎo)電玻璃、微晶玻璃以及相關(guān)晶體電解質(zhì)的制備方法，詳細(xì)的介紹了電解質(zhì)材料的結(jié)構(gòu)測(cè)試、微觀形貌測(cè)試、電化學(xué)性能測(cè)、化學(xué)性能以及熱穩(wěn)定性的測(cè)試步驟。
　　3、詳細(xì)的介紹了Na2O-B2O3-P2O5-ZrO2(NBPZ)玻璃，微晶玻璃以及(Na2O+NaF)-TiO2-B2O3-P2O5-ZrF4(NTBPZ

4、)體系玻璃以及微晶玻璃的選擇機(jī)理。
　　4、通過(guò)二次熱處理方法制備了一種氧化物鈉離子電解質(zhì)材料，主要以Na2O-B2O3-P2O5-ZrO2(NBPZ)體系為玻璃基質(zhì)。通過(guò)控制二次熱處理控制材料析出晶體，進(jìn)而達(dá)到對(duì)材料電性能改進(jìn)。NBPZ玻璃陶瓷的室溫鈉離子電導(dǎo)率可高達(dá)10-5 S·cm-1。
　　5、通過(guò)對(duì)NBPZ體系的改進(jìn)，再次通過(guò)二次熱處理方法制備了一種析晶可控的新型全固態(tài)氟磷酸鹽鈉離子電解質(zhì)材料，主要以(Na2O+N