全固態(tài)薄膜電解質(zhì)鋰鑭鈦氧的制備與性能研究.pdf

1、薄膜電解質(zhì)，是全固態(tài)薄膜鋰離子電池的重要組成部分，要求具有穩(wěn)定性的同時(shí)，還必須有較高的離子電導(dǎo)率與較低的電子電導(dǎo)率。鋰鑭鈦氧（LLTO）薄膜電解質(zhì)，具有較高的離子電導(dǎo)率，但其電子電導(dǎo)率也很高，難以作為全固態(tài)鋰離子電池的薄膜電解質(zhì)材料使用。而鋰鑭鋯氧（LLZO）薄膜電解質(zhì)，由于其離子電導(dǎo)率較低，同樣不適合作為薄膜電解質(zhì)材料使用，但是，其優(yōu)點(diǎn)在于具有較低的電子電導(dǎo)率。本文綜合LLTO與LLZO薄膜電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)LLTO薄膜電解質(zhì)進(jìn)行改進(jìn)，

2、在保證其擁有較高的離子電導(dǎo)率的同時(shí)，具有較低的電子電導(dǎo)率，使其能作為性能良好的薄膜電解質(zhì)材料使用。合格的薄膜電解質(zhì)材料，要求其離子電導(dǎo)率與電子電導(dǎo)率相差4個(gè)數(shù)量級(jí)以上。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）用固相燒結(jié)法制備鋰鑭鈦氧（Li0.33La0.56TiO3）與鋰鑭鋯氧（Li7La3Zr2O12）粉末，分別對(duì)兩者添加過(guò)量的 Li來(lái)補(bǔ)償高溫?zé)Y(jié)過(guò)程中的損失。通過(guò)將粉末燒結(jié)成陶瓷片，測(cè)試其離子電導(dǎo)率與電子電導(dǎo)率，得出制備

3、粉末的最佳工藝。鋰鑭鈦氧（Li0.33La0.56TiO3）粉末在 Li過(guò)量10％的時(shí)候性能最好，離子電導(dǎo)率最高，達(dá)到4.82×10?5 Scm-1，電子電導(dǎo)率最低，為6.88×10-7 Scm-1；對(duì)于鋰鑭鋯氧（Li7La3Zr2O12）粉末，則是Li過(guò)量20%的時(shí)候性能最佳，離子電導(dǎo)率為5.65×10-7 Scm-1，電子電導(dǎo)率為5.88×10-10 Scm-1；
　?。?）粉末靶材具有制備容易，壽命長(zhǎng)等特點(diǎn),本文首次使用鋰鑭

4、鈦氧（Li0.33La0.56TiO3）與鋰鑭鋯氧（Li7La3Zr2O12）粉末靶材進(jìn)行磁控濺射沉積薄膜。以粉末靶材為濺射源，并對(duì)濺射功率與熱處理工藝對(duì)薄膜性能的影響規(guī)律進(jìn)行了研究，制備出性能較好的LLTO與LLZO無(wú)定形薄膜電解質(zhì)。其中LLTO薄膜電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率為3.68×10?6 Scm-1，電子電導(dǎo)率為4.21×10?7 Scm-1；而LLZO薄膜電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率與電子電導(dǎo)率分別為6.38×10?7 Scm-1和2.82×