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中国陶瓷2025年第11期:Hf-Nb复合掺杂增强LATP固态电解质离子电导率

来源:期刊VIP网 时间:


作者:赵林君;王菲;高科;袁柯;雷辉;

单位:南昌职业大学工程技术学院;江西制造职业技术学院机械工程学院;

摘要:Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_4)_3(LATP)固态电解质因具有离子电导率高、成本低、在空气中稳定性好等优点成为很有前途的储能固态电解质材料,但与液态电解质相比其离子电导率仍需要很大的提升才可满足实际应用。试验采取固相法将2/3HfO_2-1/3Nb_2O_5(Hf-Nb)以1 wt%、2 wt%、3 wt%、4 wt%的外掺量加入LATP中,研究了Hf~(4+)和Nb~(5+)对LATP固态电解质结构和性能的影响。结果表明,在850℃下烧结7 h后制备样品的主衍射峰均为具有R-3c空间群的NASICON型结构。随着Hf-Nb的加入,Ti—O键的振动峰和透射峰均发生了红移,有利于锂离子的传导,对晶粒电导率有积极作用。此外,通过控制杂相LiTiPO_5的产生,减小杂相对离子电导率的影响同时获得较高的致密度。当Hf-Nb添加量为2 wt%时,其体积密度ρ、总离子电导率σ_(tot)与电导活化能E_a均达到最佳:σ_(tot)=0.63 mS/cm,ρ=2.88 g/cm~3,E_a=0.26 eV。

关键词:固态电解质;;LATP;;复合掺杂Hf-Nb;;离子电导率;;活化能

基金资助:江西省教育厅科技项目(GJJ214710)