2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、鋰離子電池因為其工作電壓、能量密度、能量效率高以及自放電低等優(yōu)勢吸引了大量研究者的注意。目前鋰離子電池廣泛使用的是有機電解液,但是有機電解液易燃,安全性能差制約了大功率電動汽車用鋰離子電池的發(fā)展。固體電解質(zhì)是一類重要的功能材料,因其安全、室溫電導率高且電化學穩(wěn)定性好的優(yōu)點受到了廣泛關注。
  有文獻報道了一類鈣鈦礦型 Li2x-ySr1-xTayZr1-yO3固體電解質(zhì)體系,性能較好。本文通過 Hf取代 Zr固相法合成鈣鈦礦型 L

2、i2x-ySr1-xTayHf1-yO3固體電解質(zhì),其中化學式為Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3的樣品在鋰過量為20wt%的情況下,900℃預燒12h,壓片1300℃保溫10h性能最好,室溫電導率?Li=3.8×10-4S·cm-1,激活能為0.36eV。SPS燒結能夠進一步提高Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3樣品的室溫電導率至4.38×10-4S·cm-1。
  在固體電解質(zhì)中加入燒結助劑有利于提高材

3、料的致密度。Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)樣品分別加入2wt%硼酸鋰和氟化鋰能夠提高樣品致密度,加入之后樣品的室溫電導率分別為2.69×10-4S·cm-1和3.32×10-4S·cm-1。以氟化鋰為F-離子源,F(xiàn)-離子部分取代 O2-離子晶格位置,對 Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)進行 F-離子摻雜,摻雜后的Li3/8Sr7/16TayHf1-yO3-xFx固體電解質(zhì),當x=0.05

4、時,樣品Li3/8Sr7/16Ta0.7Hf0.3O2.95F0.05具有最高的密度,室溫電導率為3.14×10-4S·cm-1,激活能降低至0.31eV。
  固體電解質(zhì)與金屬鋰之間是否電化學穩(wěn)定直接影響其在電池中的應用。本文中,當Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)與金屬鋰接觸20min之后,會由白色變成黑色,XPS光譜分析用于分析Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)與金屬鋰接觸面的氧化

5、物形態(tài),結果顯示Ta會與金屬鋰發(fā)生反應,所以Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)與金屬鋰之間不能直接接觸。Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)與商業(yè)化的有機電解液之間性能穩(wěn)定,經(jīng)過12天之后,樣品室溫下總的電導率為1.7×10-4S·cm-1,界面電導率為3.3×10-4 S·cm-1。Li3/8Sr7/16Ta3/4Hf1/4O3固體電解質(zhì)在1.4V以下電壓不穩(wěn)定,但是在1.4-4.5V電壓范圍

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