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，還必須有較高的離子電導率與較低的電子電導率。鋰鑭鈦氧（LLTO）薄膜電解質(zhì)，具有較高的離子電導率，但其電子電導率也很高，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)點在于具有較低的電子電導率。本文綜合LLTO與LLZO薄膜電解質(zhì)的優(yōu)點，對LLTO薄膜電解質(zhì)進行改進，

2、在保證其擁有較高的離子電導率的同時，具有較低的電子電導率，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，要求其離子電導率與電子電導率相差4個數(shù)量級以上。
　　本文主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）用固相燒結(jié)法制備鋰鑭鈦氧（Li0.33La0.56TiO3）與鋰鑭鋯氧（Li7La3Zr2O12）粉末，分別對兩者添加過量的 Li來補償高溫燒結(jié)過程中的損失。通過將粉末燒結(jié)成陶瓷片，測試其離子電導率與電子電導率，得出制備

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

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