纳米快离子导体的研究进展

评述了纳米快离子导体的制备方法和离子导电性能的研究进展及有待进一步研究的问题。     

无机快离子导体材料的制备方法

系统地介绍快离子导体材料的制备方法及其进展，评论固相反应法、共沉淀法、溶胶－凝胶法、水热合成法、蒸发溶剂法等各咱方法的优点及存在问题和应用范围等。     

Li1+2x+yAlxNdyTi2-x-ySixP3-xO12系统的锂快离子导体研究

Ｌｉ１＋２ｘ＋ｙＡｌｘＮｄｙＴｉ２－ｘ－ｙＳｉｘＰ３－ｘＯ１２锂快离子导体可以用精选的天然高岭石Ａｌ４「Ｓｉ４Ｏ１０」（ＯＨ）８为起始原料，经与Ｌｉ２Ｃｏ３、ＴｉＯ２、ＮＨ４Ｈ２ＰＯ４进行高温（８００－１０００℃固相反应约２０ｈ而制得，一个空间群属于Ｒ３Ｃ的固溶体导电相可在ｙ＝０．５，ｘ≤０．３和ｙ＝１．０，ｘ≤０．４的组成范围内发现，该盯具有较好的电导性较低的活化能，起始组成ｙ＝１．０，ｘ＝０．     

锂快离子导体Li1+2x+yAlxYbyTi2-x-ySixP3-xO12系统的研究

以LiTi     

LaGaO3基氧离子导体的研究进展

综述了8年来LaGaO3基氧离子导体的发展，分析了掺杂对LaGaO3结构及导电性能的影响，总结了合成方法、应用，指出了存在的问题及解决问题的途径。     

矿物钠快离子导体Na1+3x+yAlxNdyTi2-x-ySi2xP3-2xO12合成与表征

Na1 3x yAlxNdyTi2-x-ySi2xP3-2xO12钠快离子导体(以下简称Al-Nd-Nasicon)可以用精选的天然叶腊石A12[Si4O10](OH)2为起始原料与其它化合物,经过高温(900～1100℃)固相反应约15h制得.在y=0.3,x≤0.3和y=0.5,x≤0.2的组成范围内可得到具有Nasicon的三方结构空间群属于R3C的固溶体.该相具有较高的电导率,其中起始组成y=0.3,x=0.1的合成物在350℃时电导率为1.80×10-2S/cm.     

锂快离子导体Li1+2x+2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12系统的研究

以LiTi2(PO4)3为基以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应(～900℃)制得了一系列新的锂快离子导体材料Li1+2x+ 2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO1 2(以下简称Ti-Mg-Lisicon).系统的合成温度随x和y值的增大而降低.应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明x=0.1,y=0.1的合成物的室温电导率最好为1.01×10-4S/cm,而400℃时x=0.1,y=0.3的合成物的电导率最大,为2.53×10-2S/cm.XRD分析结果表明在x=0.1,y≤0.8;x=0.2,y≤0.6的组成范围内均能得到空间群为R3c的合成物.     

锂快离子导体Li1+2xAlxTiyGe2-x-ySixP3-xO12系统的研究

以高岭石为起始原料,经高温固相反应(～1000℃)合成了Li1+2xAlxTiyGe2-x-ySixP3-xO12(以下简称Ti-Ge-Lisicon)系统的锂快离子导体.应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明,y=1.5,x=0.2的合成物的电导率最好,400℃时电导率达2.13×10-2S/cm,200～400℃内的电导激活能为30.6kJ/mol.XRD分析结果表明在一定的组成范围内得到空间群为R3c的合成物.     

矿物锂快离子导体Li1+2xAlxSCyNbyTi2-x-2ySixP3-xO12系统的合成与表征

以LiTi2(PO4)3为母体,天然高岭石为起始原料,经高温固相反应制得了一系列新的锂快离子导体材料Li1+2xA1xScyNbyTi2-x-2ySixP3-xO12(以下简称Sc-Nb-Lisicon).X射线衍射分析表明x=0.1、x=0.2,y≤0.4;x=0.3,y≤0.25的组成范围内能得到类似于Nasicon的三方结构,即空间点群为R3C的合成物.应用交流阻抗技术测试其电导率,结果表明:x=0.1,y=0.3及x=0.2,y=0.15的合成物在室温下有较高的电导率,分别为1.05×10-4S/cm和2.78×10-4S/cm,二者在573K时的电导率可达8.00×10-3S/cm和7.82×10-3S/cm,同时在423～573K具有较低的活化能,分别为31.4kJ/mol和34.8kJ/mol.     

Na_3Hf_(2-x)TixSi_2PO_(12)系统快离子导体的研究

以 Na_3PO_4、HfO_2、SiO_2为主要原料,铂舟为反应器皿,在900～1200℃的高温下,加热数小时至20h(少数样品达40h),合成了一系列合成物。多数反应在1100～1150℃进行。x=0～0.5的合成物为 NASICON和 HfO_2的二相区。x=0.6～1.0时为 NASICON 单纯相。x>1.0开始出现玻璃态。系统合成物的电导性测定结果发现除母体以外最好的是 x=0.6的合成物。其电导率在400℃时为2.76×10~(-2)(Ω·cm)~(-1)。它的活化能在200～400℃温区里为25.5kJ/mol。     

快离子导体Na2＋xZr2—xYbxSiP2O12系统的研究

以高温固相反应制备了 Na_(2 x)Zr_(2-x)Yb_xSiP_2O_(12)系统的合成物,确定了它们的相组成以及 Nasicon 单纯相的范围。计算了系统合成物的晶胞参数,测定了它们从室温至400℃的电导率。x=1.5的合成物具有最好的导电性,在300℃时其电导率为3.65×10~(-2)(Ω·cm)(-1),在200～400℃温区内其活化能为26.36 kJ/mol。     

锂快离子导体Li_(1 2x y)Al_xYb_yTi_(2-x-y)Si_xP_(3-x)O_(12)系统的研究

以ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３为基以天然高岭石为起始原料,经高温固相反应（９５０～１１５０℃）制得了 一系列锂快离子导体材料Ｌｉ１＋２ｘ＋ｙＡｌｘＹｂｙＴｉ２－ｘ－ｙＳｉｘＰ３－ｘＯ１２（以下简称Ａｌ－Ｙｂ－Ｌｉｓｉｃｏｎ）．系统 的合成温度随ｘ和ｙ值的增大而降低．应用交流阻抗技术测定的电导率数据结果表明ｙ＝０．３, ｘ＝０．１的合成物的电导率最好,４００℃时电导率达２．４５×１０－２Ｓ／ｃｍ, ２００～４００℃内的电导激 活能为３８．３ｋＪ／ｍｏｌ．ＸＲＤ分析结果表明在ｙ＝０．３,ｘ≤０４及ｙ＝０．５,ｘ≤０．３的组成范围内 均能得到空间群为Ｒ３ｃ的合成物．     

Na_3In_2(PO_4)_3的高温相转变

对化合物 Na_3In_2(PO_4)_3进行差热分析、高温显微镜观察和高温 X 射线衍射研究表明,在升温过程中,化合物经历了超结构相变。在1300℃左右时发生一级可逆相转变。电导测量表明,超结构相 Na_3In_2(PO_4)_3从室温至300℃的电导率均小于10~(?)(Ω·cm)~(-1)。由于超结构的出现可以视作亚晶格的有序化。而无序相的电导率(例 NASICON)大于10~(-6)(Ω·cm)~(-1),所以有序相的电导率大大低于无序相的电导率。     

基于Ca(H_2P0_4)_2/H_3PO_4无机复合质子膜的燃料电池的制备

以Ca(H2PO4)2.H2O粉末和H3PO4水溶液合成的无机复合质子膜作为电解质,制备低温燃料电池,评价了无机质子膜的质子传导率以及所制成的燃料电池的输出性能。结果表明,在80℃、70%RH条件下,其质子传导率可以达到3.5×10-2S/cm,所制成的燃料电池在60℃时输出功率达到11.5mW/cm2。     

Mn掺杂Li3Fe2(PO4)3正极材料的制备与表征

通过固相反应法合成出Li3+xFe2-xMnxn(Po4)3(x-0～O.1)、Li3Fel.ω5Mn0.05(PO4)3和Li2.95Fe1.ωMnoN.05(PO4)3正极材料.采用行星式球磨方法,均匀混合正极材料和导电乙炔黑以提高活性材料的电子导电率和降低颗粒尺寸.Mn掺杂的Li3Fe2(PO4)3样品的恒电流充放电测试和伏安循环测试(2～4V)发现,所有样品中Fe3+/Fe2+氧化还原电对均有两个稳定的充放电平台(2.8、2.7V)、Li3+,Fe2-xMnxII(PO4)3和Li3Fe1.95Mn0.05(PO4)3中Mn3+/Mn2+电对的充放平台位于3.5V左右.不同价态Mn的掺杂均可明显提高正极材料的电化学性能,其中Mn掺杂样品的电化学性能最好,其中Li3.05Fel.95MnⅡ0.05(PO4)3/C的C/20和C/2恒流放电比容量分别可达11O和66mAh/g.     

二磷酸钕钾晶体的生长与光谱

Ｋ３Ｎｄ（ＰＯ４）２晶体是一种高稀土浓度的激光晶体．本文报道从ＫＦ－ＫＣｌ体系中采用助熔剂法培养出Ｋ３Ｎｄ（ＰＯ４）２晶体．该晶体呈淡紫红色，属单斜晶系，Ｐ２_１／ｍ空间群，晶胞参数为ａ＝９．５３４　，ｂ＝５．６２９　，ｃ＝７．４４３　，β＝９０．９６°．测定了晶体室温下的吸收光谱、荧光光谱、激发光谱和红外光谱．