非氧化物锂盐与Li0.5La0.5TiO3的复合以及性能研究

采用溶胶-凝胶法合成了Li0.5La0.5TiO3（LLTO）粉体，加入不同量的LiCl与LLT0粉体进行了复合，通过XRD，SEM等测试手段研究了复合材料的成分以及形貌，通过阻抗谱对复合材料的电导性能进行了研究。结果表明：LiCl的加入，稍降低了晶粒电导，但却明显影响了颗粒的晶界电导，使得总电导增大。LiCl的加入是通过改善晶界烧结，从而使总电导得到提高。LiCl体积含量为13％时，效果最好，总电导和晶界电导提高数倍左右。     

煅烧温度对Li0.33La0.56TiO3固态离子电容器性能的影响

本文采用固相法在900、1000、1100和1200℃煅烧温度条件下合成了Li_0.33La_0.56TiO₃(LLTO)固态电解质材料, 并将其组装为LLTO固态离子电容器。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)等技术研究了煅烧温度对LLTO固态电解质和固态离子电容器的显微结构、形貌、离子电导率和储能性能的影响。实验表明, 较高的煅烧温度有利于获得性能优异的LLTO固态离子电容器。在室温下, 1200℃煅烧温度制备的固态离子电容器晶粒离子电导率高达 9.6×10^-4 S/cm, 且具有明显的双电层电容特性, 在4 V电压窗口下比电容为3.52 mF/g。此外, 固态离子电容器比电容随晶粒电导率的增大而增大, 同时受电极与固态电解质接触面积的影响。     

石榴石型Li7La3Zr2O12复合固体电解质的研究进展

与Li7La3Zr2O12(LLZO)片状陶瓷固体电解质相比,LLZO复合固体电解质在复合材料的协同作用下,改善固体电解质与电极界面的润湿性,降低界面电阻,并抑制锂枝晶的生长,提高电池的循环稳定性.室温下离子电导率为10-4～10-3 S/cm数量级.重点阐述了 LLZO基复合固体电解质和LLZO/聚合物固体电解质的最...     

石榴石型Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12对Si/C负极表面固体电解质中间相的调控机制研究

硅(Si)负极在充放电过程中巨大的体积变化会导致固态电解质中间相(SEI)破裂和硅颗粒粉化, 进而造成容量快速衰减。本研究报道了一种利用Li_6.4La₃Zr_1.4Ta_0.6O₁₂(LLZTO)固体电解质调节Si/C负极表面SEI成分的策略。将LLZTO层均匀地涂覆在商用化聚丙烯(PP)隔膜表面, 不仅提高了电解液对隔膜的润湿性, 均匀化锂离子通量, 并且增大了SEI中无机组分的比例, 从而增强Si/C负极的界面稳定性。得益于上述优势, 使用LLZTO修饰的PP隔膜所组装的锂离子电池表现出更为优异的循环稳定性和倍率性能。Li-Si/C半电池的可逆容量为876 mAh·g^-1, 在0.3C (1C=1.5 A·g^-1)的倍率下, 200次循环的容量保持率为81%; 而LFP-Si/C全电池的比容量为125 mAh·g^-1, 在0.3C (1C=170 mA·g^-1)的倍率下循环100次后容量保持率为91.8%。该工作中LLZTO固体电解质调节了Si/C负极表面SEI成分, 为开发高性能硅基锂离子电池提供了新思路。     

EAA高分子固体电解质的制备与性能研究

用ＬｉＣｌＯ４的ＤＭＡ溶液杂ＥＡＡ树脂制得了一种新型高分子固体电解质,运用红外,动态粘弹谱仪、交流阻抗谱分析研究了体系的组成、机械性能和导电性。实验结果表明,ＥＡＡ高分子固体电解质具有两相体系,ＬｉＣｌＯ４选择地溶于羟 基二聚体相,离子导电主要是由体系中无定形相完成的。     

通过分子复合和增塑制备新型高分子固体电解质

利用（甲基丙烯酸甲酯－甲基丙烯酸）共聚物［Ｐ（ＭＭＡ－ＭＡＡ）］与聚氧化乙烯（ＰＥＯ）的分子间氢键复合抑制ＰＥＯ的结晶，分子复合形成的独特超分子结构赋予材料优良的力学性和成膜性，在此基础上通过增塑进一步提高ＰＥＯ链段的活动性和锂盐在体系中的溶解性，制备出室温电导率达８．３１×１０~（－５）Ｓ·ｃｍ~（－１）、成膜性优良、实用价值较高的高分子固体电解质Ｐ（ＭＭＡ－ＷＡＡ）／ＰＥＯ／Ａ_２Ｌ_１ＣｌＯ_４。     

石榴石型固体电解质Li7La3Zr2O12的研究进展

固态电解质主要包括聚合物固态电解质、无机固体电解质、薄膜固态电解质。简单介绍了无机固体电解质的分类,着重阐述了无机固体电解质锂镧锆氧(Li_7La_3Zr_2O_(12))的合成方法、掺杂和表面修饰研究进展,并展望了研究前景。     

高电导率F掺杂Li7La3Zr2O12石榴石结构固体电解质

通过传统固相反应法合成一种新型的F掺杂Li₇La₃Zr₂O₁₂ (LLZO)石榴石结构固体电解质。添加适量LiF和CaF₂等氟化物经过两步煅烧在室温下获得纯立方相的LLZO陶瓷粉体, 验证氟离子掺杂具有稳定石榴石结构立方相和增强陶瓷烧结活性的作用。制备的1wt% LiF-LLZO电解质总电导率达5×10^-4 S/cm, 接近立方相LLZO的体电导率, 电导活化能仅为0.26 eV, 低于其他阳离子掺杂的LLZO。(321)、(400)、(642)和(800)晶面衍射峰由于晶粒的生长取向而显著增强, 陶瓷内部晶界消失, 形成由闭气孔构成的独特显微结构, 导致该新型电解质的晶界阻抗的消失和总电导率的提升。     

Nao．5 Bio．5 TiO3 -Ko．5 Bi0．5 TiO3系铁电体的相变研究

研究了(Na1-xKx)0.5 Bi0．5 TiO3体系x分别为0、0．08、0．16和0．20时陶瓷不同频率下的介电温谱，发现材料为弛豫型铁电体，材料的介电谱在室温到500℃的温度范围内存在一个介电常数-温度“台阶”，一个介电常数-温度峰和一个介电损耗一温度峰，通过分析陶瓷不同温度下的电滞回线验证陶瓷在升温过程中产生了铁电-反铁电-顺电相变，采用铁电体成分起伏理论和内电场理论解释了这类弛豫型铁电体相变的原因。     

功率对微波辅助溶液燃烧合成Li_2TiO_3粉末性质的影响

以尿素为燃料,采用微波辅助溶液燃烧技术(MSCS)一步合成出氚增殖材料Li2Ti O3陶瓷粉末。记录了前驱体溶液的温度变化,借助X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅立叶变换红外光谱仪(FT-IR)等测试手段,考察了微波功率对粉末相组成、微观形貌的影响,并与传统溶液燃烧合成的产物进行了比较。结果表明,采用MSCS技术可以避免尿素在沸腾阶段的分解,保证后续燃烧过程的进行,且随着微波功率的增大,Li2Ti O3相的相对含量逐渐增加,当微波功率达到1 200 W时,产物为单一的Li2Ti O3相,晶粒尺寸约为60 nm,粒径分布窄。     

Structure and electrical properties of Er2O3 doped 0.82Bi0.5Na0.5TiO3–0.18Bi0.5K0.5TiO3 lead-free piezoelectric ceramics

Er₂O₃ (0–0.8 wt.%)-doped 0.82Bi_0.5Na_0.5TiO₃–0.18Bi_0.5K_0.5TiO₃ (BNKT18) lead-free piezoelectric ceramics were synthesized by a conventional solid-state reaction method. The effects of Er₂O₃ on the microstructure and electrical properties were investigated. X-ray diffraction (XRD) data shows that Er₂O₃ in an amount of 0.2–0.8 wt.% can diffuse into the lattice of the BNKT18 ceramics and form the pure perovskite phase. Scanning electron microscope (SEM) images indicate that the grain sizes of BNKT18 ceramics decrease with the increase of Er₂O₃ content; in addition, the modified ceramics have the clear grain boundary and a uniformly distributed grain size. At room temperature, the electrical properties of the BNKT18 ceramics have been improved with the addition of Er₂O₃, and the BNKT18 ceramics doped with 0.6 wt.% Er₂O₃ have the highest piezoelectric constant (d₃₃ = 138 pC/N), the highest planar coupling factor (k_p = 0.2382), the highest remnant polarization (P_r = 25.2 μC/cm²), the higher relative dielectric constant (ε_r = 936) and lower dissipation factor (tanδ = 0.047) at a frequency of 10 kHz. Moreover, the T_m and T_d of the samples increase with the addition of Er₂O₃.     

钛酸锶钡纳米粉体的溶胶-凝胶自蔓延燃烧制备及其介电性能研究

采用溶胶-凝胶和自蔓延燃烧技术,制备了平均晶粒尺寸约20nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)纳米粉体.将纳米粉体压制成形后进行烧结,得到BST陶瓷.采用XRD、SEM、TEM和LCR数字电桥研究了BST的结构、形貌和介电性质.结果表明,干凝胶自蔓延燃烧后,可直接形成分散性好、颗粒尺寸均匀、具有钙钛矿结构的BST纳米粉体.BST陶瓷压片经1250℃烧结2h后获得了致密的结构和相对较大的介电常数.粉体的结晶温度和烧结体的烧结温度均低于传统工艺.很明显,溶胶-凝胶自蔓延燃烧法在纳米材料的制备方面具有明显的技术优势.     

Effect of La and K on the microstructure and dielectric properties of Bi0.5Na0.5TiO3-PbTiO3

Small amounts of lanthanum and potassium dopants could modify the microstructure and dielectric properties of 0.90Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.10PbTiO₃ and 0.88Bi_0.5Na_0.5TiO₃-0.12PbTiO₃ solid solutions. La lowered both phase transition temperatures of ferroelectric to antiferroelectric and antiferroelectric to paraelectric. It also decreased the maximum value of relative dielectric permittivity of the composition. In contrast, K shifted the first phase transition to the lower temperature but insignificantly affected the Curie temperature and raised the maximum dielectric permittivity. Furthermore, K influenced the microstructure in the way to enhance the long grains of this solid solution but La inhibited this effect.     

脉冲激光沉积Ba0.5Sr0.5TiO3、Pb0.5Ba0.5TiO3和Pb0.5Sr0.5TiO3薄膜及其介电性质

采用脉冲激光沉积法,在Pt／Ti／SiO2／Si基底上分剐制备厚度为350nm的Ba0.5Sr0.5TiO3(BST)、Pb0.5Ba0.5TiO3(PBT)和Pb0.5Sr0.5TiO3(PST)薄膜并研究了它们的介电性质。XRD显示,在相同的制备条件下三者具有不同的择优取向,PST具有(110)择优取向,PBT具有(111)择优取向,而BST则是混合取向。SEM显示三者样品表面均匀致密,颗粒尺寸大约在50nm至150nm之间。PST与BST、PBT相比有更高的介电常数,在频率为10kHz时,分别为874、334和355,而损耗都较低,分别为0．0378、0．0316和0．0423,同时PST漏电流也是最小的。测量薄膜的C-V特性扣铁电性能表明室温下BST呈现的是顺电相,PST和PBT则呈铁电相。本文也测量了薄膜在不同频率下的介电温度特性,BST、PBT和PST均表现出频率弥散现象,即随着频率的降低．居里温度降低而介电常数会升高。并测得BST和PST的居里温度分剐为-75和150℃。而PBT的居里温度在250℃以上。本文研究表明：与BST相比较,PBT的介电常数与之相近,漏电流较大;而PST具有高介电常数,较小的漏电流和较大的电容-电压调谐度,在相关半导体器件中的应用将有很大的潜力。     

Tape-Casting Li0.34La0.56TiO3 Ceramic Electrolyte Films Permit High Energy Density of Lithium-Metal Batteries

Ceramic oxide electrolytes are outstanding due to their excellent thermostability, wide electrochemical stable windows, superior Li-ion conductivity, and high elastic modulus compared to other electrolytes. To achieve high energy density, all-solid-state batteries require thin solid-state electrolytes that are dozens of micrometers thick due to the high density of ceramic electrolytes. Perovskite-type Li_0.34La_0.56TiO₃ (LLTO) freestanding ceramic electrolyte film with a thickness of 25 µm is prepared by tape-casting. Compared to a thick electrolyte (>200 µm) obtained by cold-pressing, the total Li ionic conductivity of this LLTO film improves from 9.6 × 10⁻⁶ to 2.0 × 10⁻⁵ S cm⁻¹. In addition, the LLTO film with a thickness of 25 µm exhibits a flexural strength of 264 MPa. An all-solid-state Li-metal battery assembled with a 41 µm thick LLTO exhibits an initial discharge capacity of 145 mAh g⁻¹ and a high capacity retention ratio of 86.2% after 50 cycles. Reducing the thickness of oxide ceramic electrolytes is crucial to reduce the resistance of electrolytes and improve the energy density of Li-metal batteries.