Li8Al1-xSi2xP1-xO8系统锂快离子导体的合成与表征

以Li4SiO4为母体,叶蜡石为原料的Li8Al1-xSi2xP1-xO8系统的锂快离子导体,经高温固相反应制得.X射线衍射分析结果表明该系统在0.5＜x＜0.9的组成范围内形成单一的固溶体相,其空间群为P21/m,导电性能测试结果表明x=0.6的合成物具有最高的电导率,在673K时其电导率达到2.6×10-2S/cm,其活化能为60.73kJ/mol(温度区间373～673K).     

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.     

Al3+、S6+掺杂的矿物锂快离子导体Li1.2+x-yAl0.1+xTi1.9-xSi0.1SyP2.9-yO12系统的合成与表征

以LiTi2(PO4)3为母体,以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Li1.2 x-yAl0.1 xTi1.9-xSi0.1SyP2.9-yO12(以下简称Al-S-Lisicon).X射线粉末衍射分析结果表明在x≤0.30,y＜0.2 x的组成范围内均能得到类似于Nasicon三方结构的相.应用交流阻抗技术测定电导率的结果表明起始组成为x=0.20,y=0.20的合成物电导率最高,室温下为6.01×10-5S/cm,573K时达1.11×10-2S/cm,其在373～573K间的活化能为28.6kJ/mol,分解电压为3.1V.     

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.     

快离子导体Na1＋xZr2—yV0.8ySixP3—xO12系统的制备与电性能研究

Ｎａｓｉｃｏｎ型快离子导体Ｎａ１＋ｘＺｒ２－ｙＭ０．８ｙＳｉｘＰ３－ｘＯ１２系统采用高温固相合成，春合成温度在１３７３Ｋ左右完成，该的合成温度在ｘ不变的情况下，随着ｙ的增大而降低，大多烽合成物为单斜晶系；空间群为Ｃ３／ｃ。当ｙ不变，ｘ增大地基地率的变化是先增大，后减小。最佳导一的起始组成为ｘ＝１．５、ｙ＝０．１，其电导率在室温时为３．２０×１０＾－４Ｓ／ｃｍ，在６７３Ｋ时为６．８８×１０＾－２Ｓ／     

以高岭石和NaTi2（PO4）3为基的钠快离子导体

本文以高岭石为起始原料、以ＮａＴｉ２（ＰＯ４）３为母体结构，通过高温固相反应合成快离子导体Ｎａ１＋２ｘＡｌｘＴｉ２－ｘＳｉｘＰ３－ｘＯ１２系统，并研究了此系统的相组成、结构和电性能．大多数合成反应在１０７３～１２２３Ｋ下完成．在。ｘ＜０．６的组成范围内可形成具有ＮＡＳＩＣＯＮ结构、空间群为Ｃ２／ｃ的固溶体·ｘ射线粉末衍射分析表明随。的增大，系统各合成物的晶胞参数增大．ｘ＝０．４的合成物具有最好的离子电导率，６７３Ｋ时达３．００×１０－３Ｓ／ｃｍ，而激活能为３６．０２ｋＪ／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.     

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．     

钙钛矿型锂快离子导体Li3xLa0.67-xCryTi1-2yNbyO3系统的研究

以Li3xLn0.67-xTiO3为母体,通过掺杂经高温固相反应制得一系列新的锂快离子导体材料Li3xLa0.67-xCryTi1-2yNbyO3.X射线衍射分析表明x=0.10和y≤0.10的组成范围内能得到钙钛矿型的固溶体.应用交流阻抗技术测试其电导率,结果表明:系统合成物在室温下有较高的体相电导和总电导分别为10-4S/cm和10-5S/cm,其中在x=0.10和y=0.025具有最大值为3.62×10-4S/cm.同时在298～523K具有较低的体相活化能和总活化能,分别约为13～20kJ/mol和35～38kJ/mol.     

快离子导体陶瓷的制备与应用

综述了快离子导体陶瓷的制备方法及应用领域 ,并展望了快离子导体的发展前景。     

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．     

Zn2+、Ge4+的取代对Li5AlSi2O8的影响

尝试以叶腊石为基体,通过高温固相反应,合成通式为Li5+xAl1-xZnxSi2-2xGe2xO8(x=0.0～1.0)系统锂快离子导体.X射线粉末衍射表明当x≤0.3时体系仍维持原有的Li5AlSi2O8结构(正交晶系);x＞0.5时结构发生明显变化,体系转变成Li6ZnGe2O)8.红外检测显示当x≥0.1红外谱图中出现Li2CO3吸收峰,表明在室温下体系中的Ge4+吸收空气中的CO2而发生分解反应.交流阻抗技术测试交流阻抗表明当温度大于200℃时体系有较高的电导率,最高时为1.11×10-2S/cm(400℃,x=1.0),x≤0.5时离子电导率很低,且不随温度变化.     

Crystal structures and crystal chemistry in the system Na1+xZr2SixP3−xO12

As part of a search for skeleton structures for fast alkali-ion transport, the system Na_1+xZr₂Si_xP_3?xO₁₂ has been prepared, analyzed structurally and ion exchanged reversibly with Li⁺, Ag⁺, and K⁺ ions. Single-crystal x-ray analysis was used to identify the composition NaZr₂P₃O₁₂ and to refine its structure, which has rhombohedral space group R3?c with cell parameters $\text{a}{}_{\mathrm{<mtext>r</mtext>}}\text{= 8.815(1)}\text{A}\text{?}$ and $\text{c}{}_{\mathrm{<mtext>r</mtext>}}\text{= 22.746(7)}\text{A}\text{?}$. A small distortion to monoclinic symmetry occurs in the interval 1.8 ≤x≤ 2.2. The structure for Na₃Zr₂Si₂PO₁₂, proposed from powder data, has space group $\text{C}\text{2}\text{c}$ with $\text{a}{}_{\mathrm{<mtext>m</mtext>}}\text{= 15.586(9)}\text{A}\text{?}$, $\text{b}{}_{\mathrm{<mtext>m</mtext>}}\text{= 9.029(4)}\text{A}\text{?}$, $\text{c}{}_{\mathrm{<mtext>m</mtext>}}\text{= 9.205(5)}\text{A}\text{?}$, and β = 123.70(5)° Both structures contain a rigid, three-dimensional network of PO₄ or (SiO₄) tetrahedra sharing corners with ZrO₆ octahedra and a three-dimensionally linked interstitial space. Of the two distinguishable alkali-ion sites in the rhombohedral structure, one is completely occupied in both end members, the occupancy of the other varies across the system from 0 to 100 percent. Several properties are compared with the fast Na⁺-ion conductor β-alumina.