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1、玻璃陶瓷材料用于鋰電池固體電解質(zhì)一 全固態(tài)電池用的玻璃陶瓷鋰離子導(dǎo)體的研究始于上個世紀(jì)九十年代。玻璃陶瓷即微晶玻璃，是由玻璃的控制晶化制得的多晶固體，它與傳統(tǒng)陶瓷材料是不同的，導(dǎo)電的晶相從玻璃母體中析晶出來后能夠?qū)е码妼?dǎo)率的顯著改善。 主要分為二類：氧化物體系玻璃陶瓷固體電解質(zhì)及硫化物體系玻璃陶瓷固體電解質(zhì)兩大類。 氧化物體系玻璃陶瓷固體電解質(zhì) 在氧化物體系玻璃陶瓷固體電解質(zhì)中，研究得最多的是具有NASICON結(jié)構(gòu)體系的化合物。這類化合物的分子式一般為M[A2B3Ol2]，這里M、A、B分別代表一價、四價、五價的陽離子，其結(jié)構(gòu)由A06八面體和BO4四面體通過角角相連形成

2、三維互連的通道，其四面體連接起來形成平行于C軸的無限長的通道，在這種結(jié)構(gòu)中有兩種填隙位置可由M+導(dǎo)電離子來占據(jù)，導(dǎo)電陽離子通過瓶頸從一個位置遷移到另一個位置，瓶頸的大小取決于骨架離子[A2B3Ol2]－的大小，因此，NASICON類型結(jié)構(gòu)化合物的結(jié)構(gòu)和電學(xué)性能會隨著骨架離子的組成而改變。圖中是NASICON結(jié)構(gòu)的一部分，大的黑球代表位置，中空方形代表M2位置，箭頭代表M+的傳輸路徑。 LiTi2(P04)3和LiGe2(P04)3都具有NASICON結(jié)構(gòu)，當(dāng)用A1，Ga，In，Cr，Y，Lu，La等三價離子置換其中的Ti或Ge時，可以在一定的組成范圍內(nèi)形成擁有NASICON類型結(jié)構(gòu)的固熔體，

3、LiTi2(P04)3燒結(jié)體的室溫電導(dǎo)率約為10－6S／am，當(dāng)M3+離子取代了部分Ti4+以后，得到Li1+X－MXTi2－X(P04)3(M=A1，In等)，其電導(dǎo)率會提高2～3個數(shù)量級。研究發(fā)現(xiàn)，Li20-A1203-Ti02-P205的玻璃經(jīng)熱處理轉(zhuǎn)變?yōu)槠渲骶酁長il+XAlXTi2-X(P04)3的玻璃陶瓷，其室溫電導(dǎo)率為1.3x10-3S／cm，這是迄今發(fā)現(xiàn)的氧化物鋰快離子導(dǎo)體中室溫電導(dǎo)率最高的組分之一．相同的摻雜效應(yīng)在LiGe2(P04)3中也存在，其最佳組分玻璃陶瓷的室溫電導(dǎo)率最大值達(dá)到4×10-4S／cm，且在一個比較寬的組成范圍內(nèi)，其電導(dǎo)率都可以保持在10-4S／cm的范

4、圍。有專家進(jìn)一步研究了Si4+摻雜后對Lil+XAlXTi2-X(P04)3電化學(xué)性能的影響，在其晶相中A13+與Si4+分別部分取代Ti4+與P5+，組分為2[Lil．8Alo．4Ti1．6Sio．4P2．6012】·A1PO4的玻璃陶瓷體系其室溫電導(dǎo)率達(dá)到最大值1.5x10-3S／cm。另外，Ga3+、y3+、Gd3+、Dy3+、La3+等三價離子摻雜后，不僅對Lil+XAlXTi2-X(P04)3玻璃陶瓷導(dǎo)電主晶相的結(jié)構(gòu)有很大影響，而且形成了未知相，阻礙了鋰離子的遷移，其室溫電導(dǎo)率都不高。氧化物玻璃陶瓷固體電解質(zhì)因為其制備工藝容易實現(xiàn)而具有很大的應(yīng)用前景，需要解決的困難仍然 是在考慮化學(xué)穩(wěn)定性和成本的基礎(chǔ)上探索更好的體系以不斷提高固體電解質(zhì)的室溫電導(dǎo)率以達(dá)到實用的要求，同時，需要對氧化物玻璃陶瓷作為固體電解質(zhì)應(yīng)用于全固態(tài)鋰離子電池的實現(xiàn)性和兼容性問題進(jìn)行深入研究。