熔盐法制备铝钇钨掺杂锆酸镧电解质工艺的研究(2)

2.4.1 X射线衍射(XRD)12 2.4.2扫描电子显微镜(SEM)12 2.4.3交流阻抗(EIS)12 3.结果与讨论14 3.1不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质性能的影响1


2.4.1 X射线衍射(XRD) 12

2.4.2扫描电子显微镜(SEM) 12

2.4.3交流阻抗(EIS) 12

3.结果与讨论 14

3.1不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质性能的影响 14

3.1.1不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质电导率的影响 14

3.1.2不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质晶形结构的影响 17

3.1.3不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质显微结构的影响 19

3.1.4不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质相对致密度的影响 20

3.1.5不同锂源对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质收缩率的影响 21

3.2 预烧温度对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质性能的影响 22

3.2.1预烧温度对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质电导率的影响 22

3.2.2预烧温度对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质晶形结构的影响 25

3.2.3预烧温度对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质显微结构的影响 28

3.2.4预烧温度对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质相对致密度的影响 29

3.2.5预烧温度对Li5.96Al0.2La3Zr1.69W0.25Y0.06O12固体电解质收缩率的影响 30

4.结论与创新点 32

致谢 33

参考文献 34

1.绪论

1.1 引言

能源不仅是我们赖以生存的基础,也是推动当今社会进行不断发展的一种力量。由于生产与发展的需要,能源的使用已越来越频繁,由化石燃料,核能和可再生能源三种共同组成了一个能源大类,其中化石能源是我们现在使用最广泛的能源[1]。但是化石能源的使用,却存在着诸多问题。首先,化石能源储量的消耗十分迅速,但是需要数千万年的时间才能形成;其次,频繁的使用化石燃料极大的破坏了地质结构乃至生态平衡系统,也给我们的生存环境带来非常多的安全问题,比如,污染环境,形成酸雨,温室效应,出现沙尘暴、泥石流、造成坍塌等。每次不同国家大会的召开,对于环境和生态的平衡问题都是必不可少的话题,避免能源的过度开采以及实现生态平衡,最终实现可持续发展[2],这已不仅仅是我国的目标,也成为全世界人们的目标,为了实现这一目标,人类还在不停的努力着。所以为了响应社会的快速发展,对于研究开发新型高效环保的绿色能源的趋势势不可挡。

近几年来,由于社会的不断发展与快速进步、以及科技水平的显著提高,社会已开始逐渐步入全球信息化时代的行列,例如:生活中常见的电脑、手机、游戏机等,交通中常见的环保电动车,环保小汽车等,以及科技中不断发展的电子智能等,这些都不断的体现出:电能是保证社会不断发展中不可或缺的能源。从这一趋势中,着重体现出社会对电能材料的需要与重视,具有高能量、低成本、循环寿命长,高效储能的电能材料会备受青睐。目前便携式电子产品如手机,电脑等,它们内部电池主要用的是锂离子电池,并且正在大幅度的向电动汽车和固定储能系统等新应用进行转变[3]。要加速这一转变,首先必须解决传统的有机液体电解质如易燃、易爆等相关的安全问题。因此,人们越来越关注固态电解质的发展方向与趋势,因为这些固态电解质与锂金属阳极具有稳定的接触性并且是不可燃的[4]。

1.2锂离子电池

1.2.1锂电池的发展

锂电池属于一种较为常见的化学电源,而化学电源被称作是一种化学装置,是一种可以将化学能转化为电能[5]装置。通过认识了解电池它特有的属性,将可以其分五大类,其中随着社会的不断发展与进步,二次电池的使用范围越来越广,是由于其能实现化学能与电能之间的可逆转换,这也是其区别于其他电池的最大优势。以下二次电池的发展史,也代表了二次电池的不断进步:英国人G.plante[6]于1859年发明了铅酸电池,并且这个电池是世界上的第一种二次电池,在经过历史长河的检验之后,二次电池的发展取得了长足的进步。随后,Leclanche[7]于1868 年发明了锌二氧化锰电池;Magna于[8]1899年发明了镉镍蓄电池,并对其进行研究与探索;Edison [9]于1900年发明了铁镍蓄电池,及其对这类二次电池进行了一系列的探究。这些二次电池的不断发明与探究,在电池的发展历史中有着不可磨灭的作用与意义。由于社会的发展需求,进行开发新型电解质材料的趋势势不可挡,并且要求被开发的这种新型电解质材料具有稳定性能高、安全性能好、以及对环境友好等优势。开发新型电解质材料也是使锂离子二次电池再一次发展的一种方法 [10]。无机固体电解质比二次电池更加体现出稳定性高、安全性能好、电位窗口宽的特征,但如果将其与其它电解质材料作出比较时,比如有机液体电解质,发现无机固体电解质的电导率比有机液体电解质低。因此,对于无机固体电解质材料的探索与研究,最重要内容和方向是寻找合适的方法来提高离子电导率[11]。