3.2 Sb含量对Li7.02-yLa2.98Sr0.02Zr2-ySbyO12（0.10≤y≤0.50）固体电解质影响 21

3.2.1 Sb含量对Li7.02-yLa2.98Sr0.02Zr2-ySbyO12固体电解质离子电导率影响 21

3.2.2 Sb含量对Li7.02-yLa2.98Sr0.02Zr2-ySbyO12固体电解质显微结构的影响 23

3.2.3 Sb含量对Li7.02-yLa2.98Sr0.02Zr2-ySbyO12固体电解质晶型结构的影响 24

3.2.4 Sb含量对Li7.02-yLa2.98Sr0.02Zr2-ySbyO12固体电解质相对致密度影响 26

3.2.5 Sb含量对Li7.02-yLa2.98Sr0.02Zr2-ySbyO12固体电解质的收缩率 27

4 结论 28

致谢 29

参考文献 30

1 绪论

1.1  引言

当今社会，由于能源危机以及环境被破坏等问题日趋严重，人们开始急切的探寻其他可替代能源诸如清洁能源，可再生能源。在实际的应用中，由于太阳能、潮汐、风力等可再生能源并不能直接使用而是需要通过二次转化为电能才能被人们广泛利用[1]。因此开发绿色（零排放）能量存储及转换装置的技术就显得越来越重要[2]。其中电化学能量存储技术即电池在各种各样的能量存储技术中脱颖而出，吸引了人们对其关注的目光并加以研究。电池储能可以作为能量储存单元整合于电力系统，具有高效、规模可调等优点，同时也可以起到对电网削峰填谷的作用，使得电网运行的可靠程度和稳定程度有所上升，也可用于通讯领域、新能源汽车等领域，为改善人们的生活的品质提供了可靠的有力支持。

二次电池早期为铅酸电池，后来逐步研制出镍铬电池、镍氢电池，现如今已研制出了可用于商业的二次锂离子化学能量储存技术以及可用于电网能量存储的钠-硫电池等[3]。锂电池是通过锂元素作为能量的运输和存储介质。首先金属锂的摩尔质量是6.94g/mol，是自然界内存在的化学元素中质量最小的固态元素，所以锂具有质轻这样的特点。其次，由于Li＋/Li相较于标准氢电极的标准氧化电位为-3.04V，为最低的氧化还原电对，所以具有氧化还原电位低的特点。这两个特点使得锂离子电池可获得相较于其他类型电池其输出的电压以及它自身的能量密度更高的特点[4]。因此，在二十世纪末的1990年世界上第一种可以在商务领域进行应用的锂离子电化学储能装置被日本的一家名为索尼的跨国集团创造出，也就是我们今天所使用的锂离子电池。此后锂离子电池便开始普遍的应用于各种领域，并在全球范围内迅速普及[5-7]。

1.2  锂离子电池

锂离子电池也被称作是二次电池（充电电池）。相较于其他的电池而言，锂离子电池的容量更高。锂离子电池主要是由阳极、阴极、电解质这几部分所组成。首先组成阳极的材料通常情况下是选用石墨，这是由于石墨有一些适合使用的特质那就是它的表面积非常的大，它的导电能力也是非常好的，同时它还具有健全的机械性能。因此通常情况下石墨在人们看来是材料中作为电池里面作为阳极的代替品中最为合适的一种。其次电池的阴极在制作时选取的材料一般情况下是选择使用锂金属氧化物来进行制作。但是电解质在通常情况下是在有机溶剂里面加入适量的锂盐使其相互溶解并变成一种混合溶液。

锂离子化学储能装置是现阶段最具有成长空间的的具有高效率的二次电池和进步速度最快的化学能量存储装置，它的优点非常多，主要分为以下几条：第一条是当不同的装置的重量在一样的情况下锂离子的装置所包含的能量就会很高，第二条是当它长期不工作的时候他自己流走的电量也是非常少的，第三是它的循环能力非常好也没有出现明显的记忆效应，同时它相较于其他的储能装置来讲它也会比较环保等优点[8]。但是，由于商业锂离子电池使用了液体状的有机电解质，虽然它的离子电导率一般都比较高，但是其隐藏的一些安全方面的缺陷和可能发生的问题也是非常明显的，它的一些缺点譬如非常容易就可以发生燃烧现象、可以轻易地就会出现电解质液外漏现象，电极的表面在不停地对电池进行反复充电和放电的时候就可能会出现锂枝晶等问题。但是如果使用的电解质如果是属于无机类型的，那么这些问题也就都不会成为困扰[9-11]。因为这些特点大家对它都非常的感兴趣。除此之外，优秀而又稳固的优点和使用的时间非常长的优点都凸显出它是值得信赖和使用的 [12]。