中国陶瓷2024,Vol.60Issue(3) :17-22.DOI:10.16521/j.cnki.issn.1001-9642.2024.03.003

双掺杂提升Li7La3Zr2O12锂离子传导能力

Improving Lithium-ion Migration of Li7La3Zr2O12 by Co-doping

赵珍珍 方泽成 张宇 张昊俊 向兴 杨海涛
中国陶瓷2024,Vol.60Issue(3) :17-22.DOI:10.16521/j.cnki.issn.1001-9642.2024.03.003

双掺杂提升Li7La3Zr2O12锂离子传导能力

Improving Lithium-ion Migration of Li7La3Zr2O12 by Co-doping

赵珍珍 1方泽成 1张宇 1张昊俊 1向兴 2杨海涛3
扫码查看

作者信息

  • 1. 湖北工业大学 材料与化学工程学院,武汉 430068
  • 2. 湖北工业大学 材料与化学工程学院,武汉 430068;湖北隆中实验室,襄阳 441022;湖北工业大学 湖北省轻工业绿色材料重点实验室,武汉 430068
  • 3. 湖北隆中实验室,襄阳 441022
  • 折叠

摘要

Li7La3Zr2O12(LLZO)固体电解质由于优越的综合性能,而极有可能应用于全固态锂电池.但其较低的锂离子电导率影响了电池性能.为进一步提高其锂离子传导能力,采用一定量Ga掺杂锂位将其稳定为立方相,并将不同半径的Cr3+,Sc3+,Gd3+分别掺杂锆位,并研究它们对LLZO结构及性能的影响.结果表明,Ga,Sc共掺时制备的Li6.4Ga0.25La3Zr1.85Sc0.15O12具有最高的室温离子电导率,可达1.20 × 10-3 S/cm,而活化能仅为0.22 eV.

Abstract

Li7La3Zr2O12(LLZO)solid electrolyte holds immense potential for application in all-solid-state lithium batteries due to its superior comprehensive performance.However,its relatively low Li+conductivity hinders the battery's performance.To further improve its Li+conductivity,this study stabilized it in the cubic phase by introducing a certain amount of Ga doping at lithium sites.Additionally,Cr3+,Sc3+,and Gd3+with different radii were separately doped at zirconium sites to investigate their effects on the LLZO structure and properties.The results demonstrate that when co-doped with Ga and Sc to prepare Li6.4Ga0.25La3Zr1.85Sc0.15O12,it exhibits the highest Li+conductivity,reaching 1.20× 10-3 S/cm,with an activation energy of only 0.22 eV.

关键词

固体电解质/锂镧锆氧/锂离子迁移/掺杂

Key words

Solid electrolyte/Li7La3Zr2O12(LLZO)/Li+migration/Doping

引用本文复制引用

基金项目

国家自然科学基金(52202231)

湖北隆中实验室自主创新项目(2022ZZ-16)

湖北省大学生创新创业训练项目(S202110500042)

出版年

2024
中国陶瓷
中国轻工业陶瓷研究所

中国陶瓷

北大核心
影响因子:0.376
ISSN:1001-9642
参考文献量21
段落导航相关论文