制备条件对共沉淀法制备铝镁双掺杂锂镧锆氧的影响

创新提出采用共沉淀法制备石榴石结构锂离子电池无机固态电解质——铝镁双掺杂锂镧锆氧(Li_(6.4)Al_(0.2)La_(3)Zr_(2-0.5x)Mg_(x)O_(12))。利用热重分析(TG)、差示扫描量热仪(DSC)、X射线衍射(XRD)分析试样前驱体在加热过程中的组成和相变,考察最佳烧结温度、烧结时间以及镁掺杂量x,并延伸分析锂离子导电性与温度之间的依赖性。研究发现:1)烧结温度达到630℃时可形成锂镧锆氧;2)最佳烧结温度是1100℃,最佳烧结时间是6 h;3)当镁掺杂量x为0.1时,制备的Li_(6.4)Al_(0.2)La_(3)Zr_(1.95)Mg_(0.1)O_(12);在室温25℃下的离子电导率为1.93×10^(-4)S/cm,活化能为0.271 eV。制备得到了具有最完整立方晶体结构、最少杂质相、最大致密度、最小界面电阻、最高离子电导率和最光滑完整表面形貌的铝镁双掺杂锂镧锆氧。