掺杂(Al3+,Ga3+)对石榴石型电解质Li7?xLa3Zr2?xTaxO12锂离子电导率的影响

为了提高Li7?xLa3Zr2?xTaxO12(LLZTO)固体电解质电导率,本文研究了Al3+和Ga3+掺杂对材料性能的影响。结果表明,掺杂Al3+和Ga3+,显著提高了材料的致密度和电导率。Al-Li7?xLa3Zr2?xTaxO12(Al-LLZTO)中的铝离子同时存在于晶粒和晶界中,晶界中的铝含量是晶粒中的两倍,Al-Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12拥有最高的总电导率0.54 mS/cm,其激活能为0.42 eV。Li7?x?3yGayLa3Zr2?xTaxO12(Ga-LLZTO)中,铝的含量较低,镓离子同时存在于电解质的晶粒与晶界中。在锂含量相同的样品中,Ga-LLZTO的总电导率要高于Al-LLZTO,表明Ga的掺杂比Al的掺杂对LLZTO电解质的电导率提升更大。最终,我们得到总电导率最高的样品Li6.4Ga0.1La3Zr1.7Ta0.3O12,其总电导率和激活能分别为0.87 mS/cm和0.33 eV。