烧结助剂Al₂O₃与Y₂O₃对固态锂离子电解质LLZO的锂离子电导率的影响

来源期刊：粉末冶金材料科学与工程2018年第2期

论文作者：李荐 蒋逸雄 周宏明

文章页码：199 - 205

关键词：固态锂离子电解质;石榴石结构;Li7La3Zr2O12;Al2O3;Y2O3;

摘    要：以Li₂CO₃,La₂O₃和ZrO₂为原料,分别添加Al₂O₃和Y₂O₃作为烧结助剂,制备锂离子固态电解质xAl₂O₃-Li₇La₃Zr₂O₁₂和xY₂O₃-Li₇La₃Zr₂O₁₂（分别简称为xAl₂O₃-LLZO和xY₂O₃-LLZO。x为摩尔分数,x=0,0.1,0.2,0.3,0.4和0.5）,研究Al₂O₃和Y₂O₃的添加量对LLZO的结构与锂离子电导率的影响。结果表明,在1 150℃烧结15 h时,Al₂O₃和Y₂O₃这2种烧结助剂都能稳定立方相石榴石结构LLZO。当Al₂O₃过量时,产生LaAlO₃杂相,当Y₂O₃过量时,产生Li₂ZrO₃和YO_1.458杂相。0.2Y₂O₃-LLZO在1100¹200℃范围内能形成稳定的立方相石榴石结构LLZO,并且在1 150℃烧结27 h不发生分解反应;LLZO的致密度和锂离子电导率都随烧结助剂含量增加而先增加后减小,Al₂O₃和Y₂O₃的最佳添加量x分别为0.2和0.3,所得0.2Al₂O₃-LLZO的致密度与离子电导率分别为94%和1.78×10^-4S/cm,0.3Y₂O₃-Li₇La₃Zr₂O₁₂的致密度与离子电导率分别为96%和5.23×10^-4S/cm。