編號(hào)：NMJS09248
篇名：鈉離子陶瓷固態(tài)電解質(zhì)Na5-xY1-xZrxSi4O12的制備與性能探究
作者：徐瑤 劉立敏 周曉亮 郭煒琳 李婕 郭心如
關(guān)鍵詞： 鈉離子電池 固態(tài)電解質(zhì) Na5-xY1-xZrxSi4O12 離子電導(dǎo)率 離子摻雜
機(jī)構(gòu)： 西南石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院
摘要： 近年來,鈉離子固態(tài)電池作為可充電電池的一員逐漸進(jìn)入人們的視野。固態(tài)電池的優(yōu)點(diǎn)在于避免使用液態(tài)電解質(zhì),從而可以規(guī)避電池泄漏和爆炸等風(fēng)險(xiǎn)。目前鈉離子固態(tài)電解質(zhì)的研究難點(diǎn)是如何提高室溫下的離子電導(dǎo)率。為此,通過在固態(tài)電解質(zhì)材料Na5YSi4O12(NYS)中引入高價(jià)離子Zr4+以提高其離子電導(dǎo)率。實(shí)驗(yàn)以NaNO3、YN3O9·6H2O、C8H20O4Si和ZrO(NO3)(2)·x H2O為起始物質(zhì),采用新型溶液輔助的固相反應(yīng)法(SASSR)制備了具有六方晶系結(jié)構(gòu)的固態(tài)電解質(zhì)Na5-xY1-xZrxSi4O12(x=0.04、0.06、0.08、0.10、0.12),著重研究了Na5-xY1-xZrxSi4O12(NYZS)中Zr4+的加入量和燒結(jié)溫度與離子電導(dǎo)率之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn),當(dāng)x=0.08時(shí),室溫下離子電導(dǎo)率最高為2.13 mS·cm-1,活化能較低僅為0.222 eV。相比于未摻雜Zr4+的Na5YSi4O12(NYS)材料電導(dǎo)率得到較大的提升。其較高的電導(dǎo)率得益于高價(jià)Zr4+摻雜后出現(xiàn)的鈉空位,增強(qiáng)了Na+傳輸濃度。此研究表明Na5-xY1-xZrxSi4O12是一種具有競爭力的鈉離子固態(tài)電解質(zhì),有望成為新一代儲(chǔ)能的研究熱點(diǎn)。
