2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、鋰離子電池因其重量輕、比能量/比功率高、壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)被視為最具競(jìng)爭(zhēng)力的電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)之一。使鋰二次電池循環(huán)壽命與容量在現(xiàn)有基礎(chǔ)上大幅度提高的前提下,徹底解決安全性問題是此領(lǐng)域發(fā)展最關(guān)鍵的突破點(diǎn)。以無機(jī)固體電解質(zhì)取代傳統(tǒng)液體有機(jī)電解液的固態(tài)鋰電池是解決可充電電池安全問題的有效途徑。NASICON(Na super ionic conductor)類型固體電解質(zhì)是一種重要的氧化物固體電解質(zhì)材料,可在空氣中穩(wěn)定使用。LAGP(Li1.5Al0

2、.5Ge15(PO4)3)是一種典型的NASICON結(jié)構(gòu)的固體電解質(zhì)材料。
  LAGP玻璃陶瓷的離子電導(dǎo)率可達(dá)10-4S/cm以上,具有潛在的應(yīng)用價(jià)值。制備玻璃陶瓷的常見方法主要是先制備成玻璃,然后將玻璃塊體晶化,這種方法制備的產(chǎn)品易開裂、變形,且產(chǎn)品形狀受玻璃成型模具限制,不利于廣泛應(yīng)用。本文將制備成的玻璃磨細(xì)、成型,采用陶瓷的燒結(jié)工藝實(shí)現(xiàn)晶化來制備LAGP玻璃陶瓷,不僅可有效避免開裂和變形的發(fā)生,而且很方便制成所需要的形狀,

3、利于廣泛應(yīng)用。與LAGP陶瓷電解質(zhì)相比,可有效提高產(chǎn)品致密度,減少晶粒間存在的大量晶界,進(jìn)而有效提高離子電導(dǎo)率。
  在玻璃陶瓷的制備過程中不可避免的會(huì)造成鋰揮發(fā)而影響產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與性能,本論文通過在原料中加入過量的鋰源來研究鋰過量對(duì)樣品結(jié)構(gòu)與性能的影響,通過控制晶化溫度與晶化時(shí)間,制備具有高離子電導(dǎo)率的LAGP玻璃陶瓷。獲得如下研究結(jié)果:
  1.LAGP陶瓷中存在AlPO4、 GeO2雜相,晶粒之間接觸不緊密,孔隙明顯,微

4、觀結(jié)構(gòu)疏松,過高的燒結(jié)溫度會(huì)導(dǎo)致主晶相的分解和致密度下降,離子電導(dǎo)率較低,約為10-5 S/cm左右。
  2.晶化溫度和晶化時(shí)間對(duì)LAGP玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能均產(chǎn)生不同程度影響,隨著晶化溫度升高,晶粒尺寸增大,非晶相成分減少,孔隙率降低,晶粒之間接觸緊密,晶粒電導(dǎo)率與晶界電導(dǎo)率均明顯增加;當(dāng)晶化溫度過高時(shí),主晶相發(fā)生分解,出現(xiàn)GeO2、AlPO4雜相。晶化時(shí)間對(duì)LAGP玻璃陶瓷的結(jié)構(gòu)與性能影響規(guī)律與晶化溫度相同,但影響程度明顯比

5、晶化溫度小,交流阻抗結(jié)果顯示最佳晶化溫度范圍為850℃~950℃,晶化時(shí)間在6h左右比較合適。
  3.過量的鋰源補(bǔ)充了高溫下?lián)]發(fā)的鋰,充當(dāng)了形核劑,有效地促進(jìn)了晶化,而且在晶界處還可以產(chǎn)生燒蝕作用,使晶粒邊緣鈍化,晶粒接觸更加緊密。隨著鋰源過量程度升高,可遷移鋰離子濃度提高,致密度得到提高,有利于提高離子電導(dǎo)率;但鋰源過量程度過大時(shí),過多的鋰離子堵塞了離子傳輸通道,而且晶粒之間出現(xiàn)間隙,均造成離子電導(dǎo)率降低。交流阻抗結(jié)果顯示最佳

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