中國粉體網(wǎng)訊  研究發(fā)現(xiàn)，鋰鑭鋯氧(LLZO)固態(tài)電解質(zhì)其結(jié)構(gòu)有立方相和四方相之分,，其中立方相結(jié)構(gòu)的鋰離子電導(dǎo)率比四方相高出100倍,，可應(yīng)用于全固態(tài)電池中，因此穩(wěn)定LLZO的立方相結(jié)構(gòu)是保持高離子電導(dǎo)率的關(guān)鍵,。

自2007年第一次報(bào)道LLZO結(jié)構(gòu)及鋰離子電導(dǎo)率時(shí),，研究者并未有意添加Al到固態(tài)電解質(zhì)中去,，只是偶然發(fā)現(xiàn)在氧化鋁坩堝中經(jīng)過較長時(shí)間的高溫?zé)�結(jié)之后,，LLZO形成了立方相。

為了證明Al通過高溫?zé)�結(jié)進(jìn)入到LLZO中,，研究者又設(shè)計(jì)了一系列實(shí)驗(yàn)充分驗(yàn)證了Al穩(wěn)定LLZO立方相的作用,。但是通過坩堝來獲得Al元素穩(wěn)定LLZO立方相，具有隨意性,，無法控制Al進(jìn)入到LLZO的量,，工作不具有重復(fù)性。

于是,，研究者們就在LLZO制備初期直接加入氧化鋁,，意在使得Al進(jìn)入LLZO體相中穩(wěn)定LLZO立方相的同時(shí)還能提高LLZO的致密度。而提高LLZO致密度的原理是緣于Al₂O₃可與Li₂O在高溫下形成液相以助于LLZO的致密化,。

在LLZO固態(tài)電解質(zhì)中摻雜氧化鋁既能獲得更穩(wěn)定的立方相又能促進(jìn)LLZO的致密化,，體現(xiàn)了氧化鋁材料的“強(qiáng)大功能”。但是,，LLZO本身在使用過程中還存在一個(gè)嚴(yán)峻的問題,，就是它極易與空氣中的CO₂、H₂O反應(yīng)生成副產(chǎn)物L(fēng)iCO₃,，致使LLZO離子電導(dǎo)率降低,，甚至喪失。

此時(shí),，氧化鋁再一次發(fā)揮了它的能力,。中國粉體網(wǎng)了解到，中北大學(xué)的科研人員針對(duì)上述問題,，通過采用一種很特別的先旋涂后燒結(jié)的方法,，在LLZO表面構(gòu)筑氧化鋁薄膜，借助致密氧化鋁薄膜阻隔LLZO與空氣的直接接觸，改善和提高了LLZO的空氣-水穩(wěn)定性,。

結(jié)果表明,，采用該方法可在LLZO表面構(gòu)筑厚度約為13.34μm的無定形氧化鋁薄膜層。該薄膜層有效提高了LLZO對(duì)氣體的阻隔性,，增大了LLZO表面疏水特性,，在一定程度上抑制了Li₂CO₃的生成。除了該氧化鋁薄膜層,，另有一部分氧化鋁滲入LLZO內(nèi)部,，對(duì)孔洞實(shí)現(xiàn)了填充，提高了LLZO致密度,。表面氧化鋁薄膜和孔洞中填充的氧化鋁聯(lián)合對(duì)氣體的滲透起到了阻隔作用,。

參考來源：

[1]楊彥飛等：Li7La₃Zr₂O₁₂基氧化鋁薄膜的制備及對(duì)固態(tài)電解質(zhì)應(yīng)用性能的影響，中北大學(xué)化學(xué)與化工學(xué)院

[2]薛雯娟：石榴石型鋰離子固態(tài)電解質(zhì)的研究,，重慶大學(xué)

[3]中國粉體網(wǎng)：氧化鋁應(yīng)用于LLZO固態(tài)電解質(zhì)的“坎坷歷程”

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/平安）

注：圖片非商業(yè)用途,，存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除！