纳米多孔β-Li3PS4固体电解质的溶剂脱除法制备及性能

摘要

以Li2S和P2S5为反应物,四氢呋喃为溶剂,采用溶剂脱除法制备了室温下稳定的高离子电导率β-Li3PS4晶体电解质,通过粉末X射线衍射、差热·热重分析、拉曼光谱、氮气吸附·脱吸和交流阻抗测试等方法对其性能进行表征,研究了热处理温度对溶剂脱除程度、固体电解质结晶状态、比表面积、孔隙率和离子电导率的影响.结果表明,该方法制备得到的β-Li3PS4晶体可以在室温下稳定存在.160℃加热条件下Li3PS4的离子电导率达到7.44×10-6 S/cm.热处理过程中四氢呋喃分3个阶段脱除,导致产物颗粒表面和内部产生大量纳米孔.大量纳米孔洞的存在提高了材料的表面能,有利于新相形核,加快了相变速度,降低了相变温度,使β-Li3PS4晶体在室温下保持稳定.