Li3BO3-Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12复合固态电解质制备及锂离子导电性能研究

摘要

为在较低烧结温度下制备具有高锂离子电导率的Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12电解质,采用固相法,将低熔点的硼酸锂(Li3BO3)固态电解质按照一定比例与Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12电解质复合,制备了10组含有不同比例Li3BO3添加量的Li3BO3-Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12复合固态电解质(Li3BO3与Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12物质的量比值为0~0.9),相应烧结温度降低至800℃。同时为明确Li3BO3对复合电解质致密化烧结的影响规律及作用机制,对10组复合电解质的组成、结构形貌及离子电导率性能进行横向比较。发现其锂离子电导率随Li3BO3添加量的增加出现先升高后降低的趋势,其中Li3BO3与电解质物质的量比值为0.7的样品室温锂离子电导率高于其他9组,约为4.5×10^-5 S/cm,而未添加Li3BO3样品锂离子电导率仅为5.5×10^-6 S/cm。通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)观察发现,Li3BO3可促使Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12晶粒长大及致密化,因此通过与Li3BO3复合可提高Li6.5La3Zr1.5Ta0.5O12电解质的性能。