快离子导体氧化物固态电解质LLZO.氧化物固态电解质到
底是怎么构成的?它是由快离子导体,粘结剂和锂盐组成。快离子导体最常见的就是锂镧锆氧LLZO,锂镧锆钛氧LLZTO,晶体结构为石榴石型,快离子导体约占固态电解质总质量的80%。粘结剂常见为PVDF,PTFE等,其约占固态电解质总质量的5%。锂盐常见为高氯酸锂,三氟甲基磺酸锂,双(三氟甲基磺酸)亚胺锂,三(三氟甲基磺酸)甲基锂等,其约占固态电解质总质量15%因此固态电解质里质量最大的就是陶瓷粉体LLZO等快离子导体。LLZO又是怎么形成的呢?他由氢氧化锂,氧化镧和氧化锆混合烧结成的,氧化锆约占LLZO烧结前质量的25%,氧化镧约占45%,氢氧化锂约占35%。
因此氧化锆占氧化物固态电解质的质量为0.8*0.25=20%与纪要里的氧化锆占电解质质量比例相吻合。
然而由于固态电解质用于电池,极片与电解质之间存在较大的界面电阻,由于锂离子经过固态电解质在电池中迁移,固态电池与电极极片的接触状态极大的影响了电池性能。如果极片与固态电解质之间接触不好,并且极片内部没有足够的锂离子扩散通道,锂离子迁移将受到影响,降低了电池的容量。所以一般利用固态电解质包覆到正负极活性材料,确保材料颗粒间锂离子通道畅。
LLZO的制备通常采用高温固相法、化学共沉淀法、溶胶凝胶法、去离子烧结法、微波诱导法等多种方法。在这些方法中,高温固相法是将原料LiOH、La2O3、ZrO2混合均匀后,在高温下进行长时间烧结来制备LLZO。这种方法简单高效,但可能会导致产品的晶界电阻较大。
LLZO的应用
LLZO作为固态电解质,在电池中的应用至关重要。它能够保障锂离子在正负极之间的顺畅迁移,从而保证电池的高效运行。然而,由于LLZO与电极材料之间存在的界面电阻较大,这可能会影响电池的性能。因此,通常需要将LLZO包覆到电极活性材料上,以确保材料颗粒间的锂离子通道畅通.