鈣鈦礦型鋰離子電解質的制備和摻雜改性

　　無機固體鋰離子電解質具有能量密度高、使用壽命長、功率大、安全性高、無污染等優點，是傳統有機液體電解質的良好替代品。其中，鈣鈦礦型鋰離子電解質具有良好的晶粒導電性和化學穩定性，存在巨大的潛在應用。

　　目前，合成鈣鈦礦型鋰離子電解質無機固體電解質的方法主要有固相法、溶膠-凝膠法以及其他方法。

　　固相法

　　固相法是將原料試劑按化學計量比用天平進行稱量，利用粉碎、球磨等方式將其混合在一起形成粉末進行煅燒，再經過高溫燒結得到鈣鈦礦型氧化物。該方法原理簡單、成本較低、實際操作簡便，但鍛燒溫度高、時間長，且顆粒粗大、不均勻、易團聚、易混入雜質，由此導致樣品性能較差。

　　溶膠-凝膠法

　　溶膠-凝膠技術是當前制備納米級材料的主要方法，是將金屬有機物或無機物經過溶液、溶膠、凝膠再經過熱處理形成納米粉體的方法。該方法反應在溶液中進行，均勻度高，煅燒溫度低。同時，可以準確控制化學計量比，從而控制材料的微觀結構和性質。但原材料成本較高，不適合大規模生產。

　　其他方法

　　制備鈣鈦礦型鋰離子電解質的方法還有共沉淀法、溶膠凝膠-低溫燃燒法等。雖然鈣鈦礦型鋰快離子導體陶瓷材料具有較高的晶粒電導率，但仍然存在很多問題。

　　在合成過程中，由于高溫導致氧化鋰損失，較難控制最后所得產物的組分，不易得到較高的電導率。而由于其具有較高的界面電阻，材料的晶界電導率較低，大量研究者通過改變晶體結構或將不同物質與之摻雜等方式來提高鈣鈦礦型鋰離子電解質的離子電導率。

　　晶體結構的摻雜改性

　　鈣鈦礦型鋰離子電解質中A位和B位取代的各種構型共有以下幾種：其他鑭系元素離子對鑭離子的A位取代;其他堿、堿土和銀離子對鋰離子的A位取代;鈦離子被三價、四價、五價、六價離子的B位取代;A位和B位點的共同置換。

　　與不同物質混合的摻雜改性

　　與固體無機電解質的混合可以使鈣鈦礦型鋰離子電解質的鋰濃度增加，從而影響電導率，也可增強可燒結性能，提高致密性。

　　在制備鈣鈦礦型鋰離子電解質時，應選取適合的方法，合理控制原材料的含量、燒結溫度和燒結時間等因素，從而獲得結構穩定且電導率較高的電解質。

推薦您閱讀粉體行業資訊、了解工業產品技術、熟悉更多超微粉碎產品百科知識，助您選設備不求人。