固体电解质Li7La3Zr2O12的多元协同掺杂以及与LiMn2O4正极的相容性研究

项目名称： 固体电解质Li7La3Zr2O12的多元协同掺杂以及与LiMn2O4正极的相容性研究

项目编号： No.21203145

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 物理化学

项目作者： 熊礼龙

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 27万元

中文摘要： 固体电解质的研究和发展直接关系到具有高安全性的全固态锂离子电池的应用。本项目将通过研究阳离子掺杂对新型固体电解质Li7La3Zr2O12离子电导率的影响，揭示Li7La3Zr2O12石榴石结构中不同晶格位的离子影响电导率的关键因素，阐明Li7La3Zr2O12材料的结构与性能的关系。利用多元素协同掺杂，综合调控Li7La3Zr2O12结构中不同晶格位置对离子传输影响的有利因素，提高固体电解质的离子电导率。研究固体电解质Li7La3Zr2O12和锂离子电池正极材料尖晶石LiMn2O4的相容性，即两者界面的热力学稳定性和界面离子传输特性。揭示影响离子在电解质和电极界面传输的关键因素，建立离子在界面的传输机理。组装全固态锂电池，取得相关的电化学参数，为制备高性能的全固态锂离子电池提供理论依据和实验指导。

中文关键词： 全固态锂离子电池；离子传输；相容性；过渡层；热稳定性

英文摘要： The application of all solid-state lithium ion batteries depands on the development of solid electrolyte. In this project we will study the effect of cation-doping on ionic conductivity of the new solid electrolyte Li7La3Zr2O12, reveal the key influencing factors of ions at different lattice positions on the conductivity, illuminate the relation between structure and properties of Li7La3Zr2O12 material. We utilize multi-cations doping, controlling favorable factors of cation-doping at different lattice positions, to improve the ionic conductivity. We study the compatibility between Li7La3Zr2O12 solid electrolyte and spinel LiMn2O4 cathode, including the thermodynamic stability and ionic transport properties at the Li7La3Zr2O12 electrolte/ LiMn2O4 cathode interface, to reveal the key factors which affect the ion transport at the interface of electrolyte and electrode, establish mechanism of ion transport at the interface. We assemble all solid-state lithium batteries, obtaining relative electrochemical parameters, in order to afford theoretical basis and experiment instruction for assembling all solid-state lithium ion batteries.

英文关键词： All solid-state lithium ion batteries；Ion transport；Compatibility；Transitional layer；Thermostability