新型氟磷酸鹽全固態(tài)鈉離子電解質(zhì)的制備及其性能研究.pdf

1、隨著電動交通工具的日益發(fā)展，人們對鋰離子電池的需求迅速增長，隨之而來的鋰資源緊缺問題愈發(fā)嚴重。鈉離子電池的原材料資源豐富、成本低廉，已經(jīng)逐漸成為了科研工作者關注的熱點。鈉離子電解質(zhì)是鈉離子電池中的重要組成部分，目前室溫固態(tài)鈉離子電解質(zhì)的電導率最高為3×10-4 S·cm-1，但是這種電解質(zhì)是一種硫系玻璃陶瓷材料，高純度的硫系化合物成本高昂，化學性質(zhì)不穩(wěn)定，合成電解質(zhì)的過程也相對復雜。因此，尋找一種成本低廉、電導率高、化學性質(zhì)穩(wěn)定且合成過

2、程簡單易行的鈉離子電解質(zhì)材料更有利于全固態(tài)電池的大范圍應用。
　　本論文闡述了高溫熔融法制備新型全固態(tài)氟磷酸鹽玻璃的過程，并采用二次熱處理法控制玻璃基質(zhì)的析晶過程，形成具有快離子導體結構的微晶玻璃電解質(zhì)材料，系統(tǒng)研究了材料的理論基礎、制備工藝以及電解質(zhì)材料的性能，具體內(nèi)容如下：
　　1、簡單介紹了全固態(tài)電池的發(fā)展背景，綜述了全固態(tài)鈉離子電池的機理以及研究進展，重點闡述了全固態(tài)鈉離子電解質(zhì)在鈉離子電池中的應用及其優(yōu)缺點，并介紹

3、了固態(tài)電解質(zhì)及液態(tài)電解質(zhì)的離子傳導機理，最后設計了一種新型固態(tài)鈉離子電解質(zhì)并研究了離子傳輸機理。
　　2、總結了全固態(tài)鈉離子導電玻璃、微晶玻璃以及相關晶體電解質(zhì)的制備方法，詳細的介紹了電解質(zhì)材料的結構測試、微觀形貌測試、電化學性能測、化學性能以及熱穩(wěn)定性的測試步驟。
　　3、詳細的介紹了Na2O-B2O3-P2O5-ZrO2(NBPZ)玻璃，微晶玻璃以及(Na2O+NaF)-TiO2-B2O3-P2O5-ZrF4(NTBPZ

4、)體系玻璃以及微晶玻璃的選擇機理。
　　4、通過二次熱處理方法制備了一種氧化物鈉離子電解質(zhì)材料，主要以Na2O-B2O3-P2O5-ZrO2(NBPZ)體系為玻璃基質(zhì)。通過控制二次熱處理控制材料析出晶體，進而達到對材料電性能改進。NBPZ玻璃陶瓷的室溫鈉離子電導率可高達10-5 S·cm-1。
　　5、通過對NBPZ體系的改進，再次通過二次熱處理方法制備了一種析晶可控的新型全固態(tài)氟磷酸鹽鈉離子電解質(zhì)材料，主要以(Na2O+N