玻璃態(tài)快離子導(dǎo)體的制備與表征.pdf

1、用固相法制備了1.5Li2O-P2O5-xTiO2玻璃快離子導(dǎo)體，對玻璃分別進行晶化處理、摻雜 Al2O3、滲碳以及玻璃纖維拉制的后期處理，分別得到快離子導(dǎo)體Li2O-P2O5-TiO2微晶玻璃、1.5Li2O-P2O5-0.5TiO2-yAl2O3玻璃及微晶玻璃、1.5Li2O-0.4TiO2-P2O5/C滲碳玻璃和1.5Li2O-P2O5-xTiO2玻璃纖維，并對制備的材料進行電化學(xué)性能等測試，研究不同TiO2含量、析晶、摻Al2O

2、3、滲碳以及制成玻璃纖維對玻璃電化學(xué)性能的影響。
　　隨著 x的增加1.5Li2O-P2O5-xTiO2玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)逐漸緊密，室溫導(dǎo)電率逐漸增加，最高為8.72×10-7 S/cm；析晶后高導(dǎo)電率LiTi2(PO4)3晶體出現(xiàn)，使導(dǎo)電率增加，當(dāng)x=0.7時微晶玻璃室溫導(dǎo)電率達到最高，為1.34×10-6 S/cm；摻入Al2O3后玻璃室溫導(dǎo)電率降低，析晶后室溫導(dǎo)電率隨 Al2O3摻入量的增加呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢，平均提高了一倍多

3、，最高為1.55×10-6 S/cm；以乙炔黑和葡萄糖為碳源滲入玻璃中都使玻璃的導(dǎo)電率升高，而且隨著含碳量的增加而升高，最高為4.73×10-7 S/cm，比滲碳前提高了40.36％，兩種碳源同方法制備的玻璃導(dǎo)電性一致。
　　1.5Li2O-P2O5-xTiO2玻璃作為鋰離子電池正極時充放電性能較差，以25mA g-1的電流密度充放電，首次放電比容量不到1mAh g-1，沒有實用價值。作為電池負(fù)極的充放電性能明顯比作為正極要好，電

4、池的比容量隨著x的增加而逐漸增加，當(dāng)x=0.5時玻璃的充放電性能最好，以25mA g-1的電流密度充放電，放電比容量為33.3 mAh g-1，20次循環(huán)后容量衰減3.63%；析晶后玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的改變以及LiTi2(PO4)3晶體的出現(xiàn)使放電比容量提高了3到4倍，放電比容量隨著x增加先增大后減小，在x=0.5時達到最大，以25mA g-1的電流密度充放電時為113.5 mAh g-1，20次循環(huán)后容量損失24.2%，循環(huán)性能逐漸趨于穩(wěn)定

5、；Al2O3的摻入使充放電性能大幅提高，1.5Li2O-P2O5-0.5TiO2-yAl2O3玻璃中y=0.2時的玻璃充放電性能最好，以25mA g-1的電流密度充放電放電比容量為78 mAh g-1，比摻Al2O3前提高兩倍多，20次充放電循環(huán)后容量損失為1.27%，析晶后y=0.15時的微晶玻璃充放電性能最好，以25mA g-1的電流密度充放電放電比容量為80.4 mAh g-1，20次充放電循環(huán)后容量損失為2.98%；拉制成的玻璃

6、纖維微觀下為外緊內(nèi)松的層狀結(jié)構(gòu)，這種特殊結(jié)構(gòu)使玻璃的放電比容量以及循環(huán)性能都提高了，x=0.4時，以25mA g-1的電流密度充放電，比容量提高10 mAh g-1，循環(huán)20次容量衰減14.49%；滲玻璃的比容量隨著滲碳量的增加而增加，滲碳量最高的樣品放電容量為60.2 mAh g-1，是摻碳前的兩倍多，20次循環(huán)后容量衰減10.9%。
　　實驗結(jié)果表明，Li2O-P2O5-TiO2玻璃態(tài)快離子導(dǎo)體可以通過改變組成以及制成玻璃纖維