采用固相法合成了Ba与Ga共掺杂的Li7 La3 Zr2 O12(LLZO)石榴石型固态电解质粉末,再结合常压烧结制备了Ba、Ga共掺杂LLZO样品.采用X射线衍射、扫描电镜、能谱分析和交流阻抗法对样品的物相结构、微观形貌、成分分布及电导率进行了表征.结果表明,在烧结温度1100℃下得到了立方相的LLZO固态电解质.当Ga的含量在LLZO化学式中为0.15,Ba掺杂量从0增加至0.15(Ga0.15Bax-Li6.55+xLa3-xZr2O12,x=0～0.15)时,LLZO样品的平均晶粒尺寸从14μm下降到4μm,30℃时晶界电导率由1.54×10-5 S·cm-1提升到2.22×10-4 S·cm-1.Ba作为一种烧结剂,改善了材料的烧结性能,降低了材料的平均晶粒尺寸,使晶粒与晶粒连接得更紧密.Li6.7 Ga0.15 La2.85 Ba0.15 Zr2 O12样品在30℃下的总电导率为2.11×10-4 S·cm-1,远高于单独掺杂Ga时Li6.55Ga0.15La3Zr2O12样品的总电导率(σ=1.40×10-5 S·cm-1),由此可见,Ba、Ga共掺杂极大地提高了LLZO的锂离子电导率.
Li7La3Zr2O12 石榴石型固态电解质 元素掺杂 电导率