Везде

ОХНМЭлектрохимия Russian Journal of Electrochemistry

  • ISSN (Print) 0424-8570
  • ISSN (Online) 3034-6185

Сравнительное исследование влияния механической активации и введения легкоплавких добавок на ионную проводимость Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3

Вы можете
Код статьи
10.31857/S042485702303012X-1
DOI
10.31857/S042485702303012X
Тип публикации
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Шиндров А. А.
  • Аффилиация: Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
Мищенко К. В.
  • Аффилиация: Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН
Том/ Выпуск
Том 59 / Номер выпуска 3
Страницы
176-182
Аннотация
В настоящей работе проведено сравнительное исследование влияния механической активации в планетарной мельнице и легкоплавких добавок на проводящие свойства твердого электролита Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 (LATP) со структурой NASICON. Согласно данным спектроскопии электрохимического импеданса, механическая активация приводит к увеличению общей проводимости материала с 0.57 × 10–4 до 1.20 × 10–4 См см–1, в то время как введение легкоплавких добавок LiPO3 и Li2B4O7 в количестве 5 мас. % увеличивает проводимость до 1.53 × 10–4 и 1.50 × 10–4 См см–1 соответственно. Значение электронной проводимости образцов не превышает 10–9–10–8 См см–1. Согласно данным температурной зависимости проводимости, для образца LATP с добавкой Li2B4O7 (5 мас. %) наблюдается наименьшее значение энергии активации, равное 0.29 эВ.
Ключевые слова
твердые электролиты Li<sub>1.3</sub>Al<sub>0.3</sub>Ti<sub>1.7</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> ионная проводимость механическая активация легкоплавкие добавки
Дата публикации
17.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
2

Библиография

  1. 1. Xu, K., Nonaqueous liquid electrolytes for lithium-based rechargeable batteries, Chem. Rev., 2004, vol. 104, p. 4303.
  2. 2. Choi, N.S., Chen, Z., Freunberger, S.A., Ji, X., Sun, Y.K., Amine, K., Yushin, G., Nazar, L.F., Cho, J., and Bruce, P.G., Challenges facing lithium batteries and electrical double-layer capacitors, Angew. Chem. Int. Ed., 2012, vol. 51, p. 9994.
  3. 3. Tan, D.H.S., Banerjee, A., Chen, Z., and Meng, Y.S., From nanoscale interface characterization to sustainable energy storage using all-solid-state batteries, Nature Nanotechnology, 2021, vol. 15, p. 170.
  4. 4. Kosova, N.V., Devyatkina, E.T., Stepanov, A.P., and Buzlukov, A.L., Lithium conductivity and lithium diffusion in NASICON-type Li1 + xTi2 – xAlx(PO4)3 (x = 0; 0.3) prepared by mechanical activation, Ionics, 2008, vol. 14, p. 303.
  5. 5. Kobayashi, Yo., Takeuchi, T., Tabuchi, M., Ado, K., and Kageyama, H., Densification of LiTi2 (PO4)3-based solid electrolytes by spark-plasma-sintering, J. Power Sources, 1999, vol. 81–82, p. 853.
  6. 6. Aono, H., Sugimoto, E., Sadaoka, Y., Imanaka, N., and Adachi, G., Ionic conductivity of solid electrolytes based on lithium titanium phosphate, J. Electrochem. Soc., 1990, vol. 137, p. 1023.
  7. 7. Aono, H., Sugimoto, E., Sadaoka, Y., Imanaka, N., and Adachi, G., Ionic conductivity and sinterability of lithium titanium phosphate system, Solid State Ionics, 1990, vol. 40/41, p. 38.
  8. 8. Arbi, K., Lazarraga, M.G., Ben Hassen Chehimi, D., Ayadi-Trabelsi, M., Rojo, J.M., and Sanz, J., Lithium Mobility in Li1.2Ti1.8R0.2(PO4)3 Compounds (R = Al, Ga, Sc, In) as Followed by NMR and Impedance Spectroscopy, Chem. Mater., 2004, vol. 16, p. 255.
  9. 9. Dias, J.A., Santagneli, S.H., and Messaddeq, Y., Methods for Lithium Ion NASICON Preparation: From Solid-State Synthesis to Highly Conductive Glass-Ceramics, J. Phys. Chem. C, 2020, vol. 124, p. 26518.
  10. 10. Xiao, W., Wang, J., Fan, L., Zhang, J., and Li, X., Recent advances in Li1 + xAlxTi2 – x(PO4)3 solid-state electrolyte for safe lithium batteries, Energy Storage Mater., 2019, vol. 19, p. 379.
  11. 11. Bai, F., Kakimoto, K., Shang, X., Mori, D., Taminato, S., Matsumoto, M., Takeda, Y., Yamamoto, O., Minami, H., Izumi, H., and Imanishi, N., Synthesis of NASICON type Li1.4Al0.4Ge0.2Ti1.4(PO4)3 solid electrolyte by rheological phase method, J. Asian Ceram. Soc., 2020, vol. 8, p. 476.
  12. 12. Ming, X., Xin, W., Li, H., Zhang, Y.H., Xu, M.F., and He, Z.Q., Synthesis of Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 by sol–gel technique, Mater. Lett., 2004, vol. 58, p. 1227.
  13. 13. Bucharsky, E.C., Schell, K.G., Hintennach, A., and Hoffmann, M.J., Preparation and characterization of sol–gel derived high lithium ion conductive NZP-type ceramics Li1 + xAlxTi2 – x(PO4)3, Solid State Ionics, 2015, vol. 274, p. 77.
  14. 14. Schroeder, M., Glatthaar, S., and Binder, J.R., Influence of spray granulation on the properties of wet chemically synthesized Li1.3Ti1.7Al0.3(PO4)3 (LATP) powders, Solid State Ionics, 2011, vol. 201, p. 49.
  15. 15. Kunshina, G.B., Gromov, O.G., Lokshin, E.P., and Kalinnikov, V.T., Sol–gel synthesis of Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 solid electrolyte, Russ. J. Inorg. Chem., 2014, vol. 59, p. 424.
  16. 16. Xu, X., Wen, Z., Yang, X., Zhang, J., and Gu, Z., High lithium ion conductivity glass-ceramics in Li2O–Al2O3–TiO2–P2O5 from nanoscaled glassy powders by mechanical milling, Solid State Ionics, 2006, vol. 177, p. 2611.
  17. 17. Fu, J., Superionic conductivity of glass-ceramics in the system Li2O–Al2O3–TiO2–P2O5, Solid State Ionics, 1997, vol. 96, p. 195.
  18. 18. Zhang, M., Liu, J., and He, W., Preparation, characterization and conductivity studies of Li1.3M0.3Ti1.7(PO4)3 (M = Al, Cr and Fe) glass–ceramics, Adv. Mater. Res., 2013, vol. 602-604, p. 548.
  19. 19. Aono, H., Sugimoto, E., Sadaoka, Y., Imanaka, N., and Adachi, G., Ionic conductivity of the lithium titanium phosphate (Lil + xMxTi2 – x(PO4)3, M = AI, Sc, Y, and La) systems, J. Electrochem. Soc., 1989, vol. 136, p. 590.
  20. 20. German, R.M., Suri, P., and Park, S.J., Review: liquid phase sintering, J. Mater. Sci., 2009, vol. 44, p. 1.
  21. 21. Kozawa, T., Combined wet milling and heat treatment in water vapor for producing amorphous to crystalline ultrafine Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3 solid electrolyte particles, RSC Adv., 2021, vol. 11, p. 14796.
  22. 22. Куншина, Г.Б., Щербина, О.Б., Бочарова, И.В. Проводимость и механические свойства керамических литийпроводящих твердых электролитов со структурой NASICON. Электрохимия. 2021. Т. 57. С. 554.
  23. 23. He, S. and Xu, Y., Hydrothermal-assisted solid-state reaction synthesis of high ionic conductivity Li1 + xAlxTi2 – x(PO4)3 ceramic solid electrolytes: The effect of Al3+ doping content, Solid State Ionics, 2019, vol. 343, p. 115078.
  24. 24. Xiao, W., Wang, J., Fan, L., Zhang, J., and Li, X., Recent advances in Li1 + xAlxTi2 – x(PO4)3 solid-state electrolyte for safe lithium batteries, Energy Storage Mater., 2019, vol. 19, p. 379.
  25. 25. Rettenwander, D., Welzl, A., Pristat, S., Tietz, F., Taibl, S., Redhammer, G.J., and Fleig, J., A microcontact impedance study on NASICON type Li1 + xAlxTi2 – x(PO4)3 (0 
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека