高温固相合成法制备锂陶瓷电解质

高温固相合成法是一种传统的陶瓷制备方法，这种方法操作简单，制备出的锂陶瓷电解质耐高温性能好，也是目前最广泛应用的导锂陶瓷电解质的制备技术，但制得的材料致密度不高，而且高温烧结过程中耗时耗能，易出现杂相，并造成Li+损失而影响到导锂陶瓷的理化性能。为避免Li+挥发,可以在密闭的容器中对材料进行高温热处理，以降低烧结过程中的Li+损失。Sugantha等在烧结陶瓷LiM3+N4+Ps012(M＝Cr、Fe、In，N＝Ti、Zr、Hf)过程中，用Pt箔包住薄片，并放在封闭的石英试管里加热；Morales等在制备钙钛矿结构的导锂陶瓷Pr0.5+x+yLi0.5-3xTi1-3yCr3yO3时，将压片后的材料用同样组成的粉末覆盖，这些方法都显著降低了材料中的锂损失。Best等D83使用高温固相法合成了一系列导电陶瓷Li1.3Ti1.7Al0.3(P04)3-x(Z04)x(Z＝V、Nb)。具体步骤是，首先将高纯度的原材料充分研磨并在260—270~C灼烧至泡沫下降；而后在Ar／02混合气氛中900~C条件下煅烧2h；最后将所得粉末在乙醇介质中球磨3h后干燥。所得产物进行交流阻抗测定，并和其它几种不同的加工过程制得的产物对比，发现所测电导率值均高于其它加工过程制得样品的最佳电导率，足见烧结过程对材料电导率的影响之大。张玉荣等以天然高岭石A|4(SiOlo)(OH)s为起始原料，将其与TiOz、Ge02、Li2COa、NH4H2P04按化学计量比研细混匀后，移人铂舟，在170~C加热4h使铵盐分解，绦后升温至700~C加热4h使Li2COa分解，最后于1000~C烧结20h，制得快离子导体Lil+xAlxTiyGez-x-ySiP3-xO12，对其进行相分析和电导率测定发现x<0.3时均得到类似于NASICON结构的固溶体导电相，并且400~C下的电导率高达2.13X10-2S／cm。