掺杂可以改善具有NASICON结构的导锂陶瓷电解质的传输通道

尽管掺杂LiTi2PsOlz导锂陶瓷离子电导率较高，但这类化合物与金属锂直接接触时易发生氧化还原反应，发生电子导电，这是在电池应用方面所不希望的。用其它四价阳离子或三价和五价阳离子完全取代Ti4+可避免此类反应发生。常用的四价离子有Zr4+、5114+、Hf4+、Ge4+，半径较大的四价阳离子如Zr4+、Sn4+、Hr4+取代Ti4+后，产物在低温时晶体结构一般属三斜晶系或单斜晶系，离子电导率比较低，而半径较小的Ge4+取代Ti‘+后的产物LiGezP，012属三方晶系，100℃下的电导率为0．2X10-‘S／cm，进一步用A13+部分取代Ge4+，其电导率可达5．2X10-。S／cm。另外，通过五价和三价阳离子共同取代Ti4+也可避免氧化还原反应的发生，Thangadurai等用MS+(M＝NbS+、Ta5+)和N3+(N＝Ala+、Cra+、Fe：+)完全取代Ti‘+后，发现350~C下LiTaAlPa012的电导率高于LiTi2P：Olz，进一步用半径较小的Ge4+部分取代LiTaAlPa012体系中的TaS+后，可进一步提高其室温离子电导率，高达o．55X10-4S／CHI，可与电导率最好的Lil、，Ti2-。AI，Ps012相比，并且对金属锂稳定。
可见，掺杂可以改善具有NASICON结构的导锂陶瓷电解质的传输通道，产生间隙Li+或Li+空位，更重要的是可降低材料的孑L隙率和晶粒边界电阻，从而显著提高其离子电导率，但是这类材料通常对金属锂不稳定，在电池中应用时应尽量避免电子导电。