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低温合成LLZO及其离子导电性研究任务书

 2020-02-10 23:59:40  

1. 毕业设计(论文)主要内容:

研究固相反应法快速低温合成LLZO(Li7La3Zr2O12)陶瓷粉体的可行性及其适宜温度,探究烧结时间、烧结温度与原料配比对LLZO物相的生成和杂相(La2Zr2O7)消除的影响,确定LLZO立方相粉体的最佳合成工艺,结合相关理论对固相反应法快速低温合成LLZO立方相粉体的机理;探索掺杂元素对LLZO立方相陶瓷的离子导电性能的影响;研究固体电解质和电极之间的界面特性,提高LLZO与正负极之间的导电率。

整个过程采用XRD,FESEM, TEM等手段进行材料表征。

2. 毕业设计(论文)主要任务及要求

1. 查阅不少于20篇的相关资料,其中英文文献不少于10篇,完成开题报告,并完成不少于5000字的英文文献翻译;

2. 探究烧结温度、原料比例、掺杂元素种类与含量对llzo立方相粉体合成的影响,提出固相反应法快速低温合成llzo立方相粉体的机理;

3. 探究掺杂元素种类与含量、烧结温度等合成工艺对llzo立方相陶瓷离子导电率的影响;

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3. 毕业设计(论文)完成任务的计划与安排

1. 第1-2周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确定方案,完成开题报告;

2. 第3-6周:研究固相反应法快速低温合成llzo立方相粉体的可行性及其最佳条件,并进行物相和微观结构表征,结合相关理论对其合成机理进行阐述;

3. 第7-14周:探索掺杂元素对llzo立方相粉体与陶瓷合成及其离子导电率性能的影响,优化电极和固体电解质之间的界面接触,改善li 传导问题;

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4. 主要参考文献

  1. [1] KimuraT, Yamada Y, Yamamoto K, et al. Rapid low-temperaturesynthesis of tetragonal single-phase Li7La3Zr2O12 [J].Journal of the American Ceramic Society, 2017, 100(4): 1313-1319.
  2. [2] Bitzer M, Gestel T V, Uhlenbruck S, et al.Sol-gel synthesis of thin solid Li7La3Zr2O12, electrolyte filmsfor Li-ion batteries[J]. Thin Solid Films, 2016, 615:128-134.
  3. [3] Rosenkiewitz N, Schuhmacher J, Bockmeyer M,et al. Nitrogen-free sol–gel synthesis of Al-substituted cubic garnet Li7La3Zr2O12,(LLZO)[J]. Journal of Power Sources, 2015, 278:104-108.
  4. [4] Shidong Song, Butian Chen, Yanli Ruan, Jian Sun, LimeiYu, Yan Wang, Joykumar Thokchom. Gd-doped Li7La3Zr2O12 garnet-type solid electrolytes forall-solid-state Li-Ion batteries[J]. Electrochimica Acta, 2018, 270: 501-508.
  5. [5] Saccoccio M, Yu J, Lu Z, et al. Lowtemperature pulsed laser deposition of garnet Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12 films as all solid-state lithium battery electrolytes[J]. Journal of PowerSources, 2017, 365:43-52.
  6. [6] Fei Chen, Dunjie Yang, Wenping Zha, BodiZhu, Yanhua Zhang, Junyang Li, Yuping Gu, Qiang Shen, Lianmeng Zhang, Donald R.Sadoway. Solid polymer electrolytes incorporating cubic Li7La3Zr2O12 for all-solid-state lithium rechargeablebatteries[J]. Electrochimica Acta, 2017, 258: 1106-1114.
  7. [7] Geng H, Chen K, Yi D, et al. FormationMechanism of Garnet-Like Li7La3Zr2O12 Powder Prepared by Solid State Reaction[J]. Rare Metal Materials amp;Engineering, 2016, 45(3):612-616.
  8. [8] Zhongli Hu,Hongdong Liu,Haibo Ruan,RongHu,Yongyao Su,Lei Zhang. High Li-ion conductivity of Al-doped Li7La3Zr2O12 synthesized by solid-state reaction[J]. Ceramics International,2016,42(10): 12156-12160.
  9. [9] An-Ni Wang, Juliane Franciele Nonemacher, GangYan, Martin Finsterbusch, Jürgen Malzbender, Manja Krüger. Mechanicalproperties of the solid electrolyte Al-substituted Li7La3Zr2O12 (LLZO) by utilizing micro-pillar indentationsplitting test[J]. Journal of the European Ceramic Society, 2018, 38(9): 3201-3209.
  10. [10] Shao C, Liu H, Yu Z, et al. Structure andionic conductivity of cubic Li7La3Zr2O12,solid electrolyte prepared by chemical co-precipitation method[J]. Solid StateIonics, 2016, 287:13-16.


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