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放电等离子烧结制备的nasicon型Li1+2xZr2-xCax(PO4)3固体电解质的锂离子电导率- ScienceDirect( Li-ion conductivity of NASICON-type Li1+2xZr2-xCax(PO4)3 solid electrolyte prepared by spark plasma sintering - ScienceDirect )
M Kotobuki S Yanagiya
为了提高Li1+2xCaxZr2-x(PO4)3(x=0.05～0.3)固体电解质的锂离子电导率，采用放电等离子烧结技术。在x=0.1～0.3范围内得到高导电菱形相，而在x=0.05范围内，同时形成三斜晶相和菱形相。用放电等离子烧结技术烧结的样品比常规烧结的样品具有更高的致密度。Ca和Zr的元素分布相互重叠，表明Ca掺入LiZr2(PO4)3晶格，而传统烧结Li1+2xCaxZr2-x(PO4)3晶格中存在富Ca晶界相。这是由于放电等离子烧结过程温度低、时间短，抑制了Ca向晶界的扩散。在x=0.1处获得了5.8×10scm的最高体电导率。随着Ca的进一步取代，块体电导率降低。这与理论计算一致，理论计算表明，在高浓度的Ca中，Li离子被囚禁在Ca离子附近。在x=0.15时，样品的最高电导率为1.0×10scm，高于常规烧结样品的电导率。放电等离子烧结技术可获得烧结良好、锂离子电导率高的Li1+2xCaxZr2-x(PO4)3球团。
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