【摘 要】
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Na-β“-Al2O3固体电解质材料的Na+电导率直接影响着钠硫电池的性能.以提高Na-β”-Al2O3固体电解质材料Na+电导率为目的,利用传统固相反应法,在Li+掺杂作为稳定剂的基础上,
【机 构】
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景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院,中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室,江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室,江西景德镇333403
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Na-β“-Al2O3固体电解质材料的Na+电导率直接影响着钠硫电池的性能.以提高Na-β”-Al2O3固体电解质材料Na+电导率为目的,利用传统固相反应法,在Li+掺杂作为稳定剂的基础上,加入0％～1.25％(质量分数)TiO2引入Ti4+,制备Na-β“-Al2O3固体电解质材料.采用X射线衍射(XRD)以及扫描电子显微镜(SEM)对样品进行表征,采用交流阻抗法测试了样品的电导率.实验结果表明,Ti4+掺杂可较大幅度提高Na-β”-Al2O3材料的Na+电导率,原因有三:一是Ti4+掺杂进入Na-β“-Al2O3晶格取代了A13+,掺杂后抑制了β”相向β相的转变,从而提高β"相的相对含量,且无杂相生成;二是Ti4+掺杂可以降低材料的烧结温度,促进晶粒生长,从而提高了材料的体积密度;三是Ti4+掺杂可以降低材料在高温烧结过程中钠组分的挥发,提高材料的钠含量.其中,在TiO2掺杂量为0.75％,烧成温度为1575℃,保温0.5h条件下,制得的材料性能最佳,电导活化能为0.1606 eV,离子电导率由未掺杂样品的0.023 S·cm-1提升至0.034 S·cm-1.
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