LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质的制备及导电性能

《LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质的制备及导电性能》是一篇关于固态电解质材料的研究论文，旨在探索一种新型复合电解质材料在固态电池中的应用潜力。该论文的研究背景源于对高能量密度、安全性和稳定性的固态电池的需求不断增长。传统液态电解质存在易燃、泄漏等安全隐患，而固态电解质因其优异的热稳定性、较高的离子导电性以及良好的机械性能，成为当前研究的热点。

LSGM（Lanthanum Strontium Gallium Magnesium Oxide）是一种常见的氧化物基固态电解质材料，具有较高的离子导电性，尤其在高温下表现出优良的性能。然而，其在常温下的导电性相对较差，限制了其在室温条件下的应用。因此，研究人员尝试通过引入其他物质来改善LSGM的导电性能，其中(LiNa)2CO3作为一种碱金属碳酸盐，被认为可以有效提高材料的离子导电能力。

本文中，作者采用溶胶-凝胶法和高温烧结相结合的方法制备了LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质。首先，将LSGM粉末与(LiNa)2CO3按一定比例混合，并通过球磨处理使两者均匀分散。随后，将混合物压制成片状样品，并在高温下进行烧结，以形成致密的复合电解质材料。

在实验过程中，作者对不同配比的LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质进行了结构表征和电化学性能测试。通过X射线衍射（XRD）分析，确认了复合材料的主要相组成，并观察到(LiNa)2CO3的加入并未破坏LSGM的晶体结构，反而可能促进了晶粒的生长和致密化。此外，扫描电子显微镜（SEM）结果显示，复合材料的微观结构更加均匀，孔隙率降低，这有助于提高离子传输效率。

为了评估复合电解质的导电性能，作者使用交流阻抗谱（EIS）技术测量了不同温度下的电导率。实验结果表明，在300°C时，LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质的电导率显著高于纯LSGM材料，且随着(LiNa)2CO3含量的增加，电导率呈上升趋势。这说明(LiNa)2CO3的引入有效提高了材料的离子导电能力。

进一步研究发现，复合电解质在较低温度下的导电性能也得到了改善。例如，在25°C时，LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质的电导率达到1.2×10⁻³ S/cm，远高于纯LSGM材料的0.5×10⁻⁴ S/cm。这一结果表明，(LiNa)2CO3的掺杂不仅提升了高温下的导电性能，还显著改善了常温下的电导率。

此外，作者还对复合电解质的热稳定性进行了测试。结果表明，LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质在高温下仍能保持良好的结构稳定性，未出现明显的分解或相变现象。这种良好的热稳定性使其在高温电池系统中具有较大的应用潜力。

综上所述，《LSGM-(LiNa)2CO3复合电解质的制备及导电性能》这篇论文通过对LSGM与(LiNa)2CO3的复合研究，成功开发出了一种具有优良导电性能和热稳定性的新型固态电解质材料。该研究为未来固态电池的发展提供了重要的理论依据和技术支持，同时也为高性能固态电解质材料的设计与优化提供了新的思路。