基于第一性原理的石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)固态电解质的设计与合成

作     者：梁兴华 吴希 吴秋满 李鑫旗 毛杰 方志杰 Liang Xinghua;Wu Xi;Wu Qiuman;Li Xinqi;Mao Jie;Fang Zhijie

作者机构：广西科技大学广西汽车零部件与整车技术重点实验室广西柳州545006 广东省科学院广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东广州510650 

基　　金：Fund Project of the GDAS Special Project of Science and Technology Development Guangdong Academy of Sciences Program (2020GDASYL-20200104030) Innovation Project of Guangxi University of Science and Technology Graduate Education (YCSW2020217) Guangxi Innovation Driven Development Project (AA18242036-2) Fund Project of the Key Lab of Guangdong for Modern Surface Engineering Technology (2018KFKT01) 

出 版 物：《稀有金属材料与工程》 (Rare Metal Materials and Engineering)

年 卷 期：2021年第50卷第6期

页      码：1956-1963页

摘      要：基于密度泛函理论(DFT)的第一原理方法计算了四方相和立方相中2种不同的Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(LLZO)固体电解质材料的能带结构,晶格参数,态密度和成键特性。基于理论计算结果,通过电子结构特性解释了四面体相的离子电导率低于立方相的离子电导率的原因。基于LLZO的第一性原理计算,设计了2种晶体结构的LLZO材料,并通过高温固相法制备并分析了不同烧结时间的LLZO颗粒的性能。探索了合成工艺参数对Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)性能的影响。立方晶Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(C-LLZO)的平均晶格大小为a=b=c=1.302 246 nm,而四方Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12)(T-LLZO)的平均晶格大小为a=b=1.313 064 nm,c=1.266 024 nm。在1000℃下烧结12 h的C-LLZO为纯立方相,在室温(25℃)下最大离子电导率为9.8×10^(-5) S·cm^(-1)。T-LLZO在室温(25℃)下的离子电导率为5.96×10^(-8) S·cm^(-1),在800℃下烧结6 h具有纯的四方相结构,与计算结果基本吻合。

主 题 词：石榴石型Li_(7)La_(3)Zr_(2)O_(12) 第一性原理 电子结构 固态电解质 离子电导率 

学科分类：081702[081702] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 0806[工学-电气类] 08[工学] 0817[工学-轻工类] 0805[工学-能源动力学] 0703[理学-化学类] 0702[理学-物理学类] 

核心收录：

D　O　I：10.12442/j.issn.1002-185X.20200379

馆 藏 号：203104282...