快离子导体隔膜的制备及在Cu-Zn可逆电池中的应用

摘要：

具有NASICON结构的锂离子快离子导体Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3可以通过压片烧结制备成快离子导体隔膜。以NH4H2PO4、Li2CO3、TiO2和Al2O3为原料，用固相法在900℃烧5h合成Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3粉末，将其制备成锂离子快离子导体隔膜。研究了压力、烧结温度和厚度对 Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3快离子导体隔膜离子电导率的影响，并采用 X 射线衍射、扫描电子显微镜和交流阻抗技术对材料粉末以及烧结片相组成、结构和离子导电性进行表征和测试分析。隔膜的最优制备条件为压力10.0MPa，烧结温度900℃，厚度0.500mm。将快离子导体隔膜用于Cu-Zn电池模型中，将正负电解液分开，使Li+能够自由地穿过，而其他离子不能通过，从而组装了可进行反复充放电的铜锌模型电池。通过循环伏安测试证实Cu-Zn电池的可逆性，所得可充电Cu-Zn模型电池的电压范围为0.800～1.50V，进行100次循环后充电容量保持初始充电容量99%以上，具有长期循环稳定性。

关键词：电化学、膜、电解质、Cu-Zn电池

所属期刊栏目：36

分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金项目51273027。

在线出版日期：2017-02-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：282-288