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石榴石型固态电解质（LLZO）高温烧结

文章出处：洛阳西格玛智能电阻炉人气：0 发表时间：2024-02-05

全固态电池（SSBs）有潜能成为下一代兼具高能量密度和高安全性的可充电电池。在所有SSEs中，石榴石型的Li7La3Zr2O12（LLZO）电解质备受关注，但其烧结温度高（>1100℃）且存在高的界面阻抗。

石榴石型固态电解质（LLZO）因为具有较高的锂离子电导率、对锂金属有良好的化学和电化学稳定性、能在空气中制备等优势成为当前的研究热点之一。通常，LLZO陶瓷片进行常压烧结时需要在大约1200℃的温度下进行长时间烧结以完成致密化，面临着两个巨大的挑战：锂的严重挥发和晶粒异常生长现象。一些特种烧结方法如热压法（HP）、电弧等离子烧结法（SPS）、场辅助烧结法（FAST）等技术可以在施加活化措施的同时加压，能制备出高质量的LLZO陶瓷片，然而，这些技术需要的设备非常昂贵，其产能也非常小，并不适合大规模生产。因此，开发一种低成本、能大规模生产高电导率、高致密度的LLZO陶瓷的烧结技术十分必要。石榴石固态电解质的晶体结构不随冷烧结时间和压力的改变而改变。

石榴石固态电解质一般采用固相烧结法制备，其合成工艺相对简单，制备条件要求较低，但产物杂质含量高，晶粒尺寸较大

使用固态电解质箱式气氛炉以超高的烧结温度来大幅提高物料粒子扩散系数，确保固态电解质快速致密化；采用无埋粉工艺，控制锂气氛抑制晶粒生长。

1200°C×12 h为常规高温烧结，制备的LLZO固态电解质晶粒结合紧密。

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