Nb,Ta共掺立方相LLZO固体电解质的制备开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

固态电解质是全固态锂电池的关键材料之一，其相比于传统液态电解质具有更高的安全性和稳定性，近年来受到广泛关注。

在众多固态电解质体系中，石榴石型氧化物li7la3zr2o12(llzo)由于其高的离子电导率、宽电化学窗口以及对锂金属良好的稳定性而备受青睐。

本选题旨在通过nb、ta共掺杂的方法制备高性能立方相llzo固体电解质，并系统研究其结构、形貌、离子电导率以及稳定性等关键性能。

2. 本选题国内外研究状况综述

近年来，关于llzo固态电解质的研究取得了显著进展。

研究发现，通过元素掺杂可以有效地稳定llzo的立方相结构，提高其离子电导率。

1. 国内研究现状

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本研究的主要内容包括以下几个方面：
1.nb、ta共掺杂llzo固体电解质的制备：采用固相反应法合成nb、ta共掺杂的llzo粉体材料，并通过控制烧结工艺制备出致密的llzo陶瓷片。

2.nb、ta共掺杂llzo固体电解质的结构与形貌表征：利用x射线衍射仪(xrd)、扫描电子显微镜(sem)等手段对制备的llzo材料进行结构和形貌表征，分析nb、ta掺杂对llzo晶体结构、晶粒尺寸以及形貌的影响。

3.nb、ta共掺杂llzo固体电解质的离子电导率测试：采用交流阻抗谱(eis)测试技术对nb、ta共掺杂llzo固体电解质的离子电导率进行测试，并结合arrhenius方程计算其活化能，分析nb、ta掺杂对llzo离子电导率的影响机制。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用以下研究方法和步骤：
1.文献调研：对国内外有关llzo固态电解质、nb、ta元素掺杂改性等方面的文献进行系统调研，了解该领域的最新研究进展，为本研究提供理论基础和实验依据。

2.材料制备：采用固相反应法制备nb、ta共掺杂llzo固体电解质粉体材料。

具体步骤包括：(1)将高纯li2co3、la2o3、zro2、nb2o5和ta2o5按照化学计量比称量，并进行球磨混合，获得均匀的前驱体粉末。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.首次系统研究了nb、ta共掺杂对llzo固体电解质结构、形貌、离子电导率以及稳定性的影响规律，为llzo材料的改性和应用提供了新的思路。

2.探究了nb、ta共掺杂对llzo离子传输机制的影响，为设计高性能llzo固体电解质提供了理论指导。

3.评估了nb、ta共掺杂llzo材料在空气和电化学环境下的稳定性，为其在全固态电池中的应用奠定了基础。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘洋, 刘云, 许小燕, 等. 高稳定性li7la3zr2o12固态电解质的研究进展[j]. 材料导报, 2022, 36(s1): 173-182.

[2] 周伟东, 张丽, 许恒辉, 等. 石榴石型li7la3zr2o12电解质的研究进展[j]. 功能材料, 2021, 52(11): 11070-11079.

[3] 郭海军, 王现英, 孙静, 等. 石榴石型li7la3zr2o12固体电解质改性研究进展[j]. 中国陶瓷, 2021, 57(11): 1-7.