Ga掺杂Li7La3Zr2O12(LLZO) 固体电解质的空气稳定性研究开题报告

全文总字数：5239字

1. 研究目的与意义（文献综述）

电池的能量密度和安全性是决定其商业化的关键因素，锂离子电池是当前商业化应用的主要电池。目前，传统商业化锂离子电池采用的是易燃、易爆、易挥发的有机电解液，存在着严重的安全隐患。并且，其能量密度已经接近极限 300 wh kg^-1，难以进一步提高，这严重制约了其在储能领域的实际应用。因此，未来的锂电池发展方向，是要在保证电池安全的基础上进一步提高其能量密度。采用不可燃的固体电解质替换液体电解液，组装全固态锂电池有望从根本上解决这些问题。[1-4]全固态锂离子电池有以下优势[5-10]：

1. 全固态锂电池使用的不容易燃烧的固体电解质，电池没有电解液泄露的问题，显著提高电池的安全性；

2. 传统的锂离子电池电解液不耐高压，在 4v 以上就开始分解，限制了锂离子电池的工作电压，而固体电解质具有比较宽的电化学窗口，为使用高电压正极材料提供了有利条件，可以实现全固态锂电池的体积能量密度提高；

2. 研究的基本内容与方案

研究（设计）的基本内容

llzo作为固态电解质，由于其优异性能获得了广泛的研究，摻杂改性常用于其性能的提升。研究表明llzo在空气中会发生反应导致其性能的降低，探寻其反应机理是很重要的，与此同时，研究其反应产物的去除方式以及储存方法在工业生产方面有着较大的意义。本论文拟用传统固相法制备ga摻杂llzo，研究其与空气的反应机理，探索其反应产物的去除方式。研究的主要内容如下：

材料制备：使用传统固相法制备立方相石榴石型固态电解质ga摻杂li₇la₃zr₂o₁₂ (llzo)。

3. 研究计划与安排

第1-4周：查阅相关文献资料，完成英文翻译。明确研究内容，了解研究所需原料、仪器和设备。确定技术方案，并完成开题报告。

第5-9周：按照设计方案，进行石榴石型固态电解质ga摻杂li₇la₃zr₂o₁₂ (llzo)的制备。

第10-12周：采用扫描电镜，x射线衍射，电化学阻抗谱等方式按照实验方案在多种环境下储存的ga摻杂li7la3zr2o12(llzo)进行表征。

4. 参考文献（12篇以上）

[1]m t j, m a. issues and challenges facingrechargeable lithium batteries [j]. nature, 2001,

414(6861): 359-367.

[2]m a, m t j. building better batteries[j]. nature, 2008, 451(7179): 652-657.