ساخت شیشه - سرامیک هادی یوم لیتیوم با هدایت یونی بالا برای ساخت باتری های لیتیوم - اکسیژن و یون - لیتیوم تمام جامد

در این تحقیق غشای شیشه-سرامیک جدید با ساختار نوع NASICON و فرمول کلی (Li1+x+yAlxCryGe2-x-y(PO4)3، x+y=0/5) با روش سرد سازی سریع شیشه مذاب و تبدیل به شیشه-سرامیک از طریق عملیات حرارتی، سنتز شده است و اثر اضافه نمودن غلظت های متفاوتی از عناصر آلومینیوم و کروم به ساختار LiGe2(PO4)3 جهت بهبود هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. جایگزینی جزیی یون های Ge4+ موجود در ساختار NASICON با یون های Al3+ و Cr3+ منجر به القای مقادیر بیشتری از یون های Li+ در سایت های خالی A2 جهت موازنه بار و همچنین تغییر در پارامترهای شبکه کریستال می شود. این دو عامل باعث افزایش هدایت یونی شیشه-سرامیک سنتز شده، گردید. مشخصه یابی و بررسی ساختارهای آمورف و کریستاله در این تحقیق باروش های پراش اشعه ایکس (XRD)، تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و طیف سنجی امپدانس مختلط (CIS) انجام گرفت. بیشترین هدایت یونی برابر با 8/82Í10-3 S/cm برای نمونه با x=0/4 و y=0/1، (Li1/5Al0/4Cr0/1Ge1/5(PO4)3) که در دمای oC 850 برای مدت 8 ساعت کریستاله گردید، حاصل شد. این نمونه همچنین کمترین انرژی اکتیواسیون معادل با eV 267/0 را از خود نشان داد.