一种基于多功能金属氧化物掺杂提高NASICON钠离子电导率的方法技术

本发明专利技术属于晶体生长和固溶体制备技术领域，涉及一种基于多功能金属氧化物掺杂提高NASICON钠离子电导率的方法。通过固相反应法以金属M的氧化物作为掺杂剂对Na<subgt;3</subgt;Zr<subgt;2</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;中的Zr进行掺杂，其中Na源、P源均不过量，烧结温度为1130℃。本发明专利技术M取代Zr进入Na<subgt;3</subgt;Zr<subgt;2‑</subgt;<subgt;x</subgt;M<subgt;x</subgt;Si<subgt;2</subgt;PO<subgt;12</subgt;的八面体空隙发挥如下作用：增大晶面间距；诱导晶体沿有利于钠离子传输的方向取向生长并且减少晶界；降低烧结温度使得颗粒之间形成良好的熔融接触；抑制Na源和P源的挥发减少杂相，通过上述四个方面的协同作用提高固态电解质的钠离子电导率。为高电导率NASICON基固态电解质的制备提供了理论基础和技术支撑。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于晶体生长和固溶体制备，涉及一种基于多功能金属氧化物掺杂提高nasicon钠离子电导率的方法。

技术介绍

1、nasicon钠离子导体na3zr2si2po12通过zro6八面体和si(p)o4四面体以顶角相连，组成三维骨架，钠离子处于间隙位置。300℃时钠离子电导率达10-1s·cm-1，常温下异质离子掺杂后钠离子电导率可达10-4s·cm-1。目前，na3zr2si2po12的常见制备方法为固相法，即将na源、zr源、si源和p源按照化学计量比进行球磨后烧结而制得[chemical engineeringjournal,2023,451,138771]。现有技术中烧结温度一般在1200℃以上，研究表明，高温条件下na源和p源的挥发会导致zro2等杂相的存在，固态电解质制备过程会形成晶界和颗粒间的不良接触，这些结构会降低其钠离子电导率。为此，研究人员主要通过na源和p源补给[solid state ionics,2019,331,22]、调节烧结温度[chemistry of materials,2016,28,4821]和延长烧结时间[io本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于多功能金属氧化物掺杂提高Na3Zr2Si2PO12钠离子电导率的方法，其特征在于，保持Na源、P源均不过量，通过固相反应法以金属M的氧化物作为掺杂剂对Na3Zr2Si2PO12进行掺杂。

2.根据权利要求1所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高Na3Zr2Si2PO12钠离子电导率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高Na3Zr2Si2PO12钠离子电导率的方法，其特征在于，步骤(1)所述的Na源为碳酸钠。

4.根据权利要求2所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高Na3Zr2Si2PO1...

【技术特征摘要】

1.一种基于多功能金属氧化物掺杂提高na3zr2si2po12钠离子电导率的方法，其特征在于，保持na源、p源均不过量，通过固相反应法以金属m的氧化物作为掺杂剂对na3zr2si2po12进行掺杂。

2.根据权利要求1所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高na3zr2si2po12钠离子电导率的方法，其特征在于，包括以下步骤：

3.根据权利要求2所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高na3zr2si2po12钠离子电导率的方法，其特征在于，步骤(1)所述的na源为碳酸钠。

4.根据权利要求2所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高na3zr2si2po12钠离子电导率的方法，其特征在于，步骤(1)中所述zr源为氧化锆。

5.根据权利要求2所述的一种基于多功能金属氧化物掺杂提高na3zr2si2po12钠离子电导率的方法，其特征在于，步骤(1)中所述si源为...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐小龙，郝霄鹏，吴拥中，邵永亮，
申请(专利权)人：齐鲁工业大学山东省科学院，
类型：发明
国别省市：