史 明,戴 磊,周会珠,王 岭
(华北理工大学化学工程学院,河北 唐山 063210)
摘 要:以Al2O3、ZrO2、Nb2O5、MoO3和(NH4)2HPO4为原料,采用高温固相法合成了Al3+导电固体电解质(Al0.2Zr0.8)(4-x)/3.8NbP3-xMoxO12(0.0≤x≤0.2)。利用X射线衍射技术(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、电化学交流阻抗测试技术(EIS)对样品的相组成、微观形貌和电化学性能进行表征。结果表明:不同Mo6+掺杂比例的固体电解质 (Al0.2Zr0.8)(4-x)/3.8NbP3-xMoxO12(x=0.00、0.05、0.10、0.15、0.20)均具有三维NASICON型结构,Mo6+的引入并未改变固体电解质的晶体结构。与未掺杂的铝离子固体电解质(Al0.2Zr0.8)20/19Nb(PO4)3相比,掺杂不同比例Mo6+所得固体电解质基片的晶粒大小更加均匀,晶粒连接更加紧密,致密性增强,当掺杂比例x=0.15时,致密性最高,在500 ℃的测试温度下,(Al0.2Zr0.8)3.85/3.8NbP2.85Mo0.15O12的离子电导率最高,为1.30×10-3 S • cm-1,约为相同温度下 (Al0.2Zr0.8)20/19Nb(PO4)3的4倍。通过直流极化法测得其离子迁移数均在0.99以上,表明固体电解质(Al0.2Zr0.8)3.85/3.8NbP2.85Mo0.15O12中主要是Al3+传导,电子传导可忽略不计。
关键词:固体电解质;NASICON;Mo6+掺杂