هدایت یونی شیشه و شیشه-سرامیک تیتانو فسفات لیتیمی با افزودنی Fe۲O۳

در دو دهه اخیر، الکترولیت های جامد بسیاری با قابلیت هدایت بالای یون لیتیم گسترش یافته اند. در این پژوهش، تهیه و بررسی ویژگی های شیشه و شیشه-سرامیک تیتانو فسفات لیتیمی به همراه افزودنی Fe۲O۳ براساس دو استراتژی جهت افزایش هدایت یون لیتیم مورد مطالعه قرار گرفت: تشکیل کریستال های فاز هادی سوپر یونی از طریق عملیات حرارتی دقیق و دیگری بهینه سازی کانالهای هدایت مربوط به یون Li+ از طریق جانشین نمودن یون Ti۴+ با یون های Fe۳+ شیشه های Li۲O TiO۲-P۲O۵-(Fe۲O۳) تهیه و از طریق عملیات حرارتی در دمای کریستالیزاسیون به شیشه-سرامیک تبدیل شدند. آنالیز حرارتی افتراقی DTA آنالیز پراش پرتوهای ایکس XRD، میکروسکوپ الکترونی روبشی FESEM و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی EIS جهت بررسی خواص الکتریکی، رفتار حرارتی و ساختار نمونه های ساخته شده مورد استفاده قرار گرفتند. نتایج نشاندهنده آن است که فازهای Li۳PO و ۴ LiTi۲(PO۴ در شیشه سرامیک ها تشکیل شده اند. بر اساس تصویر SEM ریزساختار شیشه-سرامیک ها حاوی ذراتی با مورفولوژی منشوری می باشد. هدایت یونی لیتیم در شیشه وشیشه- سرامیک با افزودن Fe۲O۳ افزایش مییابد. بالاترین هدایت یونی بالک شیشه و شیشه-سرامیک در دمای اتاق به ترتیب عبارت از (فرمول در متن اصلی مقاله) هدایت یونی بالا، ساختار متراکم و روش تولید ساده شیشه-سرامیک های TiO۲-P۲O۵-(Fe۲O۳) LiO آنها را به عنوان کاندیدی جهت الکترولیت جامد مورد استفاده در باتریهای لیتیم و سایر قطعات پیشنهاد می دهد.

Keywords:

شیشه , شیشه-سرامیک , هدایت یونی