自発的および強制的イオン置換によるLi^+高イオン伝導体の合成

自发和强制离子取代合成Li^+高离子导体

• 批准号: 07239205
• 负责人: 中村 哲朗
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Utsunomiya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07239205/
• 关键词: Aサイト欠損ペロフスカイト酸化物; ペロフスカイト型ニオブ酸ランタン; ペロフスカイト型タンタル酸ランタン; ペロフスカイト型ニオブ酸ナトリウム; ペロフスカイト型リチウムイオン伝導; 交流インピーダンス法

1.研究の目的 ペロフスカイト型酸化物(La_<1/3>□_<2/3>)NbO_3および(La_<1/3>□_<2/3>)TaO_3における大量のAサイト空席□_<2/3>を利用して高リチウムイオン伝導体を化学設計し、これを合成して実現すること。2.研究の方法 固相反応法により、ペロフスカイト型固溶体系(La_<1/3>□_<2/3>)NbO_3-NaNbO_3、すなわち(La_xNa_<1-3x>□_<2x>)NbO_3(0<x<1/3)の合成を行い、その固溶限界を見極め、さらにその電気伝導性を検討(プランクテスト)した後に、再び固相反応法により、Na^+の一部をLi^+に置換した組成(La_xNa_<1-3x-y>Li_y□_<2x>)NbO_3のプロフスカイト相を合成し、その結晶構造を粉末X線回折法によって同定した。次に目的とする電気伝導法をLCZメーターによる交流インピーダンス法によって求めた。3.研究の結果3.1 Li^+を含まないブランク試料のイオン伝導性ペロフスカイト型(La_xNa_<1-3x>□_<2x>)NbO_3系は、全域(0<x<1/3)で固溶することが認められた。これらの固溶体組成は室温で絶縁性を示し、500K以上で電子伝導性が現れた。しかしイオン伝導性が期待される組成(La_<0.2>Na_<0.4>□_<0.4>)NbO_3では、そのCole-Coleプロットから室温でも検出可能な典型的イオン電導率σ_i=2×10^<-7>Scm^<-1>(292K),5×10^<-5>Scm^<-1>(385K)が見出された。このσ_iは温度と共に増大し、530K以上では可能な測定周波数範囲(最大1.2MHz)からスケールアウトした。考えられるイオン種はH^+,Na^+,O^<2->である。3.2(La_xNa_<1-3x-y>Li_y□_<2x>)NbO_3系のイオン伝導性Li^+を含むこの種の固溶体系が固相反応によって合成されたため、結果として電場を用いる強制イオン置換法を必要としなかった。現在得られているイオン伝導性の最高値は、x=0.1,y=0.2の組成(La_<0.2>Na_<0.5>Li_<0.2>□_<0.2>)NbO_3におけるσ_i=1×10^<-4>Scm^<-1>(570K),5×10^<-4>Scm^<-1>(680K)である。3.3(La_xNa_<1-3x-y>Li_y□_<2x>)TaO_3系のイオン伝導性Ta_2O_5の固相反応温度は高く、(La_xNa_<1-3x>□_<2x>)TaO_3系の固溶体形成は困難であり、1750Kの焼成でも若干の不純物が残った。しかし表題のLiを含む組成では、ある範囲で単相の試料が得られ、そのイオン伝導性の最高値は、(La_<0.1>Na_<0.35>Li_<0.35>□_<0.2>)TaO_3でσ_i=2×10^<-5>Scm^<-1>(573K)である。

1。使用大量的A位置空缺□_ <2/3>在perovskite-type氧化物中（La_ <1/3>□_ <2/2/3>）NBO_3和（La__ <1/3> <1/3>□_ _ _ _ _ <2/3>）tao_3，并实现synessize。 2. Research Methods: A Perovskite-type solid solution system (La_<1/3>□_<2/3>)NbO_3-NaNbO_3, that is (La_xNa_<1-3x>□_<2x>)NbO_3(0<x<1/3) was synthesized by a solid-phase reaction method, and after determining its solution limit, its electrical conductivity was further examined (Planck测试），通过固相反应方法再次合成了NBO_3的Profskite相，并通过粉末X射线衍射法鉴定NBO_3的晶体结构。接下来，使用LCZ仪表通过交流阻抗方法确定所需的电导方法。 3。研究结果3.1离子传导性钙钛矿类型（la_xna_ <1-3x>□_ <2x>）NBO_3没有li^+的空白样品系统在整个区域（0 <x <1/3）。这些实心溶液组成在室温下显示出绝缘性能，并且在500K或更多的情况下，电子电导率显而易见。但是，对于组成（LA_ <0.2> Na_ <0.4>□_ <0.4>）NBO_3，一种典型的离子电导率σ_i= 2×10^<-7> scm^<-1>（292K），5×10^<-5> SCM^<-5> scm^<-1>（385k），甚至可以从室内温度找到，该绘制的绘图是可以找到的。该σ_i随温度增加，并从530k以上的可能的测量频率范围（高达1.2MHz）缩放。可能的离子物种是H^+，Na^+，O^<2->。 3.2（la_xna_ <1-3x-y> li_y□_ <2x>）基于nbo_3的实心解决方案系统包含离子导导的li^+由固相反应合成，导致使用电场不强制离子替代。当前获得的离子电导率的最高值为σ_i= 1×10^<-4> scm^<-1>（570K），5×10^<-4> scm^<-1>（680K）（680K）（la_ _ <0.2> na__ <0.2> na__ <0.5> li_ <0.5> li_ <0.2> <0.2> <0.2> <0.2>□_ _ _ _ <0.2>）nbo_3。 3.3（la_xna_ <1-3x-y> li_y□_ <2x>）基于tao_3的离子导导ta_2o_5很高，并且在（la_xna_ <1-3x>□_ <2x>□_ <2x>）中形成实心解决方案的形成，基于tao_3的tao_3基于solod_3 sold solud solud solud solud solud solud solud solud solud soludy wase ways <1-3x>□2 <2x即使在1750k发射时，杂质仍然存在。但是，对于标题的含LI的组成，可以在一定范围内获得单相样本，其离子电导率的最高值为（LA_ <0.1> Na_ <0.35> li_ <0.35> li_ <0.35>□_ <0.2>）tao_3σ_i= 2×10^10^<-5> scm^<-1>（573）。