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随着社会经济的快速发展,锂离子电池已广泛应用于各个方面。在锂电池大量使用的过程中,由液态电解质引发的易燃、易爆等安全隐患是目前亟待解决的问题。针对这一问题,人们提出了全固态锂离子电池的概念。固体电解质是全固态电池的重要组成部分。其中,具有类石榴石型晶体结构的固体电解质Li7La3Zr2O12(简称LLZO)具有较高的室温离子电导率、较好的电化学和化学稳定性、环境污染小、易制备、成本低等优点,是一种很有应用前景的固体电解质材料。本文以石榴石结构的LLZO固体电解质为研究对象,采用溶胶凝胶法分别制备了Mn4+掺杂的LLZO和Mo6+掺杂的LLZO,并使用X射线衍射仪、阿基米德排水法、扫描电子显微镜、交流阻抗谱等测试方法对所得样品进行结构及性能表征。主要研究内容如下:采用溶胶凝胶法在900℃保温6h合成粉体Li7La3Zr2-xMnx O12(x=0、0.01、0.03、0.05、0.07),在1115℃保温3h烧结得到Li7La3Zr2-xMnxO12(0≤x≤0.07)陶瓷样品。X射线衍射结果表明,所有合成的陶瓷样品均为立方相与四方相的混合相。Li7La3Zr1.97Mn0.03O12陶瓷样品的相对致密度高达94%。Li7La3Zr1.97Mn0.03O12的导电性能最优,总的离子电导率为9.71×10-5S/cm,总锂离子迁移激活能为0.33eV。采用溶胶凝胶法在750℃保温6h合成Li7-2xLa3Zr2-xMoxO12(x=0、0.05、0.10、0.20、0.30)粉体,并在1100℃保温3h烧结得到Li7-2xLa3Zr2-xMoxO12(0≤x≤0.30)陶瓷样品。粉末XRD数据表明x≥0.10时,粉体在750℃保温6h生成立方相结构。陶瓷样品测得的XRD数据结果显示,未掺杂的LLZO呈立方相与四方相的混合相结构。掺杂量x≥0.05时,样品的晶体结构由混合相转变为立方相结构。Mo的掺杂使晶粒尺寸逐渐减小,颗粒大小分布均匀,气孔减少,陶瓷样品的致密度增加。掺杂量为x=0.20的样品的致密度高达92.8%。掺杂量为x=0.20的样品导电性能最佳,总的离子电导率为5.09×10-4S/cm,对应激活能为0.29eV。相比固相法,溶胶凝胶法在较低的温度下合成具有立方相结构的Mo掺杂的LLZO并提高其离子电导率。