Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2022(13))

Важной характеристикой для практического использования твердых электролитов является электрохимическая стабильность, или потенциал разложения, поскольку он определяет рабочее напряжение полностью твердотельного аккумулятора. Потенциал разложения LAGP определяли методом вольтамперометрии с линейной разверткой потенциала. Измерения проводили в симметричной ячейке ^LA G P /С потенциостатом P-8 в диапазоне 0,1-5,0 В при скорости сканирования 0,5 мВ / с. На рис. 6 представлены вольтамперные кривые с линейной разверткой, показывающие напряжение, при котором твердые электролиты начинают разлагаться. Установлено, что твердый электролит LAGP обладает потенциалом разложения на уровне 3,8 В, что превосходит потенциал разложения (2,4 В) изоструктурного Li 1 , 3 Al 0 , 3 T iu(PO 4)3 LATP [12]. Для получения стеклокерамики LAGP также использовали оксалатный прекурсор (рис. 4). Прекурсор массой 2 г нагревали в корундовом тигле до температуры 1150 °С и выдерживали 30 мин, затем прозрачный расплав выливали из тигля и формировали таблетку между двумя стальными пластинами, предварительно нагретыми до 300 °С. Рентгенограмма стекла похожа на гало без дифракционных пиков, что подтверждает аморфную природу стекла. Согласно данным ДСК интенсивный экзотермический пик кристаллизации LAGP наблюдался при 633 °С, а температура плавления стекла LAGP составляла 1069 °С. Для получения стеклокерамики из указанного стекла проводили отжиг таблеток при температуре 820-900 °С в течение 2-6 ч. В этих условиях прозрачное стекло превращалось в матовую стеклокерамику. По результатам РФА на рентгенограммах образцов, закристаллизованных при 850 °С в течение 2 ч, присутствует только фаза LAGP со структурой NASICON [11]. Заключение Исследован процесс синтеза порошков твердого электролита состава Li 1 , 5 Ab, 5 Ge 1 , 5 (PO 4)3 из оксалатного и цитратного прекурсоров. Установлено, что образование однофазного продукта LAGP из оксалатного прекурсора протекает в одну стадию при 650 °С, а из цитратного — при 800 °С. Ионная проводимость LAGP, синтезированного из оксалатного прекурсора, составила 4,2 • 10-4 См / см при комнатной температуре, а электронная не превышала 2 • 10-10 См / см. Число переноса иона Li+ составило 0,99. Потенциал разложения составил ~ 3,8 В. Использование оксалатного прекурсора LAGP значительно (на 200-300 °С) снижает температуру плавления шихты для получения стеклокерамики LAGP. Список источников 1. Cao C., Li Z.-B., Wang X.-L. et al. Recent Advances in Inorganic Solid Electrolytes for Lithium Batteries // Front. Energy Res. 2014. V. 2, Art. 25. P. 1-9. 2. Sun Y. Lithium Ion Conducting Membranes for Lithium-Air Batteries // Nano Energy. 2013. V. 2, Issue 5. P. 801-816. 3. Yang S. X., Zhang F., Ding H. P., He P., Zhou H. S. Lithium metal extraction from seawater // Joule 2. 2018. P. 1648-1651. 4. Fu J. Fast Li+ ion conducting glass-ceramics in the system Li2O-AhO3-GeO2-P2O5 // Solid State Ionics. 1997. V. 104. P. 191-194. 5. DeWees R. and Wang H. Synthesis and Properties o f NaSICON-type LATP and LAGP Solid Electrolytes // ChemSusChem. 2019. V. 12. P. 3713-3725. 6. Kotobuki M., Koishi M. Sol-gel synthesis o f Li 1 , 5 Ab, 5 Ge 1 , 5 (PO 4)3 solid electrolyte // Ceram. International. 2015. V. 41. P. 8562-8567. 7. Moshareva M. A., Novikova S. A. Synthesis and conductivity study o f solid electrolytes Li 1 +xAlxGe 2 -x(PO 4)3 (x = 0-0,65) // Russ. J. Inorg. Chem. 2018. V. 63, № 3. P. 319-323. 8. Sun Z., Liu L., Lu Y., Shi G., Li J., Ma L., Zhao J., An H. Preparation and ionic conduction o f Li 1 , 5 Al 0 , 5 Ge 1 , 5 (PO 4)3 solid electrolyte using inorganic germanium as precursor // J. Eur. Ceram. Soc. 2019. V. 39, Issues 2-3. P. 402-408. 9. Kunshina G. B., Bocharova I. V., Lokshin E. P. Synthesis and conductivity studies o f Li 1 , 5 Ab, 5 Ge 1 , 5 (PO 4)3 solid electrolyte // Inorganic Mater. 2016. V. 52, № 3. P. 279-284. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2022. Т. 13, № 1. С. 26-32. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2022. Vol. 13, No. 1. P. 26-32. © Бочарова И. В., Куншина Г. Б., 2022 31