پديد آورنده :
دادخواه تهراني، نفيسه
عنوان :
سنتز و مشخصه‌يابي ساختار شبكه‌اي Li1+x AlxTi2-x(PO4)3 و بررسي رسانايي الكتريكي آن
مقطع تحصيلي :
كارشناسي ارشد
محل تحصيل :
اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان
صفحه شمار :
[دوازده]، 75ص. : مصور، جدول، نمودار
استاد راهنما :
حسن حدادزاده
استاد مشاور :
نفيسه فهيمي كاشلني
توصيفگر ها :
ليتيم , الكتروليت جامد , هدايت سنج يوني , دوپانت آلومينيم , فاز اكسيدي , ساختار شبكه‌اي , ليتيم آلومينيم تيتانيم فسفات
استاد داور :
غلامحسين محمدنژاد، سياوش كاظمي وحد
تاريخ ورود اطلاعات :
1401/03/07
تاريخ ويرايش اطلاعات :
1401/03/07
چكيده فارسي :
الكتروليت حالت جامد ناسيكن از نوع ليتيم آلومينيم تيتانيم فسفات (LATP) به دليل رسانايي يون ليتيم، يكي از الكتروليت‌هاي مناسب براي انواع باتري‌هاي حالت جامد است. در اين پژوهش، سنتز الكتروليت جامد LATP با دومنبع ليتيمي، ليتيم هيدروكسيد و ليتيم كربنات به روش ذوب انجام شد. در الكتروليت LATP، انتقال يون ليتيم به واسطه انحراف ساختاري هشت‌وجهي و چهاروجهي اتفاق مي‌افتد. براي تثبيت فاز هندسي رومبوهدرال اين الكتروليت جامد، سه نسبت مولي 14/0، 33/0، 5/0 از آلومينيم در Li1+xAlxTi2-xP3O12 (0≤x≤1) دوپه شد تا اثر دوپانت آلومينيم در فعاليت ليتيم در ساختار شبكه‌اي آن مشخص شود.
در مرحله بعد، LiTiOPO4 به عنوان كمك زينتر به فاز اول LATP، به روش ذوب سنتز شد. سپس اين دو تركيب به همراه كمك زينتر معدني ليتيم كلريد با نسبت‌هاي وزني مشخصي به يكديگر اضافه و در قالب سمبه و ماتريس با پرس سرد فشرده شد در نهايت، نمونه‌هاي خام در كوره در زمان‌ها و دما‌هاي مختلف زينتر شدند تا شرايط بهينه زينتر كردن بدست آيد.
براي شناسايي فازهاي تشكيل شده در پودرهاي LATP و LiTiOPO4 از آزمون پراش اشعه ايكس) XRD ( استفاده شد كه به ترتيب، فاز اول رومبوهدرال و فاز دوم اورتورومبيك بود. سپس از نمونه‌هاي كامپوزيتي زينتر شده، XRD گرفته شد تا فازهاي نمونه‌ها بررسي شوند. همه نمونه‌هاي كامپوزيتي داراي فاز رومبوهدرال بودند. به كمك وزن سنجي گرمايي (TGA)، پايداري گرمايي LATPبا دو منبع ليتيمي متفاوت مورد بررسي قرارگرفت. هم‌چنين با روش‌هاي FE-SEM, EDS, FT-IR, ICP, XRF و MAP نمونه‌هاي سنتز شده و زينتر شده شناسايي شدند. به وسيله هدايت سنج يوني، بهترين رساناي يون در بين نمونه‌هاي كامپوزيتي در شرايط محيطي متفاوت مورد آزمايش S/cm 3-10× 2/1 و3-10 × 1/1 بود.
چكيده انگليسي :
NASICON solid-state electrolyte of lithium aluminum titanium phosphate (LATP) is one of the suitable electrolytes for all types of solid-state batteries due to the conductivity of lithium ion. In this research, the synthesis of LATP solid electrolyte with dual sources of lithium, lithium hydroxide and lithium carbonate was performed by melt-quenching method. In LATP electrolyte, lithium ion transfer occurs due to the structural deviation from octahedral and tetrahedral structures. To stabilize the rhombohedral geometric phase of this solid electrolyte, three molar ratios of 0.14, 0.33, and 0.5 of aluminum were doped in Li1+x AlxTi2-xP3O12 (0≤x≤1) to determine the effect of aluminum dopant on the lithium activity in the crystal structure. In the next step, LiTiOPO4 was synthesized by melt-quenching method as a sintering-aid to the first phase of LATP. The compounds were then mixed to each other in the presence of LiCl as a sintering-aid with certain weight ratios and cold pressed. Finally, the raw samples were sintered in the furnace at different times and temperatures to achieve the optimal sintering conditions. X-ray diffraction (XRD) analysis was used to identify the phases formed in LATP and LiTiOPO4 powders. The first phase was rhombohedral and the second phase was orthorhombic. XRD was then taken from the sintered composite samples to investigate the phases. All composite samples possess a rhombohedral phase. Using thermal gravimetry (TGA), the thermal stability of LATP with two different lithium sources was investigated. The samples were also characterized by FE-SEM, EDX, FT-IR, ICP, XRF, and MAP methods. By ion conductivity, the best ion conductivities among the composite samples was determined in different environmental conditions, which were 1.2 × 10-3 and 1.1 ×10-3 S/cm.
استاد راهنما :
حسن حدادزاده
استاد مشاور :
نفيسه فهيمي كاشلني
استاد داور :
غلامحسين محمدنژاد، سياوش كاظمي وحد
