Na3Zr2Si2PO12 Ceramic Electrolytes for Na-ion Battery: Preparation Using Spray-drying Method and Its Property

钠离子电池 Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 陶瓷电解质的 喷雾干燥法制备及性能优化 李榅凯, 赵 宁, 毕志杰, 郭向欣 (青岛大学 物理科学学院, 青岛 266071) 摘 要: 目前钠离子电池采用的有机电解液存在易燃易爆等安全隐患, 迫切需要开发高性能的固体电解质材料。其 中 NASICON 型 Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 电解质具有宽电化学窗口、高机械强度、对空气稳定、高离子电导率等优点, 应用 前景广阔。但已有研究的陶瓷生坯由于黏结剂包覆不均匀导致生坯内部气孔较多, 难以烧成高致密、高离子电导的陶 瓷电解质。本研究采用喷雾干燥法, 在 Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 颗粒表面均匀包覆黏结剂的同时对颗粒进行球形造粒, 实现颗 粒接近正态分布的粒度级配, 从而有效提高了颗粒间接触、降低了陶瓷坯体的孔隙率。制备的 Na 3 Zr 2 Si 2 PO 12 陶 瓷电解质的致密度达到 97.5%, 室温离子电导率达到 6.96×10 -4 S•cm -1 , 远高于常规方法的致密度(88.1%)和离子电导率(4.