Effect of lithium ion concentration on the microstructure evolution and its association with the ionic conductivity of cubic garnet-type nominal Li7Al0.25La3Zr2O12 solid electrolytes

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作者
Yanhua Zhang,Chen Fei,Rong Tu,Qiang Shen,Xulong Zhang,Lianmeng Zhang
出处
期刊:Solid State Ionics [Elsevier BV]
卷期号:284: 53-60 被引量:64
标识
DOI:10.1016/j.ssi.2015.11.014
摘要

The Li+ concentration in nominal Li7Al0.25La3Zr2O12 (LALZO) solid electrolyte are believed to pose significant effect on its electrical conductivity. The affecting mechanism of Li+ concentration on microstructure evolution and its relationship with Li ionic conductivity is investigated. Results show that Li+ occupancy in octahedral site (LiO6) increases with the increase of Li+ concentration and Li+ arrangement becomes a certain degree ordered in tetragonal site (LiO4) at 6.72 moles Li+ concentration. The structural evolution indicates that higher Li+ concentration in LiO6 as well as disordered Li+ arrangement in LiO4 will enhance the grain conductivity which infers the best Li+ concentration of 6.35 moles. The tested electrical property show the highest grain ionic conductivity of 1.35 × 10− 3 S cm− 1 at Li+ concentration of 6.35 moles which is in good agreement with prediction made from the structural evolution. It is concluded that Li+ concentration affects Li ionic conductivity via changing Li+ distribution in the grain.
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