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锂快离子导体包括锂聚合物快离子导体和锂无机快离子导体。由于锂无机快离子导体制备条件苛刻,合成体系复杂,影响导电性能的因素众多等诸多因素,从而导致其研究进展较为缓慢。本论文针对目前锂无机快离子导体制备条件、组成与性能的关系,着重研究了正硅酸锂衍生物和NASICON型两类锂无机固体电解质。 本论文经过调研和总结文献,利用本省资源丰富的煤矸石为部分原料,经高温固相反应合成两类新型的、具有骨架结构的新的锂快离子导体。它们分别是:Li8Al1-xSi2xP1-xO8和Li1+2x+2yAlxMgyTi2-x-ySixP3-xO12,并探索出较佳的合成条件。用X射线粉末衍射技术、交流阻抗技术、红外分析及扫描电子显微镜分析等手段对合成物的相关系、离子电导率、红外吸收特征和颗粒形貌特征等进行了表征与分析。 Li4SiO4是一种贫锂离子导体,电导率很低,298K时仅为2.4×10-10S·cm-1,573K时为2.5×10-5S·cm-1。但掺杂异价离子后,由于形成了间隙离子或空位,可以使电导率大幅度提高。本论文的第二章就是以Li4SiO4为母体,利用煤矸石为部分原料,同时掺杂P5+,经高温固相反应制得新的Li8Al1-xSi2xP1-xO8（x=0.1～0.9）系列锂快离子导体。X射线衍射分析结果表明:在0.5<x<0.9的组成范围内形成单一的固熔相,其空间群为P21/m,导电性测试结果表明:x=0.6的合成物具有最高的电导率,673K时,电导率达到2.8×10-2S·cm-1,活化能为60.80kJ/mol。 NASICON型固体电解质中,以LiTi2（PO4）3为母体的固体电解质是目前锂离子固体电解质的另一大研究热点,但是LiTi2（PO4）3的电导率很低,298K时,它的电导率仅为2.0×10-6S·cm-1,但掺杂异价离子可使电导率提高。本论文的第三章就是以LiTi2（PO4）3为基,用煤矸石为部分原料,掺杂Mg2+、P5+,经高温固相反应（～900℃）制得一系列新的锂快离子导体材料Li1+2x+2yAlxMgyTi（2-x-y）SixP3-xO12。合成物的反应温度随x和y的增大而降低。电导率数据结果表明:室温时,x=0.1,y=0.1的合成物电导率最好,为1.31×10-4 S·cm-1。673K时,x=0.1,y=0.3的合成