Влияние оксида бора на ионную проводимость керамики Li1.2Al0.2Zr0.1Ti1.7 (PO4)3 со структурой NASICON

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Изучено влияние 1–4 мас. % оксида бора, который считается хорошей спекающей добавкой, на морфологию и ионную проводимость Li1.2Al0.2Zr0.1Ti1.7(PO4)3 со структурой NASICON. Полученные материалы исследованы методами рентгенофазового анализа, сканирующей электронной микроскопии, КР-, ИК- и импедансной спектроскопии, MAS ЯМР на ядрах 27Al, 7Li, 31P и 11B. Показано, что введение B2O3 на стадии синтеза Li1.2Al0.2Zr0.1Ti1.7(PO4)3 приводит к получению материалов, допированных ионами бора. Наибольшей проводимостью (2.9 × 10–4 См/см) при 25°С характеризуется образец, содержащий 2% оксида бора. В то же время добавление B2O3 к уже готовому фосфату, когда оксид бора локализуется преимущественно на границах раздела, приводит к выделению примеси LiTiPO5 и не оказывает значимого влияния на проводимость полученных образцов.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. Б. Пыркова

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: stenina@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

И. А. Стенина

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: stenina@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

А. Б. Ярославцев

Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН

Email: stenina@igic.ras.ru
Россия, 119991, Москва, Ленинский пр-т, 31

Список литературы

  1. Grey C.P., Hall D.S. // Nat. Commun. 2020. V. 11. P. 6279. https://doi.org/10.1038/s41467-020-19991-4
  2. Sang J., Tang B., Pan K. et al. // Acc. Mater. Res. 2023. V. 4. P. 472. https://doi.org/10.1021/accountsmr.2c00229
  3. Janek J., Zeier W.G. // Nat. Energy. 2023. V. 8. P. 230. https://doi.org/10.1038/s41560-023-01208-9
  4. Zheng F., Kotobuki M., Song S. et al. // J. Power Sources. 2018. V. 389. P. 198. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.04.022
  5. Воропаева Д.Ю., Стенина И.А., Ярославцев А.Б. // Успехи химии. 2024. Т. 93. C. RCR5126. https://doi.org/10.59761/RCR5126
  6. Yu T., Yang X., Yang R. et al. // J. Alloys Compd. 2021. V. 885. P. 161013. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161013
  7. Méry A., Rousselot S., Lepage D. et al. // Batteries. 2023. V. 9. P. 87. https://doi.org/10.3390/batteries9020087
  8. Stenina I., Novikova S., Voropaeva D., Yaroslavtsev A. // Batteries. 2023. V. 9. P. 407. https://doi.org/10.3390/batteries9080407
  9. Zhang Y., Zhan T., Sun Y. et al. // Chem. Sus. Chem. 2024. V. 17. P. e202301284. https://doi.org/10.1002/cssc.202301284
  10. Новикова С.А., Ярославцев А.Б. // Мембр. Технол. 2024. Т. 14. С. 288. https://doi.org/10.31857/S2218117224040047
  11. Arinicheva Y., Wolff M., Lobe S. et al. // Advanced Ceramics for Energy Conversion and Storage / Ed. Guillon O. Elsevier: Amsterdam, 2020. P. 549. http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-102726-4.00010-7
  12. Stenina I.A., Yaroslavtsev A.B. // Pure Appl. Chem. 2017. V. 89. P. 1185. https://doi.org/10.1515/pac-2016-1204
  13. Kyono N., Bai F., Nemori H. et al. // Solid State Ionics. 2018. V. 324. P. 114. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.06.016
  14. Rai K., Kundu S. // Ceram. Int. 2020. V. 46. P. 23695. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.143
  15. Saffirio S., Falco M., Appetecchi G.B. et al. // J. Eur. Ceram. Soc. 2022. V. 42. P. 1023. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2021.11.014
  16. Nuernberg R.B., Basbus J.F., Lux K.C. et al. // J. Phys. Chem. C. 2022. V. 126. P. 4584. https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.1c09456
  17. Xu A., Wang R., Yao M. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 2082. https://doi.org/10.3390/nano12122082
  18. Cвитанько А.И., Новикова С.А., Стенина И.А. и др. // Неорган. материалы. 2014. Т. 50. С. 295. https://doi.org/10.7868/S0002337X14030142
  19. Zhang P., Matsui M., Takeda Y. et al. // Solid State Ionics. 2014. V. 263. P. 27. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2015.01.004
  20. Kothari D.H., Kanchan D.K. // Ionics. 2015. V. 21. P. 1253. https://doi.org/10.1007/s11581-014-1287-9
  21. Kahlaoui R., Arbi K., Sobrados I. et al. // Inorg. Chem. 2017. V. 56. P. 1216. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.6b02274
  22. Stenina I., Pyrkova A., Yaroslavtsev A. // Batteries. 2023. V. 9. P. 59. https://doi.org/10.3390/batteries9010059
  23. Грищенко Д.Н., Подгорбунский А.Б., Медков М.А. // Журн. неорган. химии. 2024. Т. 69. C. 155. https://doi.org/10.31857/S0044457X24020025
  24. Стенина И.А., Таранченко Е.О., Ильин А.Б. и др. // Журн. неорган. химии. 2023. Т. 69. C. 1683. https://doi.org/10.31857/S0044457X23601360
  25. Pershina S.V., Vovkotrub E.G., Antonov B.D. // Solid State Ionics. 2022. V. 383. P. 115990. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2022.115990
  26. Kim Y.-C., Jung K.-N., Lee J.-W., Park M.-S. // Ceram. Int. 2020. V. 46. P. 23200. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2020.06.101
  27. Kang J., Guo X., Gu R. et al. // J. Alloys Compd. 2023. V. 941. P. 168857. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2023.168857
  28. Bai H., Hu J., Li X. et al. // Ceram. Int. 2018. V. 44. P. 6558. https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2018.01.058
  29. Rumpel M., Appold L., Baber J. et al. // Mater. Adv. 2022. V. 3. P. 8157. https://doi.org/10.1039/D2MA00655C
  30. Zhu Y., Zhang Y., Lu L. // J. Power Sources. 2015. V. 290. P. 123. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2015.04.170
  31. Das A., Sahu S., Mohapatra M. et al. // Mater. Today Energy. 2022. V. 29. P. 101118. https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.101118
  32. Jadhav H.S., Kalubarme R.S., Jang S.-Y. et al. // Dalton Trans. 2014. V. 43. P. 11723. https://doi.org/10.1039/C4DT01144A
  33. Peng H., Xie H., Goodenough J.B. // J. Power Sources. 2012. V. 197. P. 310. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2011.09.046
  34. Ślubowska W., Kwatek K., Jastrzębski C. et al. // Solid State Ionics. 2019. V. 335. P. 129. https://doi.org/10.1016/j.ssi.2019.02.022
  35. Yan B., Kang L., Kotobuki M. et al. // J. Solid State Electrochem. 2021. V. 25. P. 527. https://doi.org/10.1007/s10008-020-04829-2
  36. Clemenceau T., Raj R. // MRS Commun. 2022. V. 12. P. 201. https://doi.org/10.1557/s43579-022-00162-z
  37. Minkiewicz J., Jones G.M., Ghanizadeh S. et al. // Open Ceram. 2023. V. 16. P. 100497. https://doi.org/10.1016/j.oceram.2023.100497
  38. Mariappan C.R., Gellert M., Yada C. et al. // Electrochem. Commun. 2012. V. 14. P. 25. https://doi.org/10.1016/j.elecom.2011.10.022
  39. Jonderian A., McCalla E. // Mater. Adv. 2021. V. 2. P. 2846. https://doi.org/10.1039/D1MA00082A
  40. Kobayashi R., Nakano K., Nakayama M. // Acta Mater. 2022. V. 226. P. 117596. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2021.117596
  41. Stenina I.A., Velikodnyi Y.A., Ketsko V.A. et al. // Inorg. Mater. 2004. V. 40. P. 967. https://doi.org/10.1023/B:INMA.0000041330.84296.2e
  42. Francisco B.E., Stoldt C.R., M’Peko J.-C. // Chem. Mater. 2014. V. 26. P. 4741. https://doi.org/10.1021/cm5013872
  43. Barj M., Lucazeau G., Delmas C. // J. Solid State Chem. 1992. V. 100. P. 141. https://doi.org/10.1016/0022-4596(92)90164-q
  44. Arbi K., Bucheli W., Jiménez R., Sanz J. // J. Eur. Ceram. Soc. 2015. V. 35. P. 1477. https://doi.org/10.1016/j.jeurceramsoc.2014.11.023
  45. Kahlaoui R., Arbi K., Sobrados I. et al. // Inorg. Chem. 2024. V. 63. P. 7806. https://doi.org/10.1021/acs.inorgchem.4c00289
  46. Qiu D., Guerry P., Ahmed I. et al. // Mater. Chem. Phys. 2008. V. 111. P. 455. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2008.04.045
  47. Duan J., Yu Y., Sun A. et al. // J. Power Sources. 2020. V. 449. P. 227574. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2019.227574
  48. Yaroslavtsev A.B. // Russ. J. Inorg. Chem. 2000. V. 45. Suppl. 3. P. S249.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Рентгенограммы материалов LAZTP-хB-syn (а) и LAZTP-хB-bm (б). Cодержание бора (мас. %): х = 0 (1), 1 (2), 2 (3), 4 (4). Звездочкой обозначены рефлексы LiTiРO5.

Скачать (60KB)
Метаданные
3. Рис. 2. КР-спектры материалов на основе Li1.2Al0.2Zr0.1Ti1.7(PO4)3: 1 – LAZTP-0В-syn, 2 – LAZTP-2В-syn, 3 – LAZTP-2В-bm.

Скачать (41KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Фрагменты ИК-спектров LAZTP-хB-syn (а) и LAZTP-хB-bm (б). Cодержание бора (мас. %): х = 0 (1), 1 (2), 2 (3), 4 (4).

Скачать (83KB)
Метаданные
5. Рис. 4. MAS ЯМР-спектры на ядрах 27Al (а), 7Li (б), 31P (в) и 11B (г) LAZTP-4В-syn (1) и LAZTP-4В-bm (2).

Скачать (93KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микрофотографии поверхности таблеток LAZTP-0B-syn (а), LAZTP-1B-syn (б), LAZTP-2B-syn (в), LAZTP-4B-syn (г), LAZTP-0B-bm (д) и LAZTP-4B-bm (е).

Скачать (1015KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зависимости общей проводимости от температуры для материалов LAZTP-хB-syn (а) и LAZTP-хB-bm (б).

Скачать (84KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».