很高興和大家再次相遇，本期進(jìn)入了電化學(xué)工作站測(cè)試方法系列第三講如何測(cè)試固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率？

固態(tài)電解質(zhì)研究有諸多因素需要考慮，固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率成為關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題之一，但固態(tài)電介質(zhì)電導(dǎo)率包含電子電導(dǎo)率和離子電導(dǎo)率兩部分，需要降低電子電導(dǎo)率，提高離子電導(dǎo)率，如下圖所示。目前測(cè)量離子電導(dǎo)率的*佳方式是通過(guò)阻塞電極，測(cè)試交流阻抗進(jìn)行計(jì)算而得到。

固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率測(cè)試方法-直流方法

固態(tài)電解質(zhì)電導(dǎo)率測(cè)試方法-交流方法

同樣固態(tài)電解質(zhì)的電導(dǎo)率測(cè)試也需要如前面電化學(xué)窗口及內(nèi)短路介紹中所提到的阻塞電極，進(jìn)行測(cè)試。

固態(tài)電解質(zhì)鋰離子電導(dǎo)率測(cè)試實(shí)例

• 阻塞電極制備，由6mm直徑厚度約1.3mm LLZNb05 固態(tài)電解質(zhì) ，阻塞電極為直徑6mm由磁控濺射噴金處理而成

• 使用Solartron1260A 頻率響應(yīng)分析儀，施加10mV交流電壓振幅，頻率范圍為13 MHz ?10 Hz

• 溫度 (253 K, 263 K, 273 K, 283 K, 293 K, 298 K, 303 K, and 313 K) 氮?dú)猸h(huán)境中

從上面a圖中可以看到，半圓直徑約330 Ohm， L=0.13 cm, S=3.14x(0.3cm)2。

固態(tài)電解質(zhì)電子電導(dǎo)率測(cè)試實(shí)例

• 阻塞電極，Au/LLZNb05/Au,

• 200mV 極化電壓 ，監(jiān)測(cè)電流

• R=V/I

為了提高電子電導(dǎo)率的測(cè)試準(zhǔn)確度，可以增加多個(gè)恒電位極化，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線來(lái)得到固態(tài)電解質(zhì)的電子電阻，進(jìn)而計(jì)算得到電子電導(dǎo)率，如下圖所示。

以上信息來(lái)源：

1. Methods for the measurement of transport numbers in mixed ionic and electronic ceramic conductors CDT Energy Storage and Its Applications, Mini project

2.Chemical Reviews 2020 120 (14), 6878-6933

3.Ionics 8 (2002)

4.Scientific Reports, (2018) 8:9965, DOI:10.1038/s41598-018-27851-x

5.Nature Materials  2019 (18), 1278–1291