Impact of Liquid Phase Formation on Microstructure and Conductivity of Li-Stabilized Na-β″-alumina Ceramics

烧结 材料科学 微观结构 电导率 陶瓷 粒度 多孔性 晶粒生长 相(物质) 离子电导率 相对密度 离子 电解质 复合材料 矿物学 分析化学(期刊) 化学 电极 色谱法 物理化学 有机化学
作者
Marie‐Claude Bay,Meike V.F. Heinz,Renato Figi,Claudia Schreiner,Diego Basso,Nicola Zanon,Ulrich Vogt,Corsin Battaglia
出处
期刊:ACS applied energy materials [American Chemical Society]
卷期号:2 (1): 687-693 被引量:22
标识
DOI:10.1021/acsaem.8b01715
摘要

Na-β″-alumina ceramics are archetypical ion conductors with excellent sodium-ion conductivity. Their processing is, however, challenging and results in large variations in reported conductivity measurements. We systematically reexamine the impact of sintering conditions on microstructure and sodium-ion conductivity of Na-β″-alumina ceramics. Depending on sintering temperature and sintering time, we measure conductivities between 0.04 and 0.37 S/cm at 300 °C on ceramics prepared from identical starting powders. During sintering, formation of a liquid phase is observed above 1500 °C, which promotes densification but leads to abnormal grain growth for extended sintering times. While such conditions result in the highest conductivities measured for our sample series (0.37 S/cm at 300 °C), the corresponding microstructures are mechanically fragile. For mechanically robust, densely sintered samples, we identify the average grain size as the dominating factor controlling ion conductivity. For average grain sizes between 1 and 6 μm, we obtain conductivities between 0.17 and 0.27 S/cm at 300 °C. The influence of porosity in undersintered, highly porous samples is well accounted for by Archie’s law and results in low ion conductivities down to 0.04 S/cm at 68% density. Our insights into microstructural factors controlling ionic conductivity such as grain size and density are instrumental for the successful integration of Na-β″-alumina ceramic electrolytes into next-generation batteries.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
klemens发布了新的文献求助10
1秒前
酷波er应助精明平露采纳,获得10
1秒前
最好的完成签到,获得积分10
3秒前
Owen应助星星与我们采纳,获得30
4秒前
Le发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
香蕉觅云应助klemens采纳,获得10
8秒前
坚强幼荷完成签到,获得积分10
8秒前
姜姜完成签到,获得积分10
11秒前
11秒前
12秒前
喵喵发布了新的文献求助10
14秒前
深情安青应助自信的一兰采纳,获得10
15秒前
精明平露发布了新的文献求助10
15秒前
ORAzzz完成签到,获得积分10
16秒前
徐蹇发布了新的文献求助10
17秒前
zhentg完成签到,获得积分0
17秒前
慕青应助白云朵儿采纳,获得10
18秒前
徐蹇完成签到,获得积分10
22秒前
科研通AI5应助小肖采纳,获得30
28秒前
eyes完成签到,获得积分10
28秒前
JamesPei应助科研涛采纳,获得10
31秒前
33秒前
33秒前
单于青荷发布了新的文献求助50
35秒前
星辰大海应助cc采纳,获得10
36秒前
36秒前
37秒前
Ryuki完成签到 ,获得积分10
37秒前
白云朵儿发布了新的文献求助10
38秒前
夏兴龙发布了新的文献求助10
41秒前
王翎力发布了新的文献求助10
42秒前
666完成签到 ,获得积分10
43秒前
44秒前
小肖完成签到,获得积分10
45秒前
46秒前
悲伤火龙果完成签到 ,获得积分10
47秒前
48秒前
yy家的小哥哥完成签到,获得积分10
48秒前
陶醉的翠霜完成签到 ,获得积分10
48秒前
高分求助中
Les Mantodea de Guyane Insecta, Polyneoptera 2500
Technologies supporting mass customization of apparel: A pilot project 450
Brain and Heart The Triumphs and Struggles of a Pediatric Neurosurgeon 400
Cybersecurity Blueprint – Transitioning to Tech 400
Mixing the elements of mass customisation 400
Периодизация спортивной тренировки. Общая теория и её практическое применение 310
the MD Anderson Surgical Oncology Manual, Seventh Edition 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3783189
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3328507
关于积分的说明 10236843
捐赠科研通 3043629
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1670622
邀请新用户注册赠送积分活动 799792
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 759126