埃尔派知识课堂：钙钛矿型锂离子电解质的制备和掺杂改性

无机固体锂离子电解质具有能量密度高、使用寿命长、功率大、安全性高、无污染等优点，是传统有机液体电解质的良好替代品。其中，钙钛矿型锂离子电解质具有良好的晶粒导电性和化学稳定性，存在巨大的潜在应用。

目前，合成钙钛矿型锂离子电解质无机固体电解质的方法主要有固相法、溶胶-凝胶法以及其他方法。

固相法

固相法是将原料试剂按化学计量比用天平进行称量，利用粉碎、球磨等方式将其混合在一起形成粉末进行煅烧，再经过高温烧结得到钙钛矿型氧化物。该方法原理简单、成本较低、实际操作简便，但锻烧温度高、时间长，且颗粒粗大、不均匀、易团聚、易混入杂质，由此导致样品性能较差。

溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶技术是当前制备纳米级材料的主要方法，是将金属有机物或无机物经过溶液、溶胶、凝胶再经过热处理形成纳米粉体的方法。该方法反应在溶液中进行，均匀度高，煅烧温度低。同时，可以准确控制化学计量比，从而控制材料的微观结构和性质。但原材料成本较高，不适合大规模生产。

其他方法

制备钙钛矿型锂离子电解质的方法还有共沉淀法、溶胶凝胶-低温燃烧法等。虽然钙钛矿型锂快离子导体陶瓷材料具有较高的晶粒电导率，但仍然存在很多问题。

在合成过程中，由于高温导致氧化锂损失，较难控制最后所得产物的组分，不易得到较高的电导率。而由于其具有较高的界面电阻，材料的晶界电导率较低，大量研究者通过改变晶体结构或将不同物质与之掺杂等方式来提高钙钛矿型锂离子电解质的离子电导率。

晶体结构的掺杂改性

钙钛矿型锂离子电解质中A位和B位取代的各种构型共有以下几种：其他镧系元素离子对镧离子的A位取代；其他碱、碱土和银离子对锂离子的A位取代；钛离子被三价、四价、五价、六价离子的B位取代；A位和B位点的共同置换。

与不同物质混合的掺杂改性

与固体无机电解质的混合可以使钙钛矿型锂离子电解质的锂浓度增加，从而影响电导率，也可增强可烧结性能，提高致密性。

在制备钙钛矿型锂离子电解质时，应选取适合的方法，合理控制原材料的含量、烧结温度和烧结时间等因素，从而获得结构稳定且电导率较高的电解质。