Твердые электролиты Li₁₊ₓAlₓGe₂₋ₓ(PO₄)₃ со структурой NASICON для литиевых химических источников тока

Цель: разработка литий-проводящих мембран твердого электролита со структурой NASICON, перспективных для применения в литиевых химических источниках тока. В качестве объектов исследования выступают стеклообразные и керамические образцы в системе Li₂O - Al₂O₃ - GeO₂ - P₂O₅, в том числе модифицированные путем добавления в систему Au и Y₂O₃, в форме керамических мембран, полученных методом кристаллизации стекла и по технологии пленочного литья. Задачи выполнены с использованием комплекса современных методов исследования: ТГ, ДТА, дилатометрия, РЭМ, ПЭМ, РСМА, твердотельная спектроскопия ЯМР, РФЭС, спектроскопия КР, РФА, НД, МУРН, спектроскопия импеданса и другие электрохимические методы. В результате проведенных исследований показано, что введение Au и Y₂O₃ в систему приводит к росту ионной проводимости керамических твердых электролитов за счет оптимизации их микроструктуры. При помощи ЯМР-релаксометрии 7Li показаны причины деградации ионной проводимости в керамике при продолжительной термообработке. Разработан метод получения мембран твердого электролита толщиной 10 - 200 мкм. Предложена методика исследования окна рабочих потенциалов твердого электролита, основанная на измерении спектров РФЭС in situ в процессе поляризации графенового электрода, нанесенного на мембрану твердого электролита. Полученные мембраны твердого электролита испытаны в Li - O₂ и литий-ионных электрохимических ячейках. Основные идеи и положения работы изложены в 16 работах, в том числе в 5 статьях в зарубежных научных журналах, в 3 патентах и в 8 тезисах докладов на всероссийских и международных научных конференциях.