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电泳沉积制备复合毕业论文 目录 摘要 I Abstract II 第一章 文献综述 1 1.1 引言 1 1.2 固体电解质 1 1.2.1 固体电解质的定义 1 1.2.2 固体电解质的特点 1 1.3 β-电解质 2 1.3.1 β-电解质的特点 2 1.3.2 β-电解质的制备工艺 3 1.3.3 β-电解质在钠硫电池中的应用 4 1.4 电泳沉积的机理 4 1.4.1 电泳沉积的定义 4 1.4.2 电泳沉积的过程 4 1.4.3 电泳沉积的实验装置 4 1.4.4 电泳沉积在制备固体电解质工艺的特点 5 1.5 电泳沉积的应用 6 1.5.1 电泳沉积在制备固体氧化物电池(SOFC)电解质膜中的应用 6 1.5.2 电泳沉积在复合材料表面的应用 7 1.5.3 电泳沉积多孔羟基磷灰石涂层的应用 8 1.5.4 电泳沉积在复合陶瓷中的应用 8 1.5.5 电泳沉积在功能陶瓷中的应用 8 1.5.6 电泳沉积多层及复合结构的应用 8 1.6 电泳沉积过程中影响因素 9 1.6.1 助磨剂 9 1.6.2 分散介质 9 1.6.3 悬浮液陈化时间对涂层影响 10 1.6.4 电压 10 第二章 实验部分 11 2.1 原料与试剂 11 2.2 仪器设备 11 2.3 样品的制备及主要步骤 12 2.3.1 制备方法 12 2.3.2 β-Al2O3粉料（1#粉料）的制备 12 2.3.3掺杂1%TiO2的β-Al2O3粉料的制备（2#粉料） 13 2.3.4 β-Al2O3固体电解质样品的制备 13 2.3.5 参数选择 14 2.4 表征方法 17 2.4.1 用Zeta电位分析悬浮液的稳定性 17 2.4.2 用扫描电镜(SEM)分析产物的表观形貌 17 2.4.3 用四探针法测试产物的电导率 18 第三章 实验结果与讨论 19 3.1 三乙醇胺含量对致密层悬浮液的影响 19 3.2 三乙醇胺含量对多孔层悬浮液的影响 20 3.3 多孔层电泳动力学 21 3.4 聚丙烯酸含量对致密层致密性的影响 22 3.5 硬脂酸铝含量多孔层的影响 24 3.6 β-Al2O3复合电解质 25 3.6.1 β-Al2O3复合电解质的结构分析 25 3.6.2用四电极法测试复合电解质的电导率 25 第四章 结论 27 参考文献 28 致谢 30 第一章 文献综述 1.1 引言 由于电池的供电性能与电池的电阻有关，电池的电阻与电池的结构息息相关。电池的基本构成部分包括阴极，阳极，电池溶液，电池溶液含有电解质，所以电池的电阻与电池的电解质有关。电解质的电阻又与电解质的种类和结构息息相关。由于多孔型复合结构的固体电解质电阻小，特别是钠氯化镍电池及钠硫电池中的钠离子容易通过多孔型复合结构的固体电解质中的小孔，导致电解质的电阻就很小，所以现在需要制备这种多孔型复合结构的固体电解质，β-固体电解质就是其中的一种多孔型复合结构固体电解质。制备这种多孔型复合结构电解质的方法有很多，其中电泳沉积法就是其中的一种。现在基本上都是采取电泳沉积的方法制备这种固体电解质。光制备好β-固体电解质是不够的，必须要经过严格的实际测试后才能把这种电解质应用到电池中，特别是钠氯化镍电池及钠硫电池中。测试β-固体电解质的方法有很多，比如用X射线衍射(XRD)分析β-复合电解质的物相结构；用扫描电镜(SEM)或TM300观察β-复合电解质的表面形貌。用分析β-复合电解质电导率 1.2 固体电解质 1.2.1 固体电解质的定义 固体电解质是在一定温度以上具有离子导电性质的一类固体物质[1]。固体电解质又称快离子导体或超离子导体，我们倾向于采用快离子导体[2]。 1.2.2 固体电解质的特点 固体电解质的主要特征是离子具有类似于液体的快速迁移性[3]。固体电解质有一下几点特点：（1）良好的固体电解质材料应具有非常低的电子电导率（2）1.3 β-电解质 1.3.1 β-电解质的特点 β-的钠离子电导率远高于β-，在300℃时电导率可达0.2-0.3S·cm- 1，并且β相的纯度越高，电性能越好，这使得它在能源领域中有重要应用，如高能蓄电池、钠热机等。单相低阻值的β″-电解质将会增加电池的功率密度。同时，高致密度、均一细颗粒结构有利于提高电池可靠性和寿命。但在高温烧结时，β-于1550℃时会不可逆转的转变为β-，这样在高温形成β-时，总是会出现β-，降低产物的钠离子电导率，因此需掺杂一定量MgO或Li2O，稳定β-。在钠氯化镍电池体系中，近乎50%的电阻来源于β-固体电解质[4]。 目前所用β-固体电解质电导率已接近单相纯物质的电导率，提升空间有限。如何进一步减小固体电解质电阻成为束缚钠氯化镍电池性能的瓶颈。固体电解质电阻主要包括晶粒电阻和晶界电阻。一般来说，固体电解质的