journal article·2019Open access

Densification of Ta-Doped Garnet-Type Li6.75La3Zr1.75Ta0.25O12 Solid Electrolyte Materials by Sintering in a Lithium-Rich Air Atmosphere

Xingxing Zhang, Tae-Sik Oh, Jeffrey W. Fergus

Abstract

Garnet-type Li 7 La 3 Zr 2 O 12 (LLZO) has attracted much attention because it shows promising properties for all-solid-state lithium-ion batteries. A dense microstructure is needed to obtain a high Li + conductivity, as porous microstructures result in much lower Li + conductivities. In this work, tantalum-doped cubic garnet-type Li 6.75 La 3 Zr 1.75 Ta 0.25 O 12 (LLZTO) with a relative density of 92% was prepared by a simple co-precipitation method with cold uniaxial pressing and sintering in a lithium-rich air atmosphere, which was created by the addition of LiOH to the LLZTO cover powder. This LiOH-containing cover powder (15Li + LiOH) has been shown to improve densification and increase the room temperature total conductivity to 6.9 × 10 −4 S/cm with an activation energy of 0.2 eV. This 15Li + LiOH cover powder results in the formation of an Al-containing interparticle phase, which facilitates the densification of LLZTO. The aluminum concentration increases during sintering and is located in the grain boundary.
Source: openalex_inverted_index · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced Battery Materials and Technologies · Advancements in Battery Materials · Ferroelectric and Piezoelectric Materials

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