Enhancement in ionic conductivity of dysprosium doped Li7La3Zr2O12 solid electrolyte applied in Li-ion batteries

Bu araştırmada geliştirilmiş özelliklere sahip Li barındıran garnet tipi yeni bir katı elektrolit üretildi. Bu amaçla, kübik yapıyı stabilize etmek ve dolayısıyla iyonik iletkenliği ayarlamak için Li7La3Zr2O12 formül birimi (pfu) başına 0.1 ila 0.8 atom arasında değişen farklı Dy konsantrasyonlarıyla katkılandırılmıştır. Dahası, Dy katkılı LLZO'nun kristal yapısını geliştirmek ve Dy'nin yer tercihini belirlemek için X-ışını kırınımı ve Rietveld iyileştirmesi kullanılarak temel çalışmalar yapıldı. Öte yandan bu çalışmada Dy'nin farklı Wyckoff bölgelerinde enerjisel olarak yakınsamasını araştırmak ve deney sonuçlarını daha ileri düzeyde doğrulamak için yoğunluk fonksiyonel teorisi ile (DFT) toplam enerji uyarlamaları uygulandı. Ek olarak, farklı konumlardan Li'nin kimyasal çevresini göstermek için 7Li and 6Li katı hal MAS NMR kullanıldı. Bu tez çalışmasının sonuçları ile Dy'nin muhtemel olarak Zr ile yer değiştirdiği ve Li iyonlarının tetrahedral (24d) ve oktahedral (48g) bölgelerine yerleştiği belirtildi. Ek olarak, yeni katı elektrolitimiz LLZO'lar şimdiye kadar rapor edilen en yüksek iyonik iletkenliği (2.03 × 10-3 S.cm-1) sahip olduğunu gösterdi.