电池配套材料
用于先进锂离子电池的钽掺杂锂镧锆氧 (Ta0.25-Li6.75La3Zr1.75O12, LLZTO) 固态电解质粉末
货号 : FZ61
价格根据 规格和定制情况变动
- 纯度 (wt%)
- ≥ 99.9% (3N)
- 离子电导率
- 3.8 × 10⁻³ S·cm⁻¹
- 一次粒径
- ≤ 5.0 μm
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产品概述
这种高纯度锂镧锆钽氧 (Ta0.25-Li6.75La3Zr1.75O12, LLZTO) 固态电解质粉末是下一代金属锂电池和全固态锂离子电池架构的关键材料进步。该电解质材料采用精确的化学计量比（Ta:Li:La:Zr:O = 0.25:6.75:3:1.75:12 摩尔比）设计，通过钽掺杂在室温下稳定了高电导率的立方石榴石晶相。这种稳定的立方结构消除了低电导率的四方相转变，确保了锂离子在整个本体材料中的均匀传输通道。
该粉末专为先进储能研究、固态电池原型开发和工业电池制造而设计，对金属锂负极表现出卓越的化学稳定性，并在高压窗口下具有强大的电化学稳定性。受控的亚微米至细微米级粒径（原生粒径 ≤ 5 μm）和 325 目筛分确保了在浆料制备、流延涂布、压片和高温烧结过程中的出色分散性。它能够制造出致密的陶瓷隔膜和具有最小晶界电阻的复合固态电解质基体。
该电解质粉末在严格的质量保证协议下合成，化学纯度达到 3N (≥ 99.9 wt%)，并严格控制痕量金属杂质。研究人员和工业电池制造商依靠这种优质粉末来抑制锂枝晶穿透、抑制界面降解，并构建在苛刻的热和机械条件下能够可靠循环的本质安全、高能量密度固态电池。
主要特点
- 卓越的室温离子电导率： 钽取代稳定了立方石榴石结构，提供了 3.8 × 10⁻³ S·cm⁻¹ 的超高室温本体离子电导率，实现锂离子在电解质基体中的快速扩散。
- 稳定的立方石榴石晶相： 严格的化学成分控制防止了低电导率四方相的形成，保持了一致的立方石榴石晶格参数，促进了连续的 3D Li⁺ 传输路径。
- 3N 高纯度配方： 整体纯度 ≥ 99.9 wt%，对过渡金属和碱金属杂质有严格的 ppm 级限制，防止了高工作电压下的寄生副反应和自放电现象。
- 受控的微观结构与粒径： 均匀的原生粒径分布 (D50 ≤ 5 μm) 和标准的 325 目筛分促进了高振实密度、均匀的生坯压实以及固态烧结过程中加速的致密化动力学。
- 卓越的电化学界面稳定性： 在与金属锂负极直接接触时表现出显著的热力学稳定性，抑制了锂枝晶的生长并减轻了长期循环过程中的电解质还原。
- 宽电化学稳定窗口： 可承受高工作电压（> 4.5 V vs. Li/Li⁺），能够与富镍 NCM、NCA 和钴酸锂等高压正极化学体系无缝集成。
- 优化的烧结与加工兼容性： 量身定制的颗粒形貌支持整体陶瓷片的干压成型以及超薄柔性复合聚合物-陶瓷电解质膜的湿法流延。
- 高化学与热稳定性： 不可燃的陶瓷成分提供了固有的操作安全性，消除了与传统易挥发液体有机碳酸酯电解质相关的热失控风险。
应用领域
| 应用 | 描述 | 主要优势 |
|---|---|---|
| 全固态锂电池 (ASSBs) | 用作烧结陶瓷隔膜片或与金属锂负极配对的薄膜固态电解质层。 | 消除易燃液体溶剂，同时防止灾难性的锂枝晶短路。 |
| 复合聚合物-陶瓷电解质 (CPEs) | 作为活性无机填料混合到 PEO、PVDF 或 PAN 聚合物基体中，用于柔性固态电池。 | 提高整体离子电导率，改善机械模量，并抑制聚合物重结晶。 |
| 正极复合配方 (Catholytes) | 与高压活性正极粉末（NCM, LNMO, LCO）混合，构建 3D 导电正极网络。 | 促进厚正极层内的连续 Li⁺ 传输，降低电池内阻。 |
| 金属锂负极保护涂层 | 沉积在金属锂箔或 3D 集流体上，作为人工固态电解质界面 (SEI)。 | 均匀化界面离子通量，防止锂腐蚀，并促进平整、无枝晶的锂沉积。 |
| 高压电池研究 | 用于学术和工业测试电池，研究新型 5V 级正极化学体系。 | 在升高的电池电位下提供强大的氧化稳定性，且无持续的电解质分解。 |
| 固态热电池与传感器 | 应用于在极端温度环境下运行的专用电化学设备和固态传感器。 | 在苛刻的操作条件下保持结构完整性和一致的离子传输。 |
技术规格
| 参数类别 | 规格指标 | 参考值 (FZ61) |
|---|---|---|
| 材料标识 | 化学式 | Ta₀.₂₅-Li₆.₇₅La₃Zr₁.₇₅O₁₂ (LLZTO) |
| 材料标识 | 摩尔化学计量比 | Ta : Li : La : Zr : O = 0.25 : 6.75 : 3 : 1.75 : 12 |
| 材料标识 | 产品等级 / 项目代码 | FZ61 |
| 纯度与等级 | 整体化学纯度 (wt%) | ≥ 99.9% (3N 级) |
| 物理性能 | 粉末颜色 / 外观 | 灰白色至米色（白色 / 浅黄色） |
| 物理性能 | 晶相结构 | 立方石榴石晶相 (Ia-3d) |
| 物理性能 | 原生粒径 (D50) | ≤ 5.0 μm |
| 物理性能 | 筛分粒度分级 | 325 目 |
| 电化学性能 | 本体锂离子电导率 (室温) | 3.8 × 10⁻³ S·cm⁻¹ |
| 电化学性能 | 工作电压窗口 | 最高 4.5V+ vs. Li/Li⁺ |
| 杂质概况 (最大值) | 铁 (Fe) | ≤ 10 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 铜 (Cu) | ≤ 6 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 钠 (Na) | ≤ 15 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 钛 (Ti) | ≤ 5 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 硅 (Si) | ≤ 15 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 铌 (Nb) | ≤ 20 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 锰 (Mn) | ≤ 5 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 镍 (Ni) | ≤ 4 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 铝 (Al) | ≤ 50 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 钇 (Y) | ≤ 25 ppm |
| 杂质概况 (最大值) | 痕量过渡金属总量 | 严格控制 (< 150 ppm 总量) |
| 质量验证 | 物相鉴定 | 经粉末 X 射线衍射 (XRD) 验证 |
为什么选择本产品
- 精确的化学计量控制： 采用最先进的固相法和湿化学掺杂方法合成，保证精确的 Ta 对 Zr 晶格取代，以实现一致的相稳定性和零批次间电导率漂移。
- 超低痕量杂质架构： 严格的质量控制将过渡金属和碱金属杂质保持在严格的 ppm 阈值内，保护高压电池原型免受局部氧化还原降解和内部微短路的影响。
- 针对高密度致密化优化： 受控的 ≤ 5 μm 原生粒径实现了在较低温度下的快速烧结，在保持清洁、低电阻晶界的同时，实现了 > 95% 的理论密度。
- 端到端工作流集成： 完全兼容实验室规模的冷等静压 (CIP)、液压压片、自动浆料涂布和流延系统，适用于各类电池原型工作流程。
- 专业的技术与工程支持： 由专业的材料工程专家提供支持，协助电池开发团队进行烧结曲线设定、粘结剂烧除协议和界面工程策略优化。
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