王镇江，盖琪欣，王云婷，姜兴涛，梁兴华,2

(1.广西科技大学 广西汽车零部件与整车技术重点实验室， 柳州 545006； 2.广东省新材料研究所， 广州 510006)

1 引 言

传统锂离子电池已广泛应用于手机、笔记本电脑、汽车等领域[1,2]，但由于其液态电解质含有可燃有机物易发生爆炸、燃烧等电池安全事故，给人们日常生活带来诸多安全隐患[3,4]. 固态锂离子电池不可燃、不腐蚀、不挥发，具有高安全性的优点，因此被视为下一代锂离子电池[5-8]. 固态电解质是固态锂离子电池的核心部分，目前的固态电解质主要有锂超离子导体型(LISICON-like type)、锂-硫银锗矿型(Li-Argyrodite type)、钠超离子导体型(NASICON-like type)、锂-氮型(Li-Nitride type)、钙钛矿型(Perovskite type)和锂-卤化物型(Li-Halide type)等类型[9]. 其中石榴石型LLZO具有高离子电导率，对锂金属和正极材料友好等优点，被视为最有前景的固态电解质材料之一[10-13].

关于LLZO的制备实验前人有诸多研究. 吴秋满等[14]通过高温固相法制备了三个不同煅烧温度下的LLZO，实验表明950 ℃煅烧后的样品离子电导率最高，达到1.94×10-6S·cm-1. 董大彰等[15]通过高温固相法合成了Ba、Ga共掺杂LLZO石榴石型固态电解质粉末，实验得出Ba作为一种烧结剂，改善了材料的烧结性能，降低了材料的平均晶粒尺寸，Ba、Ga共掺杂极大地提高了LLZO的电导率. 吴润平等[16]通过高温固相法合成了不同浓度Zn掺杂的Li7-2xZnxLa3Zr2O12(Zn-LLZO)，结果表明，当x=0.03时，Zn-LLZO的电导率达到最大值1.14×10-4S·cm-1.

第一性原理在材料计算方面具有愈来愈重要的作用[17-19]. 前人有做诸多关于LLZO的计算研究. Santosh KC等[20]运动密度泛函理论(DFT)研究了立方相c-LLZO的原子结构和电子性质，结果……