@article { author = {Illbeigi, M. and Fazlali, A. R. and Kazazi, M. and Mohammadi, A. H.}, title = {Preparation of Lithium Ion Conductor Glass-Ceramic with High Conductivity for Producing Lithium-Air and all-Solid-State Lithium-Ion Batteries}, journal = {Journal of Advanced Materials in Engineering (Esteghlal)}, volume = {36}, number = {1}, pages = {37-52}, year = {2022}, publisher = {Isfahan University of Technology}, issn = {2251-600X}, eissn = {2423-5733}, doi = {10.18869/acadpub.jame.36.1.37}, abstract = {In this research, new lithium ion conductor glass-ceramics with NASICON-type structure (Li1+x+yAlxCryGe2-x-y (PO4)3, x+y=0.5) were synthesized using melt-quenching method and converted to glass-ceramics through heat treatment. Influence of addition of different concentrations of aluminum and chromium in LiGe2(PO4)3 glass-ceramic was investigated for ionic conduction improvement. Substitution of Ge4+ ions in NASICON structure by Al3+ and Cr3+ ions induced more Li+ ions in A2 vacant sites to obtain charge balance and also changed the unit cell parameters. These two factors led to ionic conductivity improvement of synthesized glass-ceramics. The glass-ceramics were characterized and the amorth structures were investigated by X-ray Diffraction (XRD), Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM), Energy-Dispersive X-ray spectroscopy (EDX), Differential Scanning Calorimetry (DSC) and Complex Impedance Spectroscopy (CIS). The highest lithium ion conductivity of 8.82×10-3 S/cm was obtained for x=0.4 and y=0.1 (Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO4)3) crystallized at 850 oC for 8 h with minimum activation energy of 0.267 eV.  }, keywords = {Solid electrolyte,NASICON-type glass-ceramic,Lithium ion conductor,Lithium-air battery,All-solid-state battery}, title_fa = {ساخت شیشه- سرامیک هادی یون لیتیوم با هدایت یونی بالا برای ساخت باتری‌های لیتیوم- اکسیژن و یون- لیتیوم تمام جامد}, abstract_fa = {در این تحقیق غشای شیشه- سرامیک جدید با ساختار نوع ناسیکون و فرمول کلی (Li1+x+yAlxCryGe2-x-y(PO4)3, x+y=0/5) با روش انجماد سریع شیشه مذاب و تبدیل به شیشه- سرامیک از طریق عملیات حرارتی، سنتز و اثر اضافه نمودن غلظت‌های متفاوتی از عناصر آلومینیوم و کروم به ساختار LiGe2(PO4)3 جهت بهبود هدایت یونی مورد بررسی قرار گرفت. جایگزینی جزئی یون‌های Ge4+ موجود در ساختار ناسیکون با یون‌های Al3+ و Cr3+ منجربه القای مقادیر بیشتری از یون‌های لیتیم در حفره‌های خالی A2 جهت موازنه بار و همچنین تغییر در پارامترهای شبکه کریستال شد. این دو عامل باعث افزایش هدایت یونی شیشه- سرامیک شد. مشخصه‌یابی و بررسی ساختارهای آمورف و کریستاله در این تحقیق با آزمون‌های پراش پرتو ایکس (XRD)، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، طیف‌سنجی پراش انرژی پرتو ایکس (EDX)، گرماسنجی پویشی تفاضلی (DSC) و طیف سنجی امپدانس مختلط (CIS) انجام گرفت. بیشترین هدایت یونی برابر با8/82Í10-3  زیمنس بر سانتی‌متر برای نمونه با x=0/4 و y=0/1، (Li1.5Al0.4Cr0.1Ge1.5(PO4)3) که در دمای 850 درجه سانتی‌گراد برای مدت 8 ساعت کریستاله گردید، حاصل شد. این نمونه همچنین کمترین انرژی اکتیواسیون معادل با 267/0 الکترون ولت را از خود نشان داد.  }, keywords_fa = {الکترولیت جامد,شیشه- سرامیک نوع ناسیکون,غشای هادی یون لیتیوم,باتری ‌لیتیوم- اکسیژن,باتری یون- لیتیوم تمام جامد}, url = {https://jame.iut.ac.ir/article_2404.html}, eprint = {https://jame.iut.ac.ir/article_2404_c444c5b584181ed197bbb709bad45072.pdf} }