Evaluation on the effect of gadolinium-doping for niobium on the morphology and ionic conductivity of garnet-like Li<sub>5</sub>La<sub>3</sub>Nb<sub>2</sub>O<sub>12</sub>
Notice bibliographique
Résumé
There is a great interest in gaining a deeper understanding of the lithium ion conductivity of Li-stuffed garnets that result from the substitution at either the La or M sites in Li5La3M2O12 (M = Nb, Ta), since these materials can be used as potential electrolytes in all solid-state batteries. Here, we investigate the effect of replacing Nb5+ with Gd3+ and stuffing two Li+ per Gd3+ in Li5La3Nb2O12 on the structure and ionic conductivity of the new family of garnet-type compounds with the nominal formula Li5+2xLa3Nb2−xGdxO12 (0 ≤ x ≤ 0.45). The samples were prepared via conventional solid-state synthesis in air at elevated temperatures. Powder X-ray diffraction studies confirmed the formation of the garnet-type structure for Li5+2xLa3Nb2−xGdxO12 (0 ≤ x ≤ 0.45). Elemental mapping obtained using energy dispersive X-ray analysis showed no evidence of a secondary phase being formed in Li5+2xLa3Nb2−xGdxO12 (0 ≤ x ≤ 0.45). Archimedes’ density measurements confirmed that the density of the samples with x ≤ 0.25 is not improved. The porosity of the samples with x ≥ 0.3 was found to be in the 8%–16% range. Among the samples investigated in this work, the x = 0.45 member of Li5+2xLa3Nb2−xGdxO12 showed the highest ionic conductivity of 1.91 × 10−5 S cm−1 at room temperature, which is an order of magnitude higher than that of the parent compound Li5La3Nb2O12. The activation energy of this material was calculated to be 0.38 eV at 25–225 °C and 0.28 eV at 225–325 °C. The change in the activation energy at the high temperature regime can be explained using the Li site occupation model in the garnet-type structure.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».