168- 北京科技大学学报 2003年第2期 。-a-LiFeO, 导电性较差，而在合成锂铁氧化物的过程中，使 初始反应混合物中的Li,CO,轻微过量，可以提高 Li:Fe=1.1 锂铁氧化物电极的导电性. Li:Fe=1.05 Li:Fe 1.03 图3给出了锂铁氧化物电极在650℃时的导 2 电性与LiFe值的关系，可以看出，通过改变Li:Fe Li:Fe=1.0 比值，可以显著改变锂铁氧化物电极的导电性， 30 50 70 90 Li:Fe-l.1的电极的导电性比Li:Fe=l.0的电极的 20/e) 导电性提高了10倍多.当LiFe=1.0~1.05时，锂铁 图1Fe,0,和Li,C0,的混合物在900℃下反应20h所得 氧化物电极的导电性变化很显著；当Li:Fe= 产物的XRD衍射图谱 1.05~1.10时，锂铁氧化物电极的导电性变化幅度 Fig.1 XRD diffraction spectrum of Fe:O,and Li,CO,mix- 不大 ture at900℃for20h -0.5 -0.25 (a)Li:Fe=1.0 (b)Li:Fe=1.03 0 0.25 0.50 0.5 0.7 5.5 56.0 56.5 57.0 34.25 34.50 34.75 35.00 Z'In ZI0 0.25 -2.5 (c)Li:Fe=1.05 (d)Li:Fe=1.1 0 0 2.5 0.25 0.50 7.5 0.75 10.0 3.0 13.2513.5013.7514.00 .5 10.012.5 15.0 17.5 Z/0 ZIQ 图2不同L:Fe值的锂铁氯化物电极在650℃时的交流阻抗谱图 Fig.2 AC impedance spectrum of lithium ferrite oxide electrodes with various Li:Fe values 根据Giorgi等人的研究结果，LfeO2属于P 160 型半导体材料，电导率随空穴浓度的增大而升 120 高.L能够增大导电空穴浓度，所以在合成锂钴 是 (或锂铁)氧化物的过程中，过量的Li2CO,提高了 80 锂钴（或锂铁）氧化物的导电性， 根据P型半导体的电导率公式m: E+Bciexp2KT =Aexp2KT] E,」 (1) 01.01.021.041.061.081.10 式中，c为掺杂浓度.由式(1)可以看出，同一温度 Li:Fe值 下，电导率与掺杂浓度c之间符合正比关系，这 图3锂铁氧化物电极在650℃时的导电性与Li:Fe值的 与本文的研究结果相一致。 关系曲线图 (2)锂铁氧化物电极的导电性与温度的关系， Fig.3 Relationship between lithium ferrite oxide electro 图4显示了锂铁氧化物电极的导电性随温度 des conductivity and Li:Fe values at 650C. 1 6 8 - 北 京 科 技 侧 淇 砰 . 一一 a 一 L FI e认 , { 一 \ L:i F e 二 1 . 1 { 皿 护 甲 . 尸 . ’ 叹 L:i F e = 1 . 05 丫 虎 eF 一 ` · 03 L 几 / 尸 r 尸 尸 . 尹 / L公F e = 1 . 0 价 声 尹 - l 二 l … l 3 0 5 0 7 0 9 0 2侧 ( O ) 图 1 F e Z众 和 ;iL C仇 的 混合 物在 卯 0℃ 下反 应 2 0 h 所得 产 物 的 X R D 衍 射 图谱 F云g · 1 X R D di月份a e柱o n s P e e t r u m o f F e Z认 a n d L礼C认 . 协 t u r e a t 9 00℃ fo r 2 0 h 大 学 学 报 2 003 年 第 2 期 导 电性较 差 , 而 在 合成 铿 铁氧 化 物 的过 程 中 , 使 初 始反应 混 合物 中的 iL 刃O , 轻微 过 量 , 可 以提 高 锉 铁氧化 物电极 的 导 电性 . 图 3 给 出 了铿 铁氧 化物 电极 在 65 0 ℃ 时 的导 电性与 iL :F e 值 的关 系 . 可 以看 出 , 通 过 改变 iL : eF 比 值 , 可 以显著 改变锉 铁氧 化 物 电极 的导 电性 , L:i F e 二 1 . 1 的 电极 的导 电性 比 iL : F e = 1 . 0 的 电极 的 导 电性 提 高了 10 倍 多 . 当 iL :F , 1 . -0 1 . 05 时 , 锉 铁 氧 化 物 电极 的 导 电性 变 化 很 显 著 ; 当 iL : eF = 1 . 05 一 1 . 10 时 , 锉铁 氧化物 电极 的 导 电性变 化幅度 不 大 . 攀N (a) L i : F e = 1 . 0 一一一一~ ~ 一 厂 Z , /Q 刁 2 5 攀。 N 0 . 50 0 . 7 5万 刁 . 2 5 广一 - - - ~ 一- ~ 一 - 一一 一一 - 0 卜- 一一一一- 一一一 - 吧 , 户` ~ 一一 ~ 一一 ~ 一一 一一 } 0 . 2 5 卜 / l 0 . 5 0 卜 了 / 户 1 0 . 7 5 L一一一一一一一一` 一一一砂一一 3 4 . 2 5 34 . 50 3 4 . 7 5 3 5 . 0 0 Z’ / Q “ .5 } d() iL :F 护 .l } ” 2 . 5盯了一一一一一州 一 t 攀 卜 奄 } \ ’ ` 0 { / 1 ’ · ’ 「 / 1 1 0 . 0 ` 一 - 一 . 一 一一 一 J ` e一一 一一 -一」 13 . 25 13 . 5 0 1 3 . 7 5 14 . 00 7 . 5 1 0 . 0 1 2 . 5 15 . 0 Z `瓜 Z价 图 2 不 同 L i : F e 值 的铿 铁氧 化物 电极 在 6 50 ℃ 时的 交流 阻抗谱 图 F i.g 2 A C i m P e d a n ce s p e c tr u . of U伍 i u m fe 州 et o x id e e l e e加d se 明d t h v a r fo u s L i : F e v a lu se 17 . 5 八“吸LrlspeL . , ,esse 八1J0on , l 一 6 `,O八ù 4 口甭 o 而 ~ se i万乏 se 而不 se i茄 . 不6「 i{i 。 L i : F e 值 图 3 键铁氧 化 物 电极 在 ` 50 ℃ 时的导 电性 与 iL : eF 值 的 关系 曲线 图 F ig . 3 eR la iot n s hiP b e 幻即 e e n il t h in m 介 r irt e o x id e e峡t or · d se c o . d u c d v i yt a n d L i : eF va l u 韶 a t 6 5 0 ℃ 根 据 iG o 飞i 等 人顶 ,的研 究结 果 , L IF e 0 2 属 于 P 型 半导 体 材 料 , 电导 率 随 空穴 浓 度 的增 大 而升 高 . iL 能够 增 大 导 电空穴 浓 度 , 所 以在合 成 铿钻 ( 或锉 铁 )氧化物 的过程 中 , 过 量 的 iL Z C O , 提 高 了 铿 钻 (或锉 铁 )氧 化物 的导 电性 . 根 据 P 型半 导体 的 电导率 公 式 `” : 。 一 eA xP ( 一矗扣 ` 坛p卜翻 l() 式中 , c 为 掺 杂浓 度 . 由式 ( l) 可 以看 出 , 同一 温度 下 , 电导 率与 掺 杂浓 度廿之 间符 合 正 比关 系 , 这 与本 文 的研 究 结果 相 一致 . (2 )锉 铁 氧化 物 电极的 导 电性 与温度 的 关系 . 图 4 显 示 了锉 铁 氧化物 电极 的导 电性 随温度