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随着人类文明的快速发展，能源缺乏和环境污染等问题逐渐加重，新型环保能源的开发刻不容缓。目前，在数目繁多的能源储备装置中，锂离子电池凭借着高的能量密度、高的充放电率、长的循环使用寿命、轻便小巧的设计等特点成为目前综合性能最好的储能设备，已经在各个领域广泛地应用。普通锂离子电池使用的是液态电解质，但是却有着容易泄漏、易燃易爆等不安全的缺点。新型全固态锂离子电池可以很好的解决普通锂离子电池在使用时的安全问题，所以现在许多科研工作者将全固态锂离子电池作为重点来研究。最近研究发现，当使用反钙钛矿型固态电解质时，其展现出了高的离子电导率、良好的热机械强度和大的工作电压，以及宽的电化学窗口等优异的性能，反钙钛矿型化合物LbOCI是具有很好发展前景的固态电解质，目前，它的离子电导率和电化学稳定性都还有待进一步提高。本论文是在制备出了Li3OCl的基础上采用Br对Li3OCl中的CI进行取代改性的方法，制备出了Li3OClBr材料(x=0.25、0.50、0.75、1)，并对制备出来的固态电解质材料进行了X-射线粉末衍射测试(XRD)和差示扫描量热分析(DSC)。还对所制备出的材料进行了电化学性能测试，分别为交流阻抗测试、循环伏安测试和恒流充放电循环测试。主要的实验过程如下所示:
(1)使用原料LiCl、LiH、LiOH按照1∶1∶1的比例混合反应，制得固态电解质材料Li3OCl，并对不同降温速率的Li3OCl进行了X-射线粉末衍射测试，分析XRD图像时发现，冷却速度对其晶型的形成有很大的影响，研究表明，冷却的速度越慢，其晶型形成的越完整，而冷却的速度越快，发生畸变的情况就越严重。DSC图谱显示，Li3OCl玻璃化转变温度为95.3℃，其相转变熔点为273.8℃。经过交流阻抗测试后，发现在25℃时，Li3OCl的总离子电导率为5.24×10-7S/cm，当温度升到230℃时，其总电导率为9.13×10-6S/cm，其活化能为0.55eV。在130℃时，对其进行了循环伏安法测试和恒流充放电循环测试，发现其具有良好的电化学稳定性和宽的电化学窗口，在电流密度为0.05mA/cm2时，发现固态电解质Li3OCl具有良好的循环稳定性。
(2)使用原料LiBr、LiCI、LiH和LiOH按照一定的比例制备出了Li3OCl1-xBrx材料(x=0.25、0.50、0.75、1)，根据XRD图谱发现此种反钙钛矿电解质材料的主峰均发生了偏移，但是总的结构还是立方晶系。在电化学性能测试方面，固态电解质材料Li3OCl1-xBrx的交流阻抗测试结果表明，当组成为Li3OCl0.7sBr0.25的时候，其性能最为优异。在温度为25℃时，总电导率为2.02×10-6S/cm，当温度升到230℃时，总电导率为6.39×10-2S/cm，活化能为0.48ev。循环伏安测试表明，此种反钙钛矿型固态电解质材料Li30Cl1-xBrx具有宽的电化学窗口和稳定的电化学性质。恒流充放电循环测试数据表明，其具有很长的循环寿命，在电流密度为0.05mA/cm2并循环100圈后，Li3OCl0.75Bro-25的电压稳定在21mV左右，当电流密度升到0.1mA/cm2时，循环100圈后，其电压能保持在44mV左右。
综上所述，通过采用Br对Li3OCl中的C1进行取代改性的方法来改变材料的性能，使此种富锂反钙钛矿型固态电解质中的锂离子在空位迁移时遇到的障碍减少，从而提高了电化学性能，使这类固态电解质材料变得更加适合做全固态电池的电解质。
(1)使用原料LiCl、LiH、LiOH按照1∶1∶1的比例混合反应，制得固态电解质材料Li3OCl，并对不同降温速率的Li3OCl进行了X-射线粉末衍射测试，分析XRD图像时发现，冷却速度对其晶型的形成有很大的影响，研究表明，冷却的速度越慢，其晶型形成的越完整，而冷却的速度越快，发生畸变的情况就越严重。DSC图谱显示，Li3OCl玻璃化转变温度为95.3℃，其相转变熔点为273.8℃。经过交流阻抗测试后，发现在25℃时，Li3OCl的总离子电导率为5.24×10-7S/cm，当温度升到230℃时，其总电导率为9.13×10-6S/cm，其活化能为0.55eV。在130℃时，对其进行了循环伏安法测试和恒流充放电循环测试，发现其具有良好的电化学稳定性和宽的电化学窗口，在电流密度为0.05mA/cm2时，发现固态电解质Li3OCl具有良好的循环稳定性。
(2)使用原料LiBr、LiCI、LiH和LiOH按照一定的比例制备出了Li3OCl1-xBrx材料(x=0.25、0.50、0.75、1)，根据XRD图谱发现此种反钙钛矿电解质材料的主峰均发生了偏移，但是总的结构还是立方晶系。在电化学性能测试方面，固态电解质材料Li3OCl1-xBrx的交流阻抗测试结果表明，当组成为Li3OCl0.7sBr0.25的时候，其性能最为优异。在温度为25℃时，总电导率为2.02×10-6S/cm，当温度升到230℃时，总电导率为6.39×10-2S/cm，活化能为0.48ev。循环伏安测试表明，此种反钙钛矿型固态电解质材料Li30Cl1-xBrx具有宽的电化学窗口和稳定的电化学性质。恒流充放电循环测试数据表明，其具有很长的循环寿命，在电流密度为0.05mA/cm2并循环100圈后，Li3OCl0.75Bro-25的电压稳定在21mV左右，当电流密度升到0.1mA/cm2时，循环100圈后，其电压能保持在44mV左右。
综上所述，通过采用Br对Li3OCl中的C1进行取代改性的方法来改变材料的性能，使此种富锂反钙钛矿型固态电解质中的锂离子在空位迁移时遇到的障碍减少，从而提高了电化学性能，使这类固态电解质材料变得更加适合做全固态电池的电解质。