陕西：铜川西塬330千伏输变电工程（线路）开工建设

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【成果简介】近日，铜川在湘潭大学王先友教授的带领下，铜川针对常压烧结制备LLZO陶瓷过程中锂气氛难以控制的问题，该团队开发出了一种高效调控锂气氛的互补偿锂损失（MCLL）方法。因此，西塬线路为了促进LLZO陶瓷的大规模生产和应用，迫切需要更加可靠的补偿锂损失方法和更高效的调控锂气氛方法。

LLZO烧结性差，伏输因此通常需要高温烧结完成致密化。结合该团队之前提出的快速超高温强化烧结（RUHTS）方法，变电MCLL法制备的Ta掺杂的LLZO（LLZTO）陶瓷电解质拥有高相对密度（96%)、变电高锂含量（5.54%）、高电导率（7.19×10-4）、大的室温CCD值（0.85mA·cm-2），综合性能明显优于传统的母粉法及自补偿锂损失方法。该方法还避免了母粉的使用，工程降低了原料成本，简化了实验操作，有望推动高质量LLZO陶瓷电解质的大规模制备和应用。

该成果以题为EfficientMutual-CompensatingLi-LossStrategytowardHighlyConductiveGarnetCeramicsforLi-MetalSolid-StateBatteries发表在ACSAppliedMaterialsInterfaces上，开工论文第一作者是博士生阳立。从宏观上来看，建设这就产生了陶瓷片间相互促进烧结、互相补偿锂损失的现象。

石榴石型固态电解质Li7La3Zr2O12（LLZO）具有高的锂离子电导率(~10-4-10-3Scm-1)，陕西良好的对Li金属的稳定性以及宽的电化学窗口，陕西是目前最有应用前景的氧化物固态电解质之一。

SCLL法制备的LLZO陶瓷晶界结合更紧密，铜川然而该方法制备LLZO陶瓷重复性差，产量也低。通过精细测量不同气体的传输过程发现，西塬线路H2、He等小分子气体可以轻松穿越所得原子孔，而CH4、Xe等大分子气体的输运则被完全阻断（图3）。

图2.利用低能低剂量电子束人为制造原子孔的示意图及实验器件图3.其中一种石墨烯原子孔（有且只有三种原子孔）的不同气体室温输运结果图4.全部三种石墨烯原子孔中不同气体分子的输运能垒以上实验结果的成功观测源于两点原因：伏输1）气体传输测量所用器件为高质量机械剥离石墨烯薄膜密封微米尺寸单晶石墨腔体（图1）[1]，伏输该器件具有极高探测精度，可实现对流速低至每小时若干气体分子的极弱传输过程的有效测量。研究人员指出，变电为使二维薄膜付诸实际分离应用，有必要探寻具有较大尺寸本征晶格孔的二维材料，该类材料在自然界中广泛存在，例如石墨炔。

2）该研究团队通过精确控制电子束的加速电压（10kV）和逐步照射剂量（每步低至1个电子/100nm2），工程在微米尺寸石墨烯薄膜中引入单个原子孔，工程从而有效避免引入任何其他大尺寸孔道副产物，进而呈现单个原子孔的真实分子输运特性。开工相关论文：1.P.Z.Sun,etal.Limitsongasimpermeabilityofgraphene.Nature,2020,579,229.2.P.Z.Sun,etal.Exponentiallyselectivemolecularsievingthroughangstrompores.NatureCommunications,2021,12,7170.本文由作者投稿