Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications

Autores
Orsetti, Nicolás Gabriel; Pérez Coll, Domingo; Lorenzo, Gabriel; Moreno, Rodrigo; Suarez, Gustavo
Año de publicación
2025
Idioma
inglés
Tipo de recurso
artículo
Estado
versión publicada
Descripción
Ti-doped lithium zirconate (LZTO) sheets were successfully made by aqueous tape casting, by starting from an innovative colloidal synthesis route and optimizing the colloidal processing parameters. Zeta potential and particles size measurements, together with rheological characterization, were performed to adjust the slip composition. Then, the suspension with 1.0 wt% of ammonium polyacrylate dispersant (APA) and solid loading of 31 vol.% resulted in flat and flexible sheets, thinner than 450 µm, by adding 20 wt% of acrylic binder emulsion. After annealing at 1150 °C/15 h, LZTO sheets densified up to 85.5 %, presented a microstructure with grains of 6.4 µm in diameter, and exhibited electrical conductivity values in the order of 10−7, 10−6 and 10−5 S·cm−1 at 350, 450 and 600 °C, respectively. Besides, XRD phase analysis revealed monoclinic Li2ZrO3 and minor ZrO2 impurities originated from Li2O volatilization during sintering, but no sign of TiO2 segregation, indicating the formation of Li2Zr1-XTiXO3 solid solution.
Fil: Orsetti, Nicolás Gabriel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; Argentina
Fil: Pérez Coll, Domingo. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; España
Fil: Lorenzo, Gabriel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina
Fil: Moreno, Rodrigo. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; España
Fil: Suarez, Gustavo. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; Argentina
Materia
LITHIUM ZIRCONATE
COLLOIDAL PROCESSING
RHEOLOGY
AQUEOUS TAPE CASTING
ELECTRICAL CONDUCTIVITY
Nivel de accesibilidad
acceso abierto
Condiciones de uso
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
Repositorio
CONICET Digital (CONICET)
Institución
Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
OAI Identificador
oai:ri.conicet.gov.ar:11336/263948
Acceder
id CONICETDig_e97471df20eb3e18d54db1b5009d1bf6
oai_identifier_str oai:ri.conicet.gov.ar:11336/263948
network_acronym_str CONICETDig
repository_id_str 3498
network_name_str CONICET Digital (CONICET)
spelling Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applicationsOrsetti, Nicolás GabrielPérez Coll, DomingoLorenzo, GabrielMoreno, RodrigoSuarez, GustavoLITHIUM ZIRCONATECOLLOIDAL PROCESSINGRHEOLOGYAQUEOUS TAPE CASTINGELECTRICAL CONDUCTIVITYhttps://purl.org/becyt/ford/2.5https://purl.org/becyt/ford/2Ti-doped lithium zirconate (LZTO) sheets were successfully made by aqueous tape casting, by starting from an innovative colloidal synthesis route and optimizing the colloidal processing parameters. Zeta potential and particles size measurements, together with rheological characterization, were performed to adjust the slip composition. Then, the suspension with 1.0 wt% of ammonium polyacrylate dispersant (APA) and solid loading of 31 vol.% resulted in flat and flexible sheets, thinner than 450 µm, by adding 20 wt% of acrylic binder emulsion. After annealing at 1150 °C/15 h, LZTO sheets densified up to 85.5 %, presented a microstructure with grains of 6.4 µm in diameter, and exhibited electrical conductivity values in the order of 10−7, 10−6 and 10−5 S·cm−1 at 350, 450 and 600 °C, respectively. Besides, XRD phase analysis revealed monoclinic Li2ZrO3 and minor ZrO2 impurities originated from Li2O volatilization during sintering, but no sign of TiO2 segregation, indicating the formation of Li2Zr1-XTiXO3 solid solution.Fil: Orsetti, Nicolás Gabriel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; ArgentinaFil: Pérez Coll, Domingo. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Lorenzo, Gabriel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Moreno, Rodrigo. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; EspañaFil: Suarez, Gustavo. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; ArgentinaElsevier2025-03info:eu-repo/semantics/articleinfo:eu-repo/semantics/publishedVersionhttp://purl.org/coar/resource_type/c_6501info:ar-repo/semantics/articuloapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/11336/263948Orsetti, Nicolás Gabriel; Pérez Coll, Domingo; Lorenzo, Gabriel; Moreno, Rodrigo; Suarez, Gustavo; Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications; Elsevier; Open Ceramics; 21; 3-2025; 1-162666-5395CONICET DigitalCONICETenginfo:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2666539525000045info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.oceram.2025.100737info:eu-repo/semantics/openAccesshttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/reponame:CONICET Digital (CONICET)instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas2025-09-29T10:14:17Zoai:ri.conicet.gov.ar:11336/263948instacron:CONICETInstitucionalhttp://ri.conicet.gov.ar/Organismo científico-tecnológicoNo correspondehttp://ri.conicet.gov.ar/oai/requestdasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.arArgentinaNo correspondeNo correspondeNo correspondeopendoar:34982025-09-29 10:14:17.43CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicasfalse
dc.title.none.fl_str_mv Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
title Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
spellingShingle Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
Orsetti, Nicolás Gabriel
LITHIUM ZIRCONATE
COLLOIDAL PROCESSING
RHEOLOGY
AQUEOUS TAPE CASTING
ELECTRICAL CONDUCTIVITY
title_short Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
title_full Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
title_fullStr Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
title_full_unstemmed Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
title_sort Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications
dc.creator.none.fl_str_mv Orsetti, Nicolás Gabriel
Pérez Coll, Domingo
Lorenzo, Gabriel
Moreno, Rodrigo
Suarez, Gustavo
author Orsetti, Nicolás Gabriel
author_facet Orsetti, Nicolás Gabriel
Pérez Coll, Domingo
Lorenzo, Gabriel
Moreno, Rodrigo
Suarez, Gustavo
author_role author
author2 Pérez Coll, Domingo
Lorenzo, Gabriel
Moreno, Rodrigo
Suarez, Gustavo
author2_role author
author
author
author
dc.subject.none.fl_str_mv LITHIUM ZIRCONATE
COLLOIDAL PROCESSING
RHEOLOGY
AQUEOUS TAPE CASTING
ELECTRICAL CONDUCTIVITY
topic LITHIUM ZIRCONATE
COLLOIDAL PROCESSING
RHEOLOGY
AQUEOUS TAPE CASTING
ELECTRICAL CONDUCTIVITY
purl_subject.fl_str_mv https://purl.org/becyt/ford/2.5
https://purl.org/becyt/ford/2
dc.description.none.fl_txt_mv Ti-doped lithium zirconate (LZTO) sheets were successfully made by aqueous tape casting, by starting from an innovative colloidal synthesis route and optimizing the colloidal processing parameters. Zeta potential and particles size measurements, together with rheological characterization, were performed to adjust the slip composition. Then, the suspension with 1.0 wt% of ammonium polyacrylate dispersant (APA) and solid loading of 31 vol.% resulted in flat and flexible sheets, thinner than 450 µm, by adding 20 wt% of acrylic binder emulsion. After annealing at 1150 °C/15 h, LZTO sheets densified up to 85.5 %, presented a microstructure with grains of 6.4 µm in diameter, and exhibited electrical conductivity values in the order of 10−7, 10−6 and 10−5 S·cm−1 at 350, 450 and 600 °C, respectively. Besides, XRD phase analysis revealed monoclinic Li2ZrO3 and minor ZrO2 impurities originated from Li2O volatilization during sintering, but no sign of TiO2 segregation, indicating the formation of Li2Zr1-XTiXO3 solid solution.
Fil: Orsetti, Nicolás Gabriel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; Argentina
Fil: Pérez Coll, Domingo. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; España
Fil: Lorenzo, Gabriel. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina
Fil: Moreno, Rodrigo. Instituto de Cerámica y Vidrio de Madrid; España
Fil: Suarez, Gustavo. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica; Argentina
description Ti-doped lithium zirconate (LZTO) sheets were successfully made by aqueous tape casting, by starting from an innovative colloidal synthesis route and optimizing the colloidal processing parameters. Zeta potential and particles size measurements, together with rheological characterization, were performed to adjust the slip composition. Then, the suspension with 1.0 wt% of ammonium polyacrylate dispersant (APA) and solid loading of 31 vol.% resulted in flat and flexible sheets, thinner than 450 µm, by adding 20 wt% of acrylic binder emulsion. After annealing at 1150 °C/15 h, LZTO sheets densified up to 85.5 %, presented a microstructure with grains of 6.4 µm in diameter, and exhibited electrical conductivity values in the order of 10−7, 10−6 and 10−5 S·cm−1 at 350, 450 and 600 °C, respectively. Besides, XRD phase analysis revealed monoclinic Li2ZrO3 and minor ZrO2 impurities originated from Li2O volatilization during sintering, but no sign of TiO2 segregation, indicating the formation of Li2Zr1-XTiXO3 solid solution.
publishDate 2025
dc.date.none.fl_str_mv 2025-03
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/article
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
http://purl.org/coar/resource_type/c_6501
info:ar-repo/semantics/articulo
format article
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11336/263948
Orsetti, Nicolás Gabriel; Pérez Coll, Domingo; Lorenzo, Gabriel; Moreno, Rodrigo; Suarez, Gustavo; Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications; Elsevier; Open Ceramics; 21; 3-2025; 1-16
2666-5395
CONICET Digital
CONICET
url http://hdl.handle.net/11336/263948
identifier_str_mv Orsetti, Nicolás Gabriel; Pérez Coll, Domingo; Lorenzo, Gabriel; Moreno, Rodrigo; Suarez, Gustavo; Aqueous tape casting of titanium-doped lithium metazirconate (Ti-Li2ZrO3) sheets for solid-state electrolyte applications; Elsevier; Open Ceramics; 21; 3-2025; 1-16
2666-5395
CONICET Digital
CONICET
dc.language.none.fl_str_mv eng
language eng
dc.relation.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/altIdentifier/url/https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2666539525000045
info:eu-repo/semantics/altIdentifier/doi/10.1016/j.oceram.2025.100737
dc.rights.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
eu_rights_str_mv openAccess
rights_invalid_str_mv https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/ar/
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
application/pdf
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Elsevier
publisher.none.fl_str_mv Elsevier
dc.source.none.fl_str_mv reponame:CONICET Digital (CONICET)
instname:Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
reponame_str CONICET Digital (CONICET)
collection CONICET Digital (CONICET)
instname_str Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.name.fl_str_mv CONICET Digital (CONICET) - Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
repository.mail.fl_str_mv dasensio@conicet.gov.ar; lcarlino@conicet.gov.ar
_version_ 1844614068929822720
score 13.070432

Publicaciones similares