Abstract
Electrical characteristics of LiF-$Li_{2}O-B_{2}O_{3}-P_{2}O_5$ glasses with fixed $Li_2O$ content have been investigated by using AC impedance spectroscopy. Part of the total lithium ions present in these glasses contributes to conduction, and the changes in electrical conductivity with composition was inconsistent with the weak electrolyte model. The power law could not be used to determine the hopping ion concentration in these glasses. Both mobile carrier density and mobility have been modified as Li were added in the form of LiF. The formation of $(B-O-P)^-,di^-$, and metaborate group gave additional available sites for Li+ diffusion causing the enhancement of conductivity. The observed maximum conductivity was $2.43 \times 10^{-4}$S/cm at $150^{\circ}C$ at the composition containing 8mol% LiF. The decomposion potential amounted to 5.94V. The Li/glass electrolyte/$TiS_2$ solid-state cell showed open circuit voltage of 3.14V and energy density of 22 Wh/Kg at $150^{\circ}C$.
높은 알칼리량을 함유하는 LiF-$Li_{2}O-B_{2}O_{3}-P_{2}O_5$계 유리의 전기적 특성을 분석하였다. $Li_{+}$ 이온은 모두 전기전도에 기여하지 않으나 조성에 따른 전기전도도의 변동은 약전해질 모델을 따르지 않았다. 또한 이동이온의 농도를 구하는데 사용되는 승법칙(power law)의 적용이 가능하지 않았다. 이들 계에서 조성에 따른 전기전도도의 변동은 유리내에서의 이동 가능한 $Li^{+}$이온의 농도변화만으로 또는 이동도의 변화만으로는 설명할 수 없었다. 전도도의 향상은 $(B-O-P)^{o}$ 보다 $Li^{+}$이온의 확산에 부가적인 자리를 제공하는$(B-O-P)^-,di^-$, 및 metaborate가 형성된 것과 관련이 있었다. 전기전도성이 가장 좋은 조성의 $150^{\circ}C$에서의 전기전도도는 $2.43 \times 10^{-4}$S/cm였고 분해포텐샬은 5.94V, emf는 3.14V였고 에너지 밀도는 22Wh/Kg이었다.
