掺杂型Na3SbS4钠离子固体电解质的制备与离子输运性能研究
2019-05-21张德超
燕山大学学报 2019年2期
张德超,张 隆
(燕山大学 亚稳材料制备技术与科学国家重点实验室,河北 秦皇岛 066004)
0 引言
锂离子电池具有重量轻、比能量高、循环寿命长等优点,广泛应用于手机、笔记本电脑等小型储能领域。然而,电动汽车、智能电网等大型储能领域需要高能量密度的电池,放大了传统电池中有机电解液易燃易挥发所导致的安全性问题[1-2]。全固态电池具有良好的热稳定性和宽的电化学稳定窗口,能有效解决该问题,成为发展下一代高比能(特别是体积能量密度)电池的重要路线[3-6]。此外,由于锂离子电池的大规模应用,锂离子电池原材料价格持续上升,有限的锂资源及其较高的价格限制了锂离子电池在大规模储能领域中的应用。相比于锂,钠具有价格低(钠的价格是锂的十分之一)、资源丰富(地壳储量第四)等优点。钠与锂具有相似的电化学特性,虽然钠离子电池比锂离子电池的理论比容量要小,但钠离子电池以其丰富的储量以及低廉的价格更适用于大规模储能和电动汽车等领域的应用[7-9]。从安全和制造成本两方面考虑,高性能钠离子全固态电池开发对未来大规模储能系统的发展具有重要意义[10]。
作为全固态电池的关键材料,固体电解质具有热稳定性好、电化学窗口宽、循环性能好等优点得到广泛关注[11]。硫化物固体电解质具有较高的离子电导率和良好的加工性能(仅通过冷压即可得到较低的界面阻抗)使得硫化物在全固态钠离子电池中的应用更具前景[12-13]。……
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