固态电解质锂镧锆氧(LLZO)的研究进展
2020-04-04姜鹏峰石元盛李康万韩百川颜立全
储能科学与技术 2020年2期
关键词:界面
姜鹏峰,石元盛,李康万,韩百川,颜立全,孙 洋,卢 侠
(1中山大学,广东 广州 510006;2北京化工大学,北京 100029)
锂离子电池(LIBs)已广泛应用于各类便携式电子设备中。新能源汽车的兴起更是促进了LIB技术的显著进步。考虑到目前新能源汽车的里程焦虑及未来我国巨大的储能需求,发展下一代高能量密度,高安全性的电池具有重大意义。目前,有机系液态电解质体系在商用中取得了巨大的成功,但在更高能量密度、可靠性和安全性的应用方面,现有的LIBs还是显示出了一些局限性:使用有机电解液,特别是含有环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯类电解液具有高度易燃性[1];电解液具有较强的腐蚀性且容易分解生成CO、H2S、LEL等气相产物[2];传统的有机电解液与高电压(≥5 V)正极及大容量金属锂负极不相匹配[3]。在过去的几十年里,如何解决锂电池存在的漏液及自燃问题也一直是广受关注的焦点。解决上述问题选择之一是使用无机固态电解质。固态电解质不仅能够替代电解液,而且为新型Li-O2、Li-S电池的开发提供了可能性[4]。使用固态电解质的电池体系安全性高、无漏液现象,且固态电解质也可作为电池隔膜使用,简化了电池的整体设计。固态电解质可能比有机电解液普遍具有更宽的电化学窗口,有利于进一步拓宽电池的电压范围,提升能量密度。固态电解质还可以支持电池在高低温(例如200ºC到-50ºC范围内)下工作。使用固态电解质总体提高了电池的安全性能和使用寿命。
无机固态电解质由晶体锂离子导体和非晶体锂离子导体两类组成。……
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