宁玉娟 李锁 黄东雪 梁兴华

摘   要：采用溶液浇筑法制备以聚偏氟乙烯为基的Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12以及Li7La3Zr2O12的固态电解质膜，探讨两者对复合固态电解质离子电导率以及其他性能的影响;并将Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12与LiFePO4正极以及负极Li组装成固态电池，研究其电化学性能。研究发现：Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合聚合物电解质膜的离子电导率为8.35×10-5 S/cm，比Li7La3Zr2O12更高;Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合固态电解质膜的电化学稳定窗口达到5.6 V。该电池在室温下具有优良的综合电特性，表明聚偏氟乙烯-Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12复合膜是一种较好的固态锂电池电解质膜。

关键词：Li6.4La3Zr1.4Ta0.6O12;聚偏氟乙烯;离子电导率;复合聚合物电解质膜;电化学窗口

中图分类号：TM911.3           DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2022.03.016

0    引言

锂离子电池具有电压平台高、能量密度高、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点，广泛应用于电动汽车和便携式电子设备领域[1]。但由于液态电解质的锂离子电池存在安全隐患，如化学稳定性差、易燃易爆、电池短路造成热失控等[2]，制约了液态电解质锂离子电池的发展[3]。因此，具有宽电化学电位工作窗口的固态锂离子电池因其稳定、耐用、不易燃且具有高机械完整性而备受     关注[4]。

全固态锂离子电池的研究主要集中在开发具有高离子导电性的全固态电解质，解决固体电解质膜与电池负极界面之间的高阻抗问题。常见的固体电解质包括无机固体电解质、聚合物基固体电解质和有机-无机复合固体电解质[5]。无机固体电解质中石榴石型的Li7La3Zr2O12（LLZO）系列固体电解质具有离子电导率高、电化学稳定窗口宽、对锂金属的稳定……