固态电解质电池的研发、应用与发展
2024-05-14温兆银
新经济导刊 2024年3期
温兆银
固体电解质的发展历史可以追溯到20世纪初,固体电解质和液体电解质都是电解质。固体电解质最早称为快离子导体,其离子电导率达到10-2S/cm以上,离子迁移数高达0.99。另外,离子迁移活化能要足够小,才能保证不必要的损失。在一般条件下,若离子电导率能达到10-2S/cm,电解质在此条件下就可以发挥使用。固体电解质主要包括无机和有机的,无机的离子导体具有一定的晶体结构,而有机的固体电解质是通过有机分子链的运动来推动离子迁移。
目前发现的各种离子导体包括阳离子、锂离子、钠离子、阴离子、氧离子、负离子等,都在开展各种电化学的应用研究。已经走到实际应用的固体电解质主要包括阳离子导体氧化锆、钠离子导体、锂硼三种。阳离子导体氧化锆已经量化并大规模应用在氧化物燃料电池上,氧化物燃料电池则逆向用在电解水制氢上,钠离子导体应用在钠硫电池大容量的储能技术上,锂硼主要应用在微型全固态锂电池上。在这些储能技术之间,氧化锆燃料电池和钠硫电池的储能技术总体来说应用容量比较大,应用的全固态电池仅限于微型全固态电池。
固态电池主要应用在全化学器件上,这是我们目前了解的有关固体电解质的应用情况,如果一个固体电解质的性能足够高,那就可以为它设计不同的电极。如果电解质陶瓷或者固体电解质的强度足够高,它的电极可以是气态的也可以是液态的,还可以是固态的。……
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