鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年10月14日
我國在固態鋰電池界面問題上獲突破
鋰電池(LIB)在便攜式電子設備,電動車等領域有著廣泛的運用,但低能量密度和易漏、易燃等安全問題使得LIB難以滿足當代需求。固態電池(SSB),使用更安全的固態電解質(SSE)取代液態有機電解質,避免了電解液的泄漏,規避了電解液的易燃問題,并且固態電池可以物理阻擋鋰枝晶或者經過修飾之后使得鋰沉積更加均勻,因此可以使用鋰金屬作為負極,被認為是未來最有希望的便攜儲能體系之一。
固體電解質一般包括無機氧化物陶瓷類,硫化物類,有機聚合物類,氫化物類以及薄膜固態電解質LPON。其中無機氧化物陶瓷類又主要包括石榴石型LLZO,NASION型,還有鈣鈦礦類固態電解質。無機氧化物陶瓷固態電解質不僅電導率高,可達到10-3S/cm,而且電化學窗口寬,但是由于陶瓷SSE的剛性和脆性,界面問題是阻礙SSB的實際應用的一大因素;SSB中固體-固體界面(固態電解質顆粒間及固態電解質與電解材料顆粒間)的鋰離子傳輸動力學與傳統LIB的液-固界面的相比要差得多,從而限制了SSB的活性物質負載量和倍率性能。對于無機陶瓷的界面問題,以LLZO固態電解質為例,國內外很多課題組對其界面做了諸多的努力,LLZO由于其表面的碳酸鋰,氫氧化鋰等表面產物,使得其與金屬鋰接觸不潤濕,如就將非晶硅、Ge、Sn、Al2O3等鍍在LLZO表面來改善與金屬鋰的接觸。但是在與正極接觸的界面很少有改善的工作,有引入凝膠聚合物電解質的,也有將LLZO和正極直接燒結在一起的,但是這樣還是引入了易燃的電解液或者循環性能不穩定。并且致密的LLZO的燒結需要高溫,過程繁瑣且耗能,因此開發一種可以同時改善LLZO晶界和正、負極界面的方法具有重要的科研、產業價值。
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