介紹全固態(tài)鋰二次電池的缺陷及解決方法
來源：寶鄂實(shí)業(yè)
2019-10-15 20:33
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全固態(tài)鋰二次電池的缺陷及解決方法
雖然全固態(tài)鋰二次電池在許多方面具有明顯的優(yōu)勢，但也存在一些亟待解決的問題。為了解決這些問題，工程師們做了各種各樣的嘗試，下面給出一些可能的解決方案：
四。核心材料
（1）固體電解質(zhì)
固體電解質(zhì)是全固態(tài)鋰二次電池的核心部件，其發(fā)展直接影響全固態(tài)鋰二次電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。目前，固體電解質(zhì)的研究主要集中在三種材料：聚合物、氧化物和硫化物。
聚合物固體電解質(zhì)（spe）由聚合物基體（如聚酯、聚醚、多胺等）和鋰鹽（如liclo4、liasf6、lipf6等）組成。自1973年p.v.wright在堿金屬鹽絡(luò)合物中發(fā)現(xiàn)離子導(dǎo)電性以來，高分子材料以其重量輕、彈性好、機(jī)械加工性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)受到廣泛關(guān)注。spe也是第一種實(shí)現(xiàn)實(shí)際應(yīng)用的固體電解質(zhì)。
氧化物固體電解質(zhì)可按材料結(jié)構(gòu)分為結(jié)晶型和非晶型。晶體電解質(zhì)包括鈣鈦礦型、鈣鈦礦型、石榴石型、NASICON型、LISCON型等。非晶氧化物的研究熱點(diǎn)是薄膜電池和部分結(jié)晶非晶材料中的LiPON型電解質(zhì)。
硫化物固體電解質(zhì)來源于氧化物固體電解質(zhì)，其中氧被硫取代。由于硫的電負(fù)性小于氧的電負(fù)性，鋰的結(jié)合力較小，因此可以獲得更多的自由移動鋰離子。同時，硫元素的半徑大于氧元素的半徑。當(dāng)硫元素取代氧元素時，晶格結(jié)構(gòu)膨脹，形成較大的鋰離子通道，提高了電導(dǎo)率，室溫下可達(dá)到10-4-10-2s/cm。
（2）正極材料
全固態(tài)鋰二次電池正極一般采用復(fù)合電極，除了電極的活性物質(zhì)外，還含有固體電解質(zhì)和導(dǎo)電劑，同時在電極中起到離子和電子的傳輸作用。licoo2、lifepo4和limn2o4的研究非常廣泛。后期開發(fā)高鎳層狀氧化物、富鋰錳基和高壓鎳錳尖晶石型正極材料是可能的。同時，應(yīng)重視新型無鋰正極材料的研發(fā)。
（3）陽極材料
目前，全固態(tài)鋰二次電池負(fù)極材料主要集中在金屬鋰負(fù)極材料、碳基負(fù)極材料和氧化物負(fù)極材料三大類。這三種材料各有利弊。其中，金屬鋰負(fù)極材料以其大容量、低電位等優(yōu)點(diǎn)成為全固態(tài)鋰電池最重要的負(fù)極材料之一。
