鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:596次 | 2023年01月07日
固態(tài)電池界面挑戰(zhàn)和應(yīng)對策略
固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)代替有機(jī)電解液,從根本上解決了傳統(tǒng)鋰電池的安全隱患,并且固態(tài)電解質(zhì)和金屬鋰負(fù)極的搭配有望實(shí)現(xiàn)較高的能量密度;但由于固態(tài)電解質(zhì)缺乏流動性,導(dǎo)致固-固接觸面積小,阻抗增大等問題出現(xiàn),這一系列的界面問題已成為制約固態(tài)電池發(fā)展的瓶頸。本文重要概括了固態(tài)電池界面問題的挑戰(zhàn)和理解,詳細(xì)討論了固態(tài)電池界面改善策略的研究進(jìn)展,進(jìn)一步總結(jié)了界面問題的表征技術(shù),為全固態(tài)電池的研究和開發(fā)供應(yīng)參考,并對未來的發(fā)展提出展望。
固態(tài)電池可以從根本上解決電池的安全問題,是實(shí)現(xiàn)電池的高安全性,高比能量,長循環(huán)壽命的可行方向。目前關(guān)于固態(tài)電池來說仍然有許多挑戰(zhàn),能夠設(shè)計(jì)出有機(jī)/無機(jī)復(fù)合電解質(zhì),發(fā)揮各自的優(yōu)勢,構(gòu)建較快的Li+傳輸通道,降低全電池的內(nèi)阻,將正極或者負(fù)極和固態(tài)電解質(zhì)有效復(fù)合,可以有效緩解當(dāng)前固態(tài)電池面對的一些問題。通過界面修飾、改性可以緩解固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的界面相容性問題,特別是電解質(zhì)/鋰金屬負(fù)極之間的界面,如何抑制鋰枝晶,保證電池的長循環(huán)壽命,也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。關(guān)于固態(tài)電池的未來,它的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化任重道遠(yuǎn),目前固態(tài)電池中的很多關(guān)鍵問題仍需探索:(1)界面以及Li+傳輸路徑的爭議;(2)關(guān)于界面的演變機(jī)制仍有很多未解之謎;(3)如何構(gòu)建具有良好兼容性的電池體系,制備出具有良好加工性的且性能優(yōu)良的固態(tài)電解質(zhì);(4)利用現(xiàn)有的表征技術(shù)去理清不同材料之間的相容性和失效原理及其演變機(jī)制,從而降低界面阻抗等??傊S著研究的不斷深入,全固態(tài)電池將有望代替現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池,成為構(gòu)建安全可靠能源存儲方式的重要基石。固態(tài)電池可以從根本上解決電池的安全問題,是實(shí)現(xiàn)電池的高安全性,高比能量,長循環(huán)壽命的可行方向。目前關(guān)于固態(tài)電池來說仍然有許多挑戰(zhàn),能夠設(shè)計(jì)出有機(jī)/無機(jī)復(fù)合電解質(zhì),發(fā)揮各自的優(yōu)勢,構(gòu)建較快的Li+傳輸通道,降低全電池的內(nèi)阻,將正極或者負(fù)極和固態(tài)電解質(zhì)有效復(fù)合,可以有效緩解當(dāng)前固態(tài)電池面對的一些問題。通過界面修飾、改性可以緩解固態(tài)電解質(zhì)和電極之間的界面相容性問題,特別是電解質(zhì)/鋰金屬負(fù)極之間的界面,如何抑制鋰枝晶,保證電池的長循環(huán)壽命,也是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。關(guān)于固態(tài)電池的未來,它的實(shí)用化和產(chǎn)業(yè)化任重道遠(yuǎn),目前固態(tài)電池中的很多關(guān)鍵問題仍需探索:(1)界面以及Li+傳輸路徑的爭議;(2)關(guān)于界面的演變機(jī)制仍有很多未解之謎;(3)如何構(gòu)建具有良好兼容性的電池體系,制備出具有良好加工性的且性能優(yōu)良的固態(tài)電解質(zhì);(4)利用現(xiàn)有的表征技術(shù)去理清不同材料之間的相容性和失效原理及其演變機(jī)制,從而降低界面阻抗等??傊?,隨著研究的不斷深入,全固態(tài)電池將有望代替現(xiàn)有的液態(tài)鋰電池,成為構(gòu)建安全可靠能源存儲方式的重要基石。