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固態(tài)電池界面挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略

時間:2020-11-19 11:37來源:電化學能源作者:綜合報道

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固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì)代替有機電解液，從根本上解決了傳統(tǒng)鋰離子電池的安全隱患，并且固態(tài)電解質(zhì)與金屬鋰負極的搭配有望實現(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。本文主要概括了固態(tài)電池界面問題的挑戰(zhàn)與理解，詳細討論了固態(tài)電池界面改善策略的研究進展，進一步總結(jié)了界面問題的表征技術(shù)，為全固態(tài)電池的研究與開發(fā)提供參考，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。目前對于固態(tài)電池來說仍然有許多挑戰(zhàn)，能夠設(shè)計出有機/無機復(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，將正極或者負極與固態(tài)電解質(zhì)有效復(fù)合，可以有效緩解當前固態(tài)電池面臨的一些問題。通過界面修飾、改性可以緩解固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的界面相容性問題，特別是電解質(zhì)/鋰金屬負極之間的界面，如何抑制鋰枝晶，保證電池的長循環(huán)壽命，也是當前的研究熱點。對于固態(tài)電池的未來，它的實用化與產(chǎn)業(yè)化任重道遠，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)對于界面的演變機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制，從而降低界面阻抗等。總之，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)鋰離子電池，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。目前對于固態(tài)電池來說仍然有許多挑戰(zhàn)，能夠設(shè)計出有機/無機復(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，將正極或者負極與固態(tài)電解質(zhì)有效復(fù)合，可以有效緩解當前固態(tài)電池面臨的一些問題。通過界面修飾、改性可以緩解固態(tài)電解質(zhì)與電極之間的界面相容性問題，特別是電解質(zhì)/鋰金屬負極之間的界面，如何抑制鋰枝晶，保證電池的長循環(huán)壽命，也是當前的研究熱點。對于固態(tài)電池的未來，它的實用化與產(chǎn)業(yè)化任重道遠，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)對于界面的演變機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制，從而降低界面阻抗等。總之，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)鋰離子電池，成為構(gòu)建安全可靠能源存儲方式的重要基石。

(責任編輯：子蕊)

文章標簽：電池固態(tài)電池

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