固态电池电解质技术发展现状和趋势

固态电池电解质技术发展现状和趋势

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一、为什么研讨固态电池?

现在根据液态电解质的锂离子电池在一些运用场景,比如电动车和智能电子产品,越来越难以满足顾客的长续航要求。为此研讨者将Li金属作负极与硫、空气(氧)或高含量层状镍氧化物的正极结合来制备更高能量密度的电池。一起,由于有机溶剂电解质自身存在安全性危险,促使了人们加速对固态电解质、离子液体、聚合物及其组合进行研讨。另外,现在的锂离子技能需求杂乱的冷却和操控模块,以保证作业温度保持在60℃以下。假如温度常常处于高温状况,则会使得电池功能和寿命严重受损。所以研讨固态电解质的核心仍是为了安全,无论是对现有的锂离子电池仍是将来或许的锂金属电池。

二、固态电解质的类型

除了无机陶瓷或玻璃电解质之外,最近显示出超越Li离子能量存储技能的电解质资料有以下四种:固体聚合物电解质(SPE)、离子液体、凝胶和纳米复合资料以及有机离子塑料晶体。根据SPE和Li金属的电池在高温(50-100℃)条件下仍旧具有不错的功能。其间,离子液体作为高能量密度电池中的电解质能够供给许多抱负和可定制的特征。例如,它们具有能够完成金属负极和高压正极的大型电化学功能、最小的挥发性和零可燃性和更高的温度稳定性。本文中,作者将对根据聚合物和离子液体的下一代固体电解质的发展和远景进行评论。

三、固态电解质技能发展现状和趋势

近日,澳大利亚迪肯大学的Maria Forsyth教授(通讯作者)团队等人在Account of Chemical Research上宣布了题为“Innovative Electrolytes Based on Ionic Liquids and Polymers for Next-Generation Solid-State Batteries”的总述文章。本文中,作者评论自己团队在这些范畴的一些作业。例如钠、镁、锌和铝等金属也被认为是锂金属的储能技能的代替品。可是,根据这些碱金属基储能运用所需资料的研讨仍处于相对初级的阶段。其次,电解质在完成这些设备方面发挥了重要作用,很大程度上是相似Li技能。作者也评论了他们最近在这些范畴的一些发展,以及对该范畴未来发展方向的看法。本文还演示了嵌段共聚物与离子液体电解质结合运用时,可一起供给力学功能和高离子导电性。最终的电解质资料,将使所有高功能的固态电池将有离子传输解耦的机械功能。