固態電池界面挑戰與應對策略
時間:2020-11-19 11:37來源:電化學能源 作者:綜合報道
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固態電池采用固態電解質代替有機電解液，從根本上解決了傳統鋰離子電池的安全隱患，并且固態電解質與金屬鋰負極的搭配有望實現較高的能量密度；但由于固態電解質缺乏流動性，導致固-固接觸面積小，阻抗增大等問題出現，這一系列的界面問題已成為制約固態電池發展的瓶頸。本文主要概括了固態電池界面問題的挑戰與理解，詳細討論了固態電池界面改善策略的研究進展，進一步總結了界面問題的表征技術，為全固態電池的研究與開發提供參考，并對未來的發展提出展望。
固態電池可以從根本上解決電池的安全問題， 是實現電池的高安全性， 高比能量， 長循環壽命的可行方向。目前對于固態電池來說仍然有許多挑戰，能夠設計出有機/無機復合電解質，發揮各自的優勢，構建較快的Li+傳輸通道，降低全電池的內阻，將正極或者負極與固態電解質有效復合，可以有效緩解當前固態電池面臨的一些問題。通過界面修飾、改性可以緩解固態電解質與電極之間的界面相容性問題，特別是電解質/鋰金屬負極之間的界面， 如何抑制鋰枝晶， 保證電池的長循環壽命，也是當前的研究熱點。對于固態電池的未來，它的實用化與產業化任重道遠，目前固態電池中的很多關鍵問題仍需探索：(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良的固態電解質；(4)利用現有的表征技術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，全固態電池將有望代替現有的液態鋰離子電池，成為構建安全可靠能源存儲方式的重要基石。 固態電池可以從根本上解決電池的安全問題， 是實現電池的高安全性， 高比能量， 長循環壽命的可行方向。目前對于固態電池來說仍然有許多挑戰，能夠設計出有機/無機復合電解質，發揮各自的優勢，構建較快的Li+傳輸通道，降低全電池的內阻，將正極或者負極與固態電解質有效復合，可以有效緩解當前固態電池面臨的一些問題。通過界面修飾、改性可以緩解固態電解質與電極之間的界面相容性問題，特別是電解質/鋰金屬負極之間的界面， 如何抑制鋰枝晶， 保證電池的長循環壽命，也是當前的研究熱點。對于固態電池的未來，它的實用化與產業化任重道遠，目前固態電池中的很多關鍵問題仍需探索：(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良的固態電解質；(4)利用現有的表征技術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，全固態電池將有望代替現有的液態鋰離子電池，成為構建安全可靠能源存儲方式的重要基石。
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