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固态电池界面挑战与应对策略

时间:2020-11-19 11:37来源:电化学能源 作者:综合报道
点击: 次
       固态电池采用固态电解质代替有机电解液，从根本上解决了传统锂离子电池的安全隐患，并且固态电解质与金属锂负极的搭配有望实现较高的能量密度；但由于固态电解质缺乏流动性，导致固-固接触面积小，阻抗增大等问题出现，这一系列的界面问题已成为制约固态电池发展的瓶颈。本文主要概括了固态电池界面问题的挑战与理解，详细讨论了固态电池界面改善策略的研究进展，进一步总结了界面问题的表征技术，为全固态电池的研究与开发提供参考，并对未来的发展提出展望。

       固态电池可以从根本上解决电池的安全问题， 是实现电池的高安全性， 高比能量， 长循环寿命的可行方向。目前对于固态电池来说仍然有许多挑战，能够设计出有机/无机复合电解质，发挥各自的优势，构建较快的Li+传输通道，降低全电池的内阻，将正极或者负极与固态电解质有效复合，可以有效缓解当前固态电池面临的一些问题。通过界面修饰、改性可以缓解固态电解质与电极之间的界面相容性问题，特别是电解质/锂金属负极之间的界面， 如何抑制锂枝晶， 保证电池的长循环寿命，也是当前的研究热点。对于固态电池的未来，它的实用化与产业化任重道远，目前固态电池中的很多关键问题仍需探索：(1)界面以及Li+传输路径的争议；(2)对于界面的演变机制仍有很多未解之谜；(3)如何构建具有良好兼容性的电池体系，制备出具有良好加工性的且性能优良的固态电解质；(4)利用现有的表征技术去理清不同材料之间的相容性和失效原理及其演变机制， 从而降低界面阻抗等。总之， 随着研究的不断深入，全固态电池将有望代替现有的液态锂离子电池，成为构建安全可靠能源存储方式的重要基石。       固态电池可以从根本上解决电池的安全问题， 是实现电池的高安全性， 高比能量， 长循环寿命的可行方向。目前对于固态电池来说仍然有许多挑战，能够设计出有机/无机复合电解质，发挥各自的优势，构建较快的Li+传输通道，降低全电池的内阻，将正极或者负极与固态电解质有效复合，可以有效缓解当前固态电池面临的一些问题。通过界面修饰、改性可以缓解固态电解质与电极之间的界面相容性问题，特别是电解质/锂金属负极之间的界面， 如何抑制锂枝晶， 保证电池的长循环寿命，也是当前的研究热点。对于固态电池的未来，它的实用化与产业化任重道远，目前固态电池中的很多关键问题仍需探索：(1)界面以及Li+传输路径的争议；(2)对于界面的演变机制仍有很多未解之谜；(3)如何构建具有良好兼容性的电池体系，制备出具有良好加工性的且性能优良的固态电解质；(4)利用现有的表征技术去理清不同材料之间的相容性和失效原理及其演变机制， 从而降低界面阻抗等。总之， 随着研究的不断深入，全固态电池将有望代替现有的液态锂离子电池，成为构建安全可靠能源存储方式的重要基石。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 电池 固态电池
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