锂离子电池中有机-无机复合固态电解质的研究进展

在新一代储能领域中,相比于传统的有机液态电池,全固态电池具有安全性高、能量密度高和循环寿命长等优势,对其电解质的研究更是关注的重点.有机-无机复合固态电解质结合了无机固态电解质高强度、高稳定性、高离子电导率与聚合物固态电解质的质软、易加工的优势,是目前最有潜力的电解质体系.对锂离子固态电解质的基础进行了简介,并着重对有...     

Li+电池固态聚合物电解质研究进展

固态聚合物电解质具有高安全性、高成膜性和黏弹性等优点，并与电极具有良好的接触性和相容性，是实现高安全性和高能量密度固态Li⁺电池的重要电解质体系。然而聚合物电解质室温离子电导率较低（10^-8~10^-6 S·cm^-1），不能满足固态聚合物电池在常温运行的需求。因此，在提高离子电导率、机械强度和电化学稳定性等本征属性的基础上，同时探究改善电解质/电极的界面处及电极内部的离子输运是研发固态聚合物Li⁺电池面临的关键问题。主要从改性聚合物电解质用以提高Li⁺电池电化学性能的角度出发，综述了凝胶聚合物电解质、全固态聚合物电解质和复合固态电解质中的离子输运机制及其关键参数，总结了近年来聚合物电解质的最新研究进展和未来的发展方向。     

锂电池有机-无机复合固态电解质研究进展

有机-无机复合固态电解质是锂离子电池材料的研究热点,由于其兼有聚合物与无机电解质的优点而有望成为下一代全固态锂离子电池的重要组成部分。在这篇综述中,以不同种类的无机填料为依据,总结了常见的复合电解质研究形式,对其最新进展进行了综述。从工作的新颖性、性能提升和实用性等方面考察,对最新研究的不同种类无机填料对复合电解质性能的影响做了分析。     

安全固态锂电池室温聚合物基电解质的研究进展

目前,大多数聚合物固态电解质在室温下离子电导率较低,约为10^–8 ~10^-6 S /cm,且对温度存在着较大的依赖性,仍无法满足高性能室温固态锂电池的实际应用需要。基于此,本文先介绍了室温聚合物电解质在锂离子电池中应用的主要研究进展及其优缺点。然后,从物理调控、化学调控等多角度重点阐述了室温聚合物电解质（包括全固态聚合物电解质、准固态聚合物电解质）的制备工艺、优化与改性方法、作用机理等在电池中应用的主要研究进展和现状。最后,对锂离子电池用室温聚合物电解质存在的挑战和未来可能发展趋势进行了展望。     

全固态锂离子电池的研究进展与挑战

全固态锂离子电池具有安全性高、电化学性能优异等优点,但存在电极与电解质界面相容性差、室温离子电导率低等问题。本文总结了以上问题产生的原因及解决方案。对于正极界面,可复合正极材料与固态电解质、构造三维多孔结构固态电解质或在界面处引入缓冲层。对于负极界面,可设计界面层、原位聚合生成固态电解质、构造固态电解质骨架或使用自愈合和弹性固态电解质。对于固态电解质自身,以聚氧化乙烯（PEO）固态聚合物电解质为例,可添加增塑剂、无机陶瓷填料或构造聚合物共混物与嵌段共聚物。最后,对今后的研究方向提出了建议：应注重优化电极/固态电解质界面层;探索锂离子传输机理;构建具有高离子电导率的固态电解质等。     

石榴石型全固态锂离子电池复合正极研究进展

全固态锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和高安全性等优点,是当前的研究热点。固态电解质是全固态电池的核心组件,石榴石型固态电解质被认为是体型全固态锂离子电池理想的电解质材料。基于石榴石固态电解质构筑复合正极,解决固态电解质与正极材料、电解质层与复合正极层的固–固界面问题,是提高电池性能的关键。详述了石榴石电解质基复合正极构筑以及与电解质间界面修饰的研究进展,并展望了石榴石型全固态锂离子电池的复合正极构筑及界面修饰的发展方向。     

聚合物基镁离子固态电解质的研究进展Q

镁离子电池因其比容量高、资源丰富、环境友好、安全性高(无枝晶)等优势,在储能电池领域脱颖而出.然而,镁金属负极在液态电解质中易钝化,导致其电化学性能不佳.因此,开发高效适用的固态电解质对实现高性能、实用化镁离子电池至关重要.聚合物电解质具有优异的机械稳定性、电化学稳定性、热稳定性且离子电导率高、成本低.但镁离子较高的电荷密度和较强的溶剂化作用限制了其在固态电解质中的解离与扩散.从纯固态聚合物电解质、凝胶聚合物电解质、复合聚合物电解质3个方面综述了国内外聚合物基镁离子固态电解质的离子电导率对解决镁金属负极钝化效应的贡献及其应用研究进展,指出聚合物基镁离子固态电解质当前面临的挑战并对其研究方向进行了建议和展望.     

聚合物电解质组成与结构特征的研究进展

聚合物电解质在锂离子电池方面具有广泛的应用前景。聚合物电解质的离子电导率是决定其应用的重要因素，离子电导率与聚合物电解质的组成和结构有着重要的关系。本文结合近几年的相关文献，综述了锂离子电池用的聚合物电解质的组成与结构特征的研究进展，说明了今后的研究方向。     

锂离子电池固态聚合物电解质研究进展

电解质是制备高功率密度和高能量密度、长循环寿命的锂离子电池的重要材料之一,而聚合物电解质是实现全固态锂离子电池的关键技术.总结近几年来为提高聚合物电解质电导率所作研究的新进展,并提出了今后的研究方向.     

全固态锂离子电池硫化物电解质的研究进展

目前,锂离子电池已经广泛地应用于交通、通讯、便携式电子产品及电动工具等领域。传统的锂离子电池采用液体电解液,存在易挥发、易泄漏、抗冲击性能差等缺点,存在安全隐患。全固态电解质具有热稳定性高、循环寿命长、抗震动性能好等优点,是锂离子电池取代液体电解液的一种理想替代方案。硫化物电解质体系具有离子导电率高、制备简便、电化学窗口宽等优点,已经成为全固态锂离子电池的研究热点。综述了全固态锂电池Li₂S-P₂S₅基电解质的最新研究进展,总结了各种性能改进方法,并对其应用前景做了展望。     

全固态薄膜锂离子电池

能源短缺及以雾霾为代表的环境问题,使人们更加重视新能源技术。随着新能源汽车的兴起,锂离子电池越来越受到关注。相对于液态锂离子电池,全固态锂离子薄膜电池由于安全性更高等优点,日益受到重视。本文详细介绍了全固态锂离子薄膜电池的工作原理及特点。进一步从全固态薄膜锂离子电池的固态电解质与正负极材料两方面对其国际上具有代表性的研究进展进行阐述。最后,对全固态薄膜锂离子电池的应用前景进行展望,并提出了为实现其大规模商业化应用所需解决的科学与技术问题。     

体型无机全固态锂离子电池研究进展

体型无机全固态锂离子电池具有无安全隐患、使用温度范围广、能量密度高以及循环寿命长等优势,是未来锂离子电池的发展趋势,然而高性能全固态电池的制备仍然是研究中的难点和热点。围绕不同的制备方法,对体型无机全固态锂离子电池的结构设计、界面问题、容量性能、能量密度和循环性能的研究进展进行综述,并着重讨论了提高固态电解质综合性能、改善电极层与固态电解质层间界面问题以及合理设计电池结构的原则和方法。     

全固态锂离子电池技术进展及现状

锂离子电池电解质多为有机液体,易燃易爆、安全性差。用固态电解质制备的全固态锂离子电池,具有电化学窗口宽、能量密度大和安全性高等优点,是电动汽车和规模化储能应用的理想化学电源。本工作主要介绍了全固态电解质的电解质材料及电极/电解质界面调控与机理问题,为改善固/固界面相容性及降低界面阻抗方面提供解决方案。阐述了目前主流的正负极材料、全固态锂离子电池的设计及目前的专利申请状况,简要讨论了全固态锂离子电池面临的主要问题,并从产业应用角度展望了其应用现状和未来发展趋势,为从业者全面了解全固态电池的发展提供有利依据。     

硫化物固态电解质电化学稳定性研究进展

锂离子电池固态化在大幅提高安全性的同时可兼具高能量和高功率密度,在电动车、国防等领域具有重大的应用前景。在实现全固态锂电池的3种固态电解质体系中,硫化物固态电解质由于具有最高的离子电导率、较好的机械延展性以及与电极良好的界面接触等优点,成为最具潜力的技术方向。然而其空气稳定性和电化学稳定性较差,尤其是后者直接限制了其在高能量密度全固态锂电池中的应用。通过从实验及理论计算两方面总结归纳了迄今为止关于硫化物固态电解质电化学稳定性的研究进展,并对现有提升硫化物固态电解质电化学稳定性的实验思路和理论结果进行了总结。     

固态锂电池正负极界面关键问题研究进展

采用具有优异热、电稳定性的固态电解质取代商用液态电解液，组装全固态锂离子电池被认为是解决电池安全问题的最优方案之一。然而，固态锂电池正负电极与电解质间的固-固界面依然存在接触性差、兼容性差以及离子传输不稳定等关键问题。为加快固态锂电池的研究与开发，分别对固态电池正极-电解质以及负极-电解质界面间的优化策略进行了综述，特别强调了固态电池内部稳定界面的重要性以及对电池性能的影响。     

锂离子电池用凝胶聚合电解质基体改性的研究进展

介绍了目前用于锂离子电池的凝胶聚合物电解质体系,重点介绍了凝胶聚合物电解质在离子电导率等方面的改性进展。     

聚合物及离子液体电解质在锂二次电池中的应用

系统地介绍了锂离子二次电池电解质,特别是聚合物电解质及离子液体电解质的应用研究现状。开发具有高能量密度、稳定的充放电性能、循环寿命长、可塑性、高安全性与低成本的锂离子电池是当前的研究热点。离子液体具有较高的离子电导率、宽电化窗口,且无蒸汽压,而聚合物具有良好的机械加工性能。二者的结合将为锂离子电池电解质的研究提供了新的开发思路。     

增塑型锂离子电池聚合物电解质

从组成聚合物电解质的聚合物基材和电解液两方面进行分析,介绍了最近几年凝胶型、微孔型和复合型聚合物电解质的研究现状,比较了它们的制备方法、性能和特点,探讨了锂盐、增塑剂、离子液体和单离子导体等对聚合物电解质性能的影响,并简要评述了聚合物锂离子电池未来发展的前景趋势。     

锂电池固态电解质新材料问世

近日,丰田中央研发实验室开发了一种有望用于高功率和高能量的全固态锂离子电池的固体电解质新材料。该材料用于正极为钴酸锂、负极为锂单质的锂离子电池时,具有优异的充放电性能和循环性能。全固态锂离子电池以传统固体氧化物作电解质时,比有机电解液和固体硫化物中的离子电导率低很多。该电解质不仅有高的化学稳定性和宽的电化学窗口,而且在室温下的离子电导率比有机电解液的电导率还高出两个数量级。该固体电解质与正极不会发生副反应和材料剥离,且界面阻抗能低到和普通的液态锂离子电池接近,但界面阻抗的活化能小很多。     

聚氨酯基聚合物电解质的研究进展

聚合物锂离子电池因具有能量密度高、绿色环保等优点备受关注,聚合物电解质作为锂离子电池的重要组成部分,发展高效聚合物电解质成为研究热点。聚氨酯由不相容的软硬两段组成,结构可设计性强,硬段部分作为物理交联点提供机械强度和热稳定性,软段部分溶解碱金属盐提供离子导电性,因而聚氨酯是作为锂电池聚合物电解质的优良材料。通过改进聚氨酯基聚合物电解质的电化学性能和增加聚氨酯基聚合物电解质的功能性两个方面综述了国内聚醚型、聚酯型、有机硅氧烷改性、聚氧化乙烯改性、聚乳酸改性和功能型聚氨酯基电解质的研究进展,并展望了未来聚氨酯基聚合物电解质的发展前景。