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石榴石型固体电解质体系:离子输运性能调控及其全固态电池研究进展
引用本文:陈 斐,向 兴,宋尚斌,潘子文,曹诗雨,沈 强.石榴石型固体电解质体系:离子输运性能调控及其全固态电池研究进展[J].现代技术陶瓷,2020,41(6):341-372.
作者姓名:陈 斐  向 兴  宋尚斌  潘子文  曹诗雨  沈 强
基金项目:国家重点研发计划 (2018YFB0905603);国家自然科学基金 (51972246);深圳市科技计划(JCYJ20190809153405505);中国工程科技发展战略湖北研究院咨询研究 (湖北省高性能复合材料产业集成发展战略研究);中国科学院学部学科发展战略研究 (XK2019JSA001)。
摘    要:全固态锂电池采用固体电解质取代液态电解质,使其具有更高安全性,且有望进 一步提高电池的能量密度。而在众多固体电解质中,具有石榴石型结构的立方相 Li7La3Zr2O12 (LLZO) 及其元素掺杂产物由于室温离子电导率较高、电化学窗口较宽、与锂金属稳定等优点, 最有可能应用于全固态锂电池中。本文对 LLZO 的物相及晶体结构、制备方法、锂离子电导率 的提升策略以及其所组装的全固态锂电池等方面进行了详细介绍,并预测了 LLZO 固体电解质 材料进一步提升锂离子电导率的潜在可能以及 LLZO 所装配的全固态锂电池的发展方向。

关 键 词:Li7La3Zr2O12  石榴石结构  固体电解质  锂离子电导率  全固态锂电池

Garnet Solid Electrolytes:Ion Transport Performance Regulation and Research Progress of Its All-Solid-State Batteries
Abstract:Using solid electrolyte to replace liquid electrolyte to construct all-solid-state lithium battery, which can make lithium battery safer and further promotes the improvement of energy density. Among various solid electrolytes, Li7La3Zr2O12 (LLZO) and its elemental doping products with garnet structure is the most promising one to be used in all-solid-state lithium battery as its high lithium ionic conductivity at room temperature, wide electrochemical window, and stability with lithium metal. In this review paper, the phase and crystal structure of LLZO, preparation methods, the improvement strategies of lithium-ion conductivity, and the all-solid-state lithium battery using LLZO as solid electrolyte will be introduced in detail. Finally, the research direction of the further improvement of lithium ionic conductivity of LLZO and the construction of all-solid-state lithium battery with LLZO is pointed out.
Keywords:Li7La3Zr2O12  Garnet-type  Solid electrolyte  Li+ conductivity  All-solid-state lithium battery  
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