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      得鹵化物固態電解質者得天下,實用化前還要解決哪些挑戰? 原文鏈接:https://www.xianjichina.com/special/detail_539605.html 來源:賢集網 著作權歸作者所有。商業轉載請聯系作者獲得授權,非商業轉載請注明出處。

      • 發表時間:2023/2/12
      目前,已報道的室溫鋰離子電導率接近甚至超過液態電解質水平(10-2 S cm-1)的固態電解質有氧化物電解質和硫化物電解質這兩類材料。然而,氧化物固態電解質受限于其超高的燒結溫度和較差的機械加工性能;硫化物固態電解質則存在電化學窗口較窄,與正極材料兼容性較低,且在潮濕環境下極易分解產生H2S氣體。氧化物和硫化物固態電解質存在的上述問題限制了它們在全固態電池領域的應用。

      1、鹵化物固態電解質的發展過程
      鹵化物固態電解質一般是指具有鹵素陰離子框架的離子導體,1930年鹵化鋰(LiX,X=F,Cl,Br,I)已經被證明具有低的鋰離子電導率;诖,Rao等人在1969年報道了以LiI作為電解質的Li/LiI/I與Li/LiI/AgI/Ag固態鋰電池。然而,該電池由于在正極與電解質界面發生的嚴重極化導致無法反復充放電。

      2、鹵化物固態電解質的性能優勢
      相比目前研究中報道的硫化物基固態電解質,鹵化物電解質的優勢在于其可預見的價格優勢及其極高的氧化穩定性。固態離子導電劑中,硫化物電解質具有最高的電導率,但是其主要原料Li2S的價格價格遠高于LiCl的價格,此外鹵化物制備過程中不會產生H2S等有毒氣體,不需要嚴格的惰性氣氛,理論上只需要在足夠干燥的氛圍下就不會有副產物的生成,水系合成策略也非常適配工業大規模的生產環境。

      3、鹵化物固態電解質實用化挑戰
      鹵化物電解質的固有優勢在于兼顧了高氧化穩定性和寬電化學窗口的同時兼顧了離子電導率,同時,其低成本、環境友好,相比其他電解質具有更為優異的高電壓正極穩定性,因此成為最有前景的固態電解質之一。不過,在鹵化物固態電解質實用化之前,還有一些關鍵問題需要被解決:

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