固态锂电池聚合物电解质研究进展

摘要：

目前锂离子电池的关键挑战是如何提高电池的能量密度和电池的安全性,使用固态电解质的固态锂电池可以有效地缓解这两个问题.固态电解质是固态电池发展的关键材料.固态聚合物电解质(solid-state-polymer electrolyte,SPE)具有较高的柔韧性、优良的加工性和良好的界面接触性,是固态锂金属电池理想的电解质材料.SPE的离子导电性、电化学窗口以及与电极之间界面的稳定性对固态锂电池的综合性能起着至关重要的作用.根据电化学稳定窗口的不同,本文主要综述了:①低电压稳定SPE,与锂金属具有良好的相容性,通过交联、共混、共聚以及与无机填料复合的方法可以有效降低其结晶度,提升聚合物离子电导率;②高电压稳定SPE体系,能够匹配高电压正极使用,有效提高锂金属电池的能量密度;③多层结构SPE体系,能够同时承受锂金属负极的还原和高电压正极的氧化,为进一步开发高性能SPE和提高电池能量密度提供了新思路.最后,对三种SPE体系进行了总结和展望,指出低电压稳定SPE的研究重点在于提高离子电导率以及力学性能,高电压稳定SPE的关键在于降低材料的最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital,HOMO)以及建立正极界面处稳定的CEI层,多层SPE的研究重点在于合适的电池和电极结构设计.构建可与正、负极同时稳定或者同时形成界面钝化层的高导离子聚合物结构是未来的研究重点之一.

关键词：全固态锂电池、聚合物电解质、电化学窗口、多层聚合物电解质

所属期刊栏目：11

分类号：TK02(一般性问题)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-06-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共18页

页码：1788-1805