全固态锂电池界面的机械失效模型综述

摘要：

全固态锂电池具有高能量密度和高安全性能等优点,有望替代传统锂电池成为下一代可移动储备.然而,全固态结构也给这种新型电池的应用带来全新的挑战,阻碍其商业化的进程,其中很重要的一个挑战就是机械不稳定性.首先,尽管固态电解质具有较高刚度与强度,理论上应该可以阻挡锂枝晶的穿透,但在其使用过程中仍能观察到锂枝晶的生长,这与高刚度电解质可抵制锂枝晶生长的理论相悖.其次,与液态电解质相比,固态电解质刚度大,在电极活性材料充放电时不能始终保持与活性材料的有效接触,可能导致活性颗粒和电解质的界面分层.因此,解释这些现象并提供解决策略对促进全固态锂电池的广泛应用至关重要.本文旨在总结近年来关于全固态锂电池不同界面处机械失效的力化耦合模型,主要包括以下两个方面:(1)锂金属负极与固态电解质界面处锂枝晶的形成与生长;(2)活性颗粒锂化/脱锂化引起的界面分层和破裂.本文从理论模型的角度总结了全固态锂离子电池中不同界面上的机械失效行为,旨在为全固态锂离子电池的模型建立与结构优化提供借鉴思路.

关键词：全固态电池、锂离子电池、锂枝晶、机械失效、界面、力化耦合、聚合物固态电解质、无机固态电解质

所属期刊栏目：43

分类号：O369

资助基金：国家自然科学基金;上海市科学技术委员会扬帆计划

在线出版日期：2023-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：471-481