鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2019年01月07日
全固態鋰金屬電池的實際挑戰是什么
當今世界上,人類正面臨化石能源的日益枯竭和對可持續能源的不斷增長的需求的嚴峻問題,從而推動了對低成本、環保和高性能能量轉換和存儲系統的研究。同時,隨著電動汽車和智能電網應用需求的快速增加,因此可以提供高能量密度、穩定的可循環性和優異成本效益的電池的市場需求越來越大。其中,鋰離子電池因具有高能量密度、優異的循環穩定性和重量輕的優點,而成為最有前景的能量存儲設備之一。然而,目前最先進的鋰離子電池仍然不能滿足日益增長的高能量密度需求,因為用鋰金屬作為陽極時主要存在樹枝狀晶形生長,將可能出現短路(導致熱失控)和低庫侖效率、循環壽命差的問題。
在開發鋰金屬負極以及其他高容量正極化學品(如硫和氧)時,研究人員發現利用固體電解質(SSE)取代傳統電解液時具有很好的安全性,因此開發基于固體電解質的鋰金屬電池或許可以從根本上解決安全性的問題。同時,研究結果表明在室溫下的離子電導率就高于10-3 S cm-1的超離子導體。然而,SSE與電極的相容性差產生的高界面阻抗的問題,限制了它們的實際應用。目前,科研人員已經提出了采用先進的分離器、電解質添加劑和正溫度系數(PTC)改進的集電器等新方法以提高鋰金屬電池的安全性。因此,現在迫切需要開發出具有更高能量密度、更長循環壽命和更高安全性的鋰金屬電池的新化學品或技術。
最近,Chem在線刊登了美國斯坦福大學的崔屹教授和中國上海科技大學的劉巍研究員(共同通訊作者)、上海科技大學博后夏水鑫(第一作者)和上海科技大學15級本科生吳昕晟(共同一作)等人總結的關于全固態鋰金屬電池的發展現狀和未來前景的綜述。題目是“Practical Challenges and Future Perspectives of All-Solid-State Lithium-Metal Batteries”。在這篇綜述中,首先總結了高導電固體電解質(SSE)的主要挑戰和最新發展,包括聚合物、無機和復合材料,以及用于下一代高能量密度的鋰電池,從基礎理解到技術創新。其次,總結了關于SSE和電極界面問題的策略。接著,介紹了鋰金屬負極與鋰嵌入化合物、硫和氧正極結合的ASSLMBs的當前進展和實際挑戰。










