採用固態電解質的固態電池可以從根本上解決現有鋰離子電池的安全問題,為實現高安全、高比能量、長壽命儲能體系提供了可行的發展方向。設計製備無機/聚合物複合固態電解質,在各相之間界面搭建離子快速傳輸通道,通過多組分之間的協同作用實現優勢互補。複合電解質是固態電解質體系實現力學加工性、離子導電性和電化學穩定性兼具的最優選擇之一。針對固態電池存在的界面阻抗大且隨循環不斷增長、界面副反應嚴重以及枝晶等問題,可以通過界面脩飾以及固態電解質、電極活性物質改性等方式進行優化和改善。特別是固態電解質/金屬鋰的界面問題,通過金屬鋰負極保護可以抑制枝晶生長,延緩副反應對界面的破壞,對界面應力進行有效調控。
未來,固態電池的研究和產業化進程仍然任重而道遠:需要設計製備離子電導率高且具有規模化加工性的固態電解質體系,探索離子傳輸機制;對界面演變機制進行深入研究,探索界面處離子傳輸機理以及界面反應機理,開發新型界面優化技術,改善界面相容性;理清不同體系材料之間的兼容性以及失效機制原理,調控關鍵材料層以及界面的體積效應,穩定界面結構、降低界面阻抗;探索大容量固態電池的構建技術,為固態電池產業化奠定基礎。
採用固態電解質的固態電池可以從根本上解決現有鋰離子電池的安全問題,為實現高安全、高比能量、長壽命儲能體系提供了可行的發展方向。設計製備無機/聚合物複合固態電解質,在各相之間界面搭建離子快速傳輸通道,通過多組分之間的協同作用實現優勢互補。複合電解質是固態電解質體系實現力學加工性、離子導電性和電化學穩定性兼具的最優選擇之一。針對固態電池存在的界面阻抗大且隨循環不斷增長、界面副反應嚴重以及枝晶等問題,可以通過界面脩飾以及固態電解質、電極活性物質改性等方式進行優化和改善。特別是固態電解質/金屬鋰的界面問題,通過金屬鋰負極保護可以抑制枝晶生長,延緩副反應對界面的破壞,對界面應力進行有效調控。
未來,固態電池的研究和產業化進程仍然任重而道遠:需要設計製備離子電導率高且具有規模化加工性的固態電解質體系,探索離子傳輸機制;對界面演變機制進行深入研究,探索界面處離子傳輸機理以及界面反應機理,開發新型界面優化技術,改善界面相容性;理清不同體系材料之間的兼容性以及失效機制原理,調控關鍵材料層以及界面的體積效應,穩定界面結構、降低界面阻抗;探索大容量固態電池的構建技術,為固態電池產業化奠定基礎。