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摘要:高安全、高能量密度以及长寿命全固态电池被视为下一代最重要的储能技术之一,而开发高性能固态电池的核心之一就是制备性能匹配的固态电解质。石榴石型的Li7La3Zr2O12(LLZO)固态电解质因其高离子电导(室温下约10-3S/cm)、高电化学稳定性和对正极材料及锂金属负极良好的化学稳定性,自年被发现之后,便被认为是颇具前景的一类固态电解质材料。本文系统地综述了LLZO在结构调控、掺杂策略、离子输运机制认识以及界面稳定策略等最新进展;总结了对富锂石榴石结构、快离子输运行为的认识过程;并系统介绍了优化正极/负极与石榴石型固体电解质界面结构,改善界面润湿性的解决思路及LLZO基固态电解质材料构筑固态电池的进展,以期为探索全固态锂离子电池的实际应用提供借鉴。
关键词:富锂石榴石;锂镧锆氧;离子电导率;离子输运;固态电池
锂离子电池(LIBs)已广泛应用于各类便携式电子设备中。新能源汽车的兴起更是促进了LIB技术的显著进步。考虑到目前新能源汽车的里程焦虑及未来我国巨大的储能需求,发展下一代高能量密度,高安全性的电池具有重大意义。目前,有机系液态电解质体系在商用中取得了巨大的成功,但在更高能量密度、可靠性和安全性的应用方面,现有的LIBs还是显示出了一些局限性:使用有机电解液,特别是含有环状碳酸酯、链状碳酸酯、羧酸酯类电解液具有高度易燃性;电解液具有较强的腐蚀性且容易分解生成CO、H2S、LEL等气相产物;传统的有机电解液与高电压(≥5V)正极及大容量金属锂负极不相匹配。在过去的几十年里,如何解决锂电池存在的漏液及自燃问题也一直是广受