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基于聚合物電解質固態鋰硫電池的研究

    有關拉齐奥赛程得研究,對高能量密度電池的迫切需求以及對電池安全問題的重視,使得利用固態電解質代替傳統的液態電解液應用于鋰硫電池成為必然的發展趨勢。


理想的鋰硫電池固態電解質需要滿足:

1.良好的力學性能;

2.具有與液態電解液相當的鋰離子電導率;

3. 與電極接觸具有良好的化學穩定性和界面相容性;

4. 抑制多硫離子穿梭和超高的安全性等綜合性能。


    但是同時解決這些問題具有很強的挑戰性,因為不同類型的固態電解質材料各有優劣。全固態聚合物電解質具有良好的安全性、成膜性和黏彈性,與電極具有良好的界面接觸和相容性,但室溫離子電導率低,力學性能差,因此在鋰硫電池中的應用研究還較少;凝膠聚合物電解質由于具有較高的離子電導率,且和硫電極的界面阻抗較小,在鋰硫電池中的研究已經取得了一定進展,具有良好的應用前景;而陶瓷電解質離子電導率高、穩定性強,但是電解質/電極界面阻抗大,其離子電導率仍然不能滿足鋰硫電池的應用需求,因此陶瓷電解質在鋰硫電池中的研究較少;復合電解質由于兼具聚合物電解質和無機電解質的優點,因此最有希望同時滿足各種性能,但是仍然存在著大量的科學以及技術難題有待解決,對于有機/無機復合電解質,無機填料和聚合物材料的微觀作用機理尚不明確,如何在聚合物基體中均勻分散無機顆粒也有待進一步解決,設計新的復合結構并構筑良好的電極/電解質界面是未來的研究熱點和重點。而原位合成是改善固態電解質/電極界面問題、提升性能和簡化工藝的有效手段,為鋰硫電池規?;峁┝爍蟮南M?。


    為了更好地促進高性能固態鋰電池發展,需要構建一體化固態鋰硫電池,復合電解質/界面修飾層/電極要形成整體,而重點在于構建緊密且穩固的界面修飾層。因此,原位構建電解質/電極界面修飾層是進一步提升鋰硫電池性能的重要方法。另外,在改進固態鋰離子電池性能的同時更要透徹地分析機理,從而促進新型固態電解質的研發,實現下一代高能量密度固態鋰硫電池的規?;票負陀τ?。