AEM：过去十年中全固态锂离子电池过电位的改善

兔兔

2020-05-07

研究表明，Li₁₀GeP₂S₁₂（LGPS）型硫化固体电解质在室温下可达到较高的离子电导率，硫化物固体电解质在离子电导率和力学性能方面得到了较好的发展。迄今为止，对全固态锂电池的研究主要集中在通过提高固体电解质的离子电导率来实现与传统液态锂离子电池类似的过电位特性。有鉴于此，蔚山国家科学技术研究院Jaephil Cho等人综述了全固态锂电池在实际应用中的最新进展和未来的研究方向。

本文要点：

1）研究人员首先介绍了ASSLB的最新进展和前景，为了提高电化学性能，有必要考虑由于ASSLBs的界面和内部电阻而导致电池内部整体过电位的发生。在这方面，人们集中于在活性材料表面上引入缓冲层，这有助于锂离子通道的形成。另外，这样的缓冲层可以在防止SE层与活性材料之间的副反应中发挥重要作用。在过去的十年中，各种类型的材料，如过渡金属氧化物、碳材料和SEs，被用作缓冲层，并被发现适合于ASSLBs系统。

2）尽管固体电解质的锂离子电导率取得了显著的提升，但与液体常规锂离子电池相比，ASSLBs在电极能量密度、倍率特性和循环性能方面仍然表现出较差的电化学性能。显然，电极内部的电导率在这个问题上起着至关重要的作用。由于SEs和活性材料之间的高界面电阻，大多数ASSLBs电极是用高比例的电解质，即电子绝缘体制作的。因此，与传统的液体LIBs相比，由于导电材料（CMs）的分散性差，电解质比例高，ASSLBs的电子导电性可能不够。因此，即使提高电极的锂离子电导率，ASSLBs也会由于缺乏电子通路而面临性能限制。

基于上述结果，研究人员认为需要进一步提高固态电池系统的电子导电性，并介绍了一种合理的电极概念，包括一种新型的材料设计和电极工艺，最后还提供了与ASSLBs相关的创新研究方向和见解。

Pilgun Oh, et al. Improvements to the Overpotential of All-Solid-State Lithium-Ion Batteries during the Past Ten Years. Adv. Energy Mater. 2020, 2000904.

DOI: 10.1002/aenm.202000904.

https://doi.org/10.1002/aenm.202000904