【固态电池:固体电解质的分类】
浙商施毅(金属+汽车)
赣锋锂业披露其固体电解质为自研氧化物:NASICON型和Garnet结构。
我们梳理主流5类结构,以便清晰比对。
【氧化物】
晶态和非晶态(玻璃态)2类。晶态:NASICON型、石榴石型、钙钛矿型和LISICON型。
1)NASICON型:Goodenough老爷子76年提出,化学通式Na1+xZr2SixP3-xO12,热稳定性高,离子电导率优异(>1 ms /cm)。
2)石榴石型:Garnet,典型分子式Li7La3Zr2O12 ,LLZO。
3)钙钛矿:陶瓷氧化物,分子通式ABO3。在凝聚态物理方面应用广泛,又名“113结构”。
4)LISICON型:化学通式Li3+xXxY1-xO4,离子导电率低,室温下10^(-7)s/cm;锂和空气接触时稳定性差。
【聚合物】
Solid polymer electrolyte,SPE。全球研究最多、最广泛的是聚氧化乙烯PEO类聚合物电解质,由于结晶性,室温离子电导率低,10^(−7)s/cm。
【硫化物】
合成温度低,机械延展性优良,界面接触良好,且离子电导率最高,如LiSiPSCl的室温离子电导率为25m·S/cm。
缺点:电化学稳定性差,在空气中的水分作用下,会生成H2S毒性气体。
【LiPON】
锂磷氧氮薄膜,90年代橡树岭国家实验室用磁控溅射的方法制备,玻璃态,易脆裂,无法做成多层电芯。