玻璃态氧化物锂无机固体电解质在全固态锂及锂离子电池中的应用

来源:钜大LARGE    2011-06-20 20:17:00    点击量:0

玻璃态氧化物锂无机固体电解质的离子电导率较低,这是其在锂及锂离子电池中商业化应用的最大障碍,但是由于其化学与电化学稳定性好,以此作为电解质的锂及锂离子电池可以获得优异的循环性能。例如玻璃态氧化物固体电解质(1-x)(0.5Li2O-0.5B2O3)-xLi2S04(LiBSO)的电化学稳定窗口可达5.8V,将其用于实际的微电池体系Li/LiBSO/TiS2,在50uA/cm2的电流密度下进行1.5~2.6V的充放电循环,电池循环过程中容量衰减缓慢,与同样使用TiSz薄膜正极的液态电解液体系相比,显示出极好的循环性能。电池性能的提高主要是因为使用了具有平滑界面的电化学稳定性更好的薄膜固体电解质,充放电过程中无SEI膜的生成且电池内阻低。Baba等以LiPON玻璃为电解质组装了全固态锂离子电池LiMn2O4/Li-PON/V2O5,电池在3.5~0.3V间的首次放电容量约为18p.A.h/cm2,在最初的30次循环中,充放电容量随循环次数急剧增加,该电池体系在真空环境下同样显示出很好的充放电性能。Bates等报道了一系列性能良好的以LiPON薄膜材料为电解质的全固态锂电池,突出优点是容量衰减慢,循环寿命长。