钠离子电池无机固体电解质研究进展

佳木斯大学 材料科学与工程学院 黑龙江 佳木斯 154000

1 引言

能源是构成人类社会的基本要素之一.两次石油危机之后,“能源”成为了世界上议论的焦点.经济的快速发展,使人类社会对能源的依赖日益提升.但传统化石能源的过度使用不仅使这种不可再生资源日渐枯竭,并且对自然环境产生了极大的负面影响.因此科研人员的目光聚集到了风能、太阳能、潮汐能等清洁可再生资源上,使其在近几年得到了极大地发展[1].因此开发与之配套的储能体系刻不容缓。

由于锂离子电池具有比能量大、能量密度大、工作电压高、无记忆效应、自放电小、工作温度范围宽等优点.因此进入到各国研究人员的视野中,但其仍然存在很多问题需要解决,如安全、循环寿命和成本问题等.最重要的是随着锂离子电池应用于新能源汽车行业,对于锂的需求量急速上升,而锂的储量有限(地壳丰度0.006%),且分布不均(约70%分布于南美洲),成为制约锂离子电池的发展极其关键的因素[2]。

无机固体电解质相比于聚合物固体电解质具有更高的离子电导率,尤其是在室温下的离子电导率,并且钠离子的迁移数更接近于1,因此组成的全固态电池循环性能更好.并且无机固体电解质具有较为良好的机械性能,但电极与电解质的化学/电化学稳定性差,导致界面阻抗过大.尽管无机固体电解质仍然存在很多问题,但是由于无机固体电解质的优点远远大于聚合物固体电解质,因此对于无机固体电解质的研究较多.无机固体电解质主要为氧化物固体电解质和硫化物固体电解质两大类,下面对目前研究较多的无机固体电解质进行简单的综述。……