功能硅烷在有机-无机复合固态电解质中的应用研究进展

唐子龙，肖凡凡，尹玉华，李森雨，汪靖伦

（湖南科技大学化学化工学院，理论有机化学与功能分子教育部重点实验室，湖南湘潭411201）

引 言

新能源汽车产业是我国当前优先发展的支柱性产业之一，在全球产业体系中占有举足轻重的地位。动力电池系统的安全性和能量密度是新能源汽车最关键的性能指标之一。然而，动力锂离子电池中广泛使用的LiPF6-碳酸酯基液体电解质是导致安全事故和制约能量密度的重要因素[1-2]。从电池的高安全性、高比能、轻薄微型化的角度考虑，着力研发性能优异的固态电解质材料对锂电产业的发展意义深远[3-4]。近日，加快全固态动力电池技术研发及产业化被《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》列为“新能源汽车核心技术攻关工程”，相应固态电解质材料研发或将进一步上升到国家战略需求层面。

固态电解质材料通常可分为无机固态电解质、聚合物固态电解质以及复合固态电解质[5-6]。图1（a）所示，固态电解质系列性能指标对比的雷达图说明，要满足离子电导率高、界面性能优良、力学性能强等各项需求，单组分固态电解质很难实现；图1（b）中利用polymer electrolytes+batter*、composite electrolytes+batter*、ceramic electrolytes+batter*为关键词，在Web of Science数据库中检索了2000年1月至2020年1月发表的固态电解质相关研究论文，从其论文数量增长趋势可看出复合电解质的研究引起了更广泛关注。因不同电解质材料分别存在自身优势和缺点，将各类材料优势互补而得到综合性能显著提升的复合固态电解质成为了研究热点[7-9]。……