固态无机电解质Li7La3Zr2O12的改性研究进展

卢 超，李明明，吴小强，安旭光，孔清泉，王小炼

（成都大学机械工程学院，四川成都610106）

当前，纯电动汽车以动力电池为能源，电池能量密度至关重要，而目前中国已量产装车的电池能量密度离300 W·h/kg仍有不小差距，无法解决电动汽车的“里程焦虑”问题。为了提升锂离子电池的能量密度，应用高电压正极材料［1］及低电位（-3.04 V）、高比容量（3 860 mA·h/g）的锂金属负极材料［2］是较为理想的选择，而寻求与这些电极材料相匹配的电解质材料则成为关键。当前，基于固态电解质的固态锂离子电池以其体积小、安全性高、能量密度大的优势备受业界关注，有望成为下一代可商用的储能装置。与电解液相比，固态电解质的电化学窗口高达5 V以上，可搭载高电压正极材料，有效提高电池的能量密度与安全性；此外，固态电解质可发挥隔膜与电解液的双重作用，可简化电池的内部结构及封装工艺，降低制造成本。

固态电解质又称为快离子导体或超离子导体，其中，固态无机电解质具有化学与电化学性能稳定、室温离子电导率高等性能优势，已成为电解质领域的研究热点［3］。固态无机电解质主要有LIPON型、锂快离子导体（LISICON）型、钠快离子导体（NASICON）型、钙钛矿型、反钙钛矿型、石榴石型、硫化物型和硫银锗矿型等。与其他固态无机电解质相比，石榴石型Li7La3Zr2O12（简称LLZO）电解质具有合成工艺简单、化学与电化学性能稳定、室温离子电导率较高、与电极的兼容性较好的优势，具有重要的研究价值与应用潜力。2007年，德国基尔大学的RAMASWAMY等［4］采用传统固相烧结工艺合成出室温离子电导率高达3×10-4S/cm的立方相石榴石型LLZO，由此引发了此类固态电解质材料的研究热潮。……