復合固態(tài)電解質(zhì)有哪些?
由于固態(tài)鋰電池的發(fā)展需求,固態(tài)電解質(zhì)的技術(shù)發(fā)展也在不斷的進(jìn)步,目前固態(tài)電解質(zhì)都有哪些呢?層狀聚合物-無(wú)機復合固態(tài)電解質(zhì)、混合型聚合物-無(wú)機復合固態(tài)電解質(zhì)、無(wú)機-液態(tài)復合固態(tài)電解質(zhì)和框架材料-液態(tài)復合固態(tài)電解質(zhì)。

1、層狀聚合物-無(wú)機陶瓷復合固態(tài)電解質(zhì)
由于無(wú)機陶瓷固態(tài)電解質(zhì)與電極的界面接觸性能較差,且容易發(fā)生副反應,導致界面阻抗大、穩定性差。雖然通過(guò)添加少量液態(tài)電解質(zhì)或修飾界面可降低阻抗,但界面副反應仍難以徹底消除。采用柔性聚合物固態(tài)電解質(zhì)與無(wú)機陶瓷復合,形成“三明治”型層狀復合固態(tài)電解質(zhì)可優(yōu)化電極與電解質(zhì)間的界面接觸,同時(shí)消除副反應,穩定界面。
2、混合型聚合物-無(wú)機復合固態(tài)電解質(zhì)
混合型的復合固態(tài)電解質(zhì)是將高離子導電性的無(wú)機固態(tài)電解質(zhì)顆粒分散至聚合物中制成。這種結構既可降低聚合物結晶程度又能實(shí)現鋰離子在無(wú)機電解質(zhì)中的遷移傳導,從而大大提高復合固態(tài)電解質(zhì)的離子導電率。
3、具有特定結構的混合型聚合物-無(wú)機復合固態(tài)電解質(zhì)
將具有特定納米結構(一維或三維等)的無(wú)機固態(tài)電解質(zhì)與聚合物復合可為鋰離子傳導提供不間斷的傳輸通道,可進(jìn)一步提高該類(lèi)復合固態(tài)電解質(zhì)的離子導電率。
4、無(wú)機-液態(tài)復合固態(tài)電解質(zhì)
向液態(tài)電解質(zhì)中添加無(wú)機納米顆??蓪?shí)現液態(tài)電解液向固態(tài)或準固態(tài)轉化,在保證較高離子導電率的同時(shí)具備固態(tài)電解質(zhì)的特點(diǎn)。特別是具有豐富孔道結構的無(wú)機納米基體,可以通過(guò)物理吸附和化學(xué)鍵合實(shí)現液態(tài)電解液的固態(tài)化,形成鋰離子傳輸通道。
5、有機框架化合物(MOF)–液態(tài)復合固態(tài)電解質(zhì)
6、共價(jià)有機框架化合物(COF)-液態(tài)復合固態(tài)電解質(zhì)
MOF、COF等框架材料具有豐富的孔道和可控化學(xué)結構,是制備復合型固態(tài)電解質(zhì)的良好基體。通過(guò)官能團的調節,使電中性的框架材料顯示出正電性或者負電性,從而直接或間接的對鋰離子進(jìn)行錨定,構筑鋰離子傳輸通道。
近年來(lái),固態(tài)電解質(zhì)因高安全性和鋰枝晶生長(cháng)抑制等功能受到了廣泛關(guān)注和研究。復合型固態(tài)電解質(zhì)可以綜合多種固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn),提高固態(tài)電池的性能。通過(guò)精確控制復合固態(tài)電解質(zhì)的組分和結構,可實(shí)現對其機械性能、離子導電率、界面穩定性等物理化學(xué)性能的調控。
盡管固態(tài)電解質(zhì)領(lǐng)域的發(fā)展十分迅速,但是有關(guān)基本原理的探究和實(shí)際應用仍面臨諸多挑戰。因此,深入研究復合固態(tài)電解質(zhì)中鋰離子的傳導機理、各組分間的協(xié)同作用及界面性質(zhì)將對進(jìn)一步提高復合固態(tài)電解質(zhì)的性能提供指導。