固态电解质

摘要： 离子电导率是影响固态离子器件性能的基本因素。在无机固体电解质中,离子的传导包括晶粒体和晶界传导,两者均与材料体系中点缺陷结构密切相关。本文详细阐述了固体电解质体内可能存在的点缺陷及其对晶粒体电导率的影响规律,并结合钙钛矿结构LLTO固体电解质介绍了晶界空间电荷层模型及由此而引发的晶界离子电导特性。以期为高离子电导固体电解质的设计提供思路。

摘要： 固态电解质具有优异的安全性能、工作温度范围宽、回收方便等优点,已成为新一代柔性电子器件中最具前景的电解质材料.为探索兼具高离子电导率和优良机械性能的固态电解质,将无机活性陶瓷锂镧锆氧(Lithium lanthanum zirconium oxide,LLZO)与改性聚离子液体复合,制备了一种性能优异的复合固态电解质.研究了LLZO与复合材料间结构的差异、LLZO的含量对复合固态电解质在离子电导率、机械性能的影响以及其抗压能力.结果表明,聚离子液体粘结剂的加入,赋予了固态电解质良好的柔顺性,并显著地提升了电解质的离子传输效率.当复合固态电解质中LLZO为质量分数50%时,复合固态电解质的室温离子电导率达到最高值(1.45×10^(-4) S·cm^(-1)),比单一的LLZO固态电解质的离子电导率高了一个数量级以上.用维氏硬度来表征复合固态电解质的抗压能力,发现当LLZO为质量分数50%时,复合固态电解质的硬度可以达到0.45 gf/μm^(2).

摘要： 钠离子电池具有资源丰富、能量密度高等优点,使用固态电解质的固态钠电池兼具高安全性成为研究热点。固态电解质是超离子导体,是固态电池关键材料。Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)是钠超离子导体(NASICON)中最具代表性的固态电解质材料。总结了Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)材料的结构、离子传输机制及其相互关系,旨在从机理上理解Na_(3)Zr_(2)Si_(2)PO_(12)固态电解质中钠离子传输性能;总结了主要制备方法,指出了不同方法的优缺点;在提升离子电导率方面,对合成工艺、掺杂、界面因素进行了总结,力求归纳和探索合成高性能钠离子固态电解质的途径。

摘要： 锂离子电池的能量密度提升空间有限,且受资源限制,因此开发其他电池体系成为研究热点。F^(-)的电负性高、半径小、质量轻,作为电子载体能够提供高能量密度,因此,基于F^(-)穿梭的氟离子电池受到人们的重视。综述近几年氟离子电池电解质和电极材料的研究进展,介绍固态氟离子电池和液态氟离子电池两类体系。从提高电解质离子电导率、改善电极/电解质界面结构、抑制电极材料溶解损失和调控电极材料结构与组成等方面,对高性能氟离子电池的发展进行展望。

摘要： 固态聚合物电解质因其质量轻、柔性好,且与电极材料接触良好、界面阻抗小,成为开发新一代高能量密度、高安全性乃至高柔韧性电化学器件的潜在材料,近年来获得了广泛关注。但因其离子电导率低、力学性能差等缺陷也成为限制其进一步商业化的关键问题。通过交联、共混、共聚等手段组成聚合物的复合体系有可能很好地解决这些问题,因此本文首先对聚合物中的离子导电机理进行了简要介绍,旨在从原理的角度阐释上述问题的解决策略;随后综述了近年来多种聚合物基复合电解质在电化学器件中的应用以及改性策略。最后对复合固态聚合物电解质目前面临的基础研究和实际应用问题进行了讨论,给出了解决这些问题的建议,以期为新型聚合物复合固态电解质的设计与制备提供新思路。

摘要： 固态电池利用固态电解质替换电解液,为电池的发展提供了高能量密度和高安全性的保障,其中硫化物固态电解质因其高离子电导率等优势受到了广泛关注。然而使用硫化物固态电解质还会面临电极/电解质接触较差、与电极发生界面副反应、空气稳定性差的问题,往往需要与一些有机物配合以改善电池性能,例如有机溶剂、有机电解液或聚合物。本文综述了不同种类有机物对硫化物固态电解质的辅助作用,首先回顾了基于硫化物固态电解质的准固态电池发展现状,分别从正极、电解质、负极及相互界面处添加电解液或溶液的角度,阐述了液体添加对准固态电池产生的界面浸润、构筑保护层等增益作用;其次介绍了聚合物/硫化物复合固态电解质的湿法和干法制备,对比了极性和非极性聚合物黏结剂在制备工艺上的差异,着重分析了有机组分的添加对复合电解质离子电导率等性能的影响;阐述了通过溶液法对复合正极内部界面的改善方法,并补充介绍了薄片状(Sheet-type)电极的制备工艺与发展前景;最后总结了目前有机组分在与硫化物固态电解质配合时面临的难点,展望了未来研究工作的发展方向,为组装高性能硫化物基固态电池提供思路。

摘要： 固态电解质是全固态锂电池的关键组分,其室温离子电导率和可加工性是影响电解质性能的关键指标。聚阴离子型固态电解质具有较高的锂离子迁移率,与其它类型陶瓷电解质相比,该电解质对水氧不敏感、成本低廉且原料无毒等特殊优点,明显降低了后期产业化的难度。本文首先总结了聚阴离子型固态电解质的分类和离子传输机制,然后介绍了提高材料本体锂离子传输性的原理和方法,最后介绍了通过表面修饰和复合改性提高电解质界面稳定性和可加工性方面的进展。结合全固态电池产业化对电解质膜片的需求,探索了目前聚阴离子型固态电池存在的问题和未来发展方向。作为一种具有优异的水氧稳定性和高离子电导率的电解质材料,聚阴离子电解质在下一代全固态电池中有着巨大的应用潜力。

摘要： 随着智能电子和可穿戴设备的不断发展,对电池的的能量密度、安全性有了更高的要求。全固态锂电池由于其安全性和高能量密度的优势,被认为是下一代最有潜力的能量储存设备。固态电解质作为固态电池的核心组件,引起了人们的广泛关注。介绍了氧化物、硫化物和聚合物等三类固态电解质的性能,以及其存在的优缺点,并提出了提高这些性能的相应策略。

摘要： 鉴于高安全性和更高的能量密度,全固态锂离子电池越来越引起科学家们的兴趣。加拿大滑铁卢大学(University of Waterloo)的研究人员发现了一种各方面性能都优越的新型固体电解质。这种电解质由锂、钪、铟和氯组成,对锂离子的传导性很好,但对电子的传导性很差。这种组合对于制造高性能全固态电池(经过4 V以上100次循环或中压数千次循环保持容量基本不变)至关重要。

摘要： 全固态锂电池因其高安全性和高能量密度成为最有望替代传统液态锂电池的体系之一。固态电解质是全固态锂电池的核心组成部分,其中硫化物电解质因其高离子电导率、良好的机械延展性等优势成为最具潜力的固态电解质之一。Li_(3)PS_(4)固态电解质具有高离子电导率、宽电化学窗口、低成本等优势,是极具代表的硫化物固态电解质,也是近年来研究较多的硫化物固态电解质,然而其空气/水汽稳定性差、与正负极材料的兼容性较差等缺点限制了其在高性能全固态锂电池中的大规模应用。本文通过对近期Li_(3)PS_(4)固态电解质等相关文献的探讨,综述了Li_(3)PS_(4)固态电解质的结构机理和制备路线,总结并分析了Li_(3)PS_(4)固态电解质在提高离子电导率、改善化学/电化学稳定性、强化力学性能等方面采取的策略及研究进展,最后归纳了近年来基于Li_(3)PS_(4)固态电解质和各种正负极材料构筑的高性能全固态电池。基于以上的分析,本文也指出了当前Li_(3)PS_(4)固态电解质仍存在的不足并展望了Li_(3)PS_(4)等硫化物电解质在未来的研究重点及发展方向。

摘要： 锂离子电池作为最主要的储能器件之一,己经被广泛应用到人们的生产生活中,如何进一步提高电池的能量密度、容量密度和安全性,一直都是锂离子电池研究的重点,也是近几年能源行业的热点.目前锂硫电池中存在着循环性能差、穿梭效应等问题,抑制了高比容量锂硫电池的应用和发展,而液态电解质中易挥发易燃易爆的溶剂也带来了不少的安全问题,所以如何有效提高锂硫电池的循环寿命,并且提高电池的安全性能,是锂电池研究的一个热点.本研究旨在通过实验研究新一代的锂硫电池体系，首先通过固相烧结法制备了含锂石榴石，作为固态电解质隔膜，然后采用改进的石墨烯覆载硫材料作为正极，对体系材料进行了性能测试与表征。

摘要： 通过向丁二腈分子塑性晶体中加入固体碘盐和碘分子,制备了碘体系丁二腈基分子塑晶固态电解质.研究了不同阳离子的固体碘盐对丁二腈基固态电解质的相变、扩散系数以及离子电导率的影响.最终以碘化N-乙基吡啶作为固体碘盐与碘分子及丁二腈的摩尔比为2∶1∶100配制的固态电解质I-和I3-的扩散系数在室温达到1.83×10-6 cm2.s-1与1.22× 106 cm2.s-1,固态电解质的离子电导率在30°C为1.7 mS·cm-1,制备的染料敏化太阳能电池的电池效率达1.57％.碘化N-乙基吡啶同时又是一种低成本和高成本效能的固体碘盐,更加具有商业应用价值.

摘要： 超级电容器的研发有望满足个性化电子产品的发展需求.以自修复水凝胶为电解质的超级电容器,既能克服液态电解质易漏液腐蚀器件的缺点,又能解决纯固态电解质离子电导率过低的问题,更重要的是,能够在发生断裂破损时自发地恢复其原有的各项性能,在可穿戴电子设备中具有突出优势.因此以带正电荷的聚离子多糖（羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖）为大分子交联剂，借助离子凝聚作用与带负电荷基团的聚丙烯酸分子链形成可自修复的水凝胶，并通过盐的掺杂形成准固态电解质。

摘要： 传统的液态锂硫电池中液态电解液的安全性及穿梭效应导致的容量衰退是迫切所需要解决的问题.而利用无机固态电解质取代液态电解液则能很好的解决上述的两个问题，它能提高电池安全性并完全地阻碍反应过程中多硫化物的溶解问题.但是,将固态电解质应用于锂硫电池还面临许多挑战，例如，固态电解质常温下的离子电导率还不够高，与电极间的电化学稳定性还不够好，界面阻抗还较大等等.本工作用球磨的方法制备了具有高离子电导率的Li7P2.9Mn0.1S10.7I0.3固态电解质，并将其应用于锂硫电池中，结果显示电池具有高的放电容量和循环稳定性。

摘要： 目前商业化锂离子电池存在隔膜对电解液亲和性差及液态电解液泄漏爆炸等安全隐患。增强隔膜和电解液的亲和性是目前研究的热点之一。聚合物电解质实现了隔膜与电解质一体化，避免了这类问题的发生。PEO和LiX复合体系是一类固态聚电解质，Wright等人在1973年首次报道。PEO与锂盐掺杂制备聚电解质，在室温下PEO存在很大程度的结晶，使得离子电导率不高，同时PEO的热稳定性不高。含PEO的嵌段共聚物，破坏PEO的结晶，可以提高离子电导率和热稳定性。 现在研究比较多是含PEO的柔柔嵌段共聚物，铿离子电池的测试温度都在150°C以下。为了提高聚电解质的使用温度，可以引入聚合物刷结构，进行聚合物刷自组装，形成10nm左右的纳米通道，有利于提高固定相的稳定性。 本论文基于可控自由基聚合，合成了甲壳型液晶高分子PMPCS的大分子单体;通过交替共聚和可控开环易位聚合(ROMP)，分别制备了2类具有精确结构与功能的含PEO链的刚性侧链液晶聚合物基梳状聚合物。 研究表明:在刚性侧链液晶聚合物基梳状聚合物中，引入刚性链段PMPCS和聚合物刷的结构能够提高聚合物电解质的稳定性;提高掺杂比例和PEO的含量能够提高聚合物离子电导率。这种掺入锂盐的刚性侧链液晶聚合物基梳状聚合物有望应用于在更高温度下锂离子电池的固态电解质。

摘要： 全固态电池是以固态电解质取代传统液体有机电解质的大容量新一代电池,由于其能量密度高和使用寿命长而愈益引人注目.现研发前景较好并形成主流的为Lipon电解质和硫化物玻璃态等高导电率无机固态电解质.此外,在结晶质中,又开发了超过非结晶高离子导电性的Li3.25Ge0.25P0.75S4和Li2S-P2S5固态电解质,已展示出世界最高的离子导电率(高达2.2～3.2×10-3S/cm).全固态Li电池,在高安全性、长寿命化的新能源汽车动力电池,高可靠性的智能电网蓄能电池,以及超微超薄、柔性电池等领域,具有明显的优越性.

摘要： 粉末冶金烧结的铁-铬合金固态电解质燃料电池(SOFC)的金属连接板interconnector,其-体成型的特性,可节省制造加工的费用,并有好的抗氧化和热膨胀系数与电解质匹配的优点。但其高温抗氧化能力,由於孔隙率的表面积的增加,较正常的板片差.因此本研究将用不同的烧结条件和各种不同的杂质含量探讨烧结FeCr合金粉末的抗氧化情形。实验用旋转电极法,选择适当的制程参数,作出100到150毫米FeCr台金粉末。研究结果显示含较少的杂质FeCr合金球形粉末,表面的氧化层较薄,另外也发现孔隙率较低及添加2%Co的粉末冶金作的试片可改进它的抗高温氧化性质。

摘要： 染料敏化太阳能电池(Dye-sensitized solar cell,DSSC)具有转换效率高、成本低廉等突出优点,成为近年来太阳能电池研究的热点；最初的DSSC用液态电解质作为电荷传输材料,取得了11%%的效率,同时带来一系列应用问题；电池封装困难,长期稳定性差等。为了解决上述问题,笔者开始把目光投向全固态或准固态电解质。

摘要： 由于聚合物电解质具有较高的稳定性、较好的机械加工性能和安全性能，因而受到广泛关注。根据制备方法与物理状态分类,综述了近年来聚合物凝胶电解质、复合聚合物电解质以及浸入型聚合物电解质的研究进展，并展望了聚合物电解质的应用前景。

摘要： 由于聚合物电解质具有较高的稳定性、较好的机械加工性能和安全性能，因而受到广泛关注。根据制备方法与物理状态分类,综述了近年来聚合物凝胶电解质、复合聚合物电解质以及浸入型聚合物电解质的研究进展，并展望了聚合物电解质的应用前景。

摘要： 本发明提供一种固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法，所述固体电解质组合物含有硫化物类无机固体电解质、表面被具有离子传导性的氧化物包覆的活性物质及分散介质，其中，分散介质包含特定的极性分散介质，所述含固体电解质的片材具有含有硫化物类无机固体电解质、表面被具有离子传导性的氧化物包覆的活性物质及特定的极性分散介质的层。

摘要： 本发明提供一种固体电解质组合物、含固体电解质的片材及全固态二次电池、以及含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法，该固体电解质组合物包含：离子导体，包含质均分子量为5000以上的高分子(A)及含有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的电解质盐(B)；化合物(C)，具有2个以上的碳‑碳双键基团；以及化合物(D)，具有2个以上的硫烷基。

摘要： 本发明提供一种能够形成厚度更均匀且离子传导性也优异的层的固体电解质组合物、使用该固体电解质组合物的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及它们的制造方法。固体电解质组合物包含具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及分散介质(C)，并且，上述粘合剂(B)包含在分散介质(C)中在25°C的温度下以610000G的离心力进行了1小时的离心分离处理时沉降的第1粘合剂(B1)及不沉降的第2粘合剂(B2)，第1粘合剂(B1)的含量X和第2粘合剂(B2)的含量Y满足下述式的、固体电解质组合物、使用该固体电解质组合物的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及它们的制造方法，0.01≤Y/(X+Y)＜0.10。

摘要： 本发明提供一种固体电解质组合物，其通过用作含固体电解质的片材的层结构材料，不仅能够向构成所获得的含固体电解质的片材的固体电解质层和/或电极活性物质层赋予优异的机械强度，而且还能够向含固体电解质的片材赋予高离子传导率。固体电解质组合物包含具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)、分散介质(C)、在化学结构中具有氟原子、氧原子、氮原子及氯原子中的任一种的溶剂(D)，构成上述粘合剂(B)的聚合物分别具有包含下述通式(I)所表示的非环式硅氧烷结构的部分结构及下述通式(II)所表示的部分结构。含固体电解质的片材具有由固体电解质组合物构成的层。全固态二次电池包含含固体电解质的片材。含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法包括在基材上涂布固体电解质组合物的工序。

摘要： 本发明提供一种含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质及具有阴离子聚合性官能团的化合物的固体电解质组合物、含有具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质及与无机固体电解质键结的特定的阴离子聚合物的含有固体电解质的片材及全固态二次电池以及固体电解质组合物、含有固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法。

摘要： 本发明提供一种固体电解质组合物、具有由该组合物构成的层的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池以及粒子状粘合剂、含固体电解质的片材及全固态二次电池的制造方法，所述固体电解质组合物包含：无机固体电解质；粒子状粘合剂，其包含具有构成成分的聚合物且平均粒径为5nm～10μm，所述构成成分在侧链上具有特定的键合部且ClogP值为4以下并且分子量小于1000；及分散介质。

摘要： 本发明提供一种即使以小的弯曲半径弯曲，层中也能够不易产生缺陷，即使经过这种弯曲也能够形成显示优异的离子传导率的层的、固体电解质组合物、使用该固体电解质组合物的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及它们的制造方法。并且，本发明提供一种包含具有属于周期表第1族或第2族的金属的离子的传导性的无机固体电解质(A)、粘合剂(B)及分散介质(C)，并且，粘合剂(B)包含在分散介质(C)中进行了特定条件下的离心分离处理时沉降的第1粘合剂(B1)及不沉降的第2粘合剂(B2)，第1粘合剂(B1)的含量X和第2粘合剂(B2)的含量Y满足下述式的固体电解质组合物、使用该固体电解质组合物的含固体电解质的片材、全固态二次电池用电极片及全固态二次电池、以及它们的制造方法，0.10≤Y/(X+Y)≤0.80。

摘要： 本发明公开了一种改善固态电解质固态电解质变色、凝胶的方法及固态电解质。所述方法包括：将无机固态电解质、锂盐、PVDF和有机溶剂Ⅰ进行混合，制备得到胶液，所述无机固态电解质表面具有残碱，在制备胶液之前，采用酸性物质的溶液对无机固态电解质进行预处理，或者所述混合过程中加入酸性物质。本发明的方法有效解决了变色凝胶等导致的涂布不均匀以及锂离子电导率下降的问题，提升了采用该胶液涂布时的涂布均匀性，以及涂布干燥后得到的固态电解质的离子电导率。

摘要： 本发明涉及制备聚合物电解质、分散体和增强固态电解质的方法、增强固态电解质和固态锂离子电池。制备复合固体聚合物电解质包括混合锂化离聚物和掺杂的无机陶瓷电解质的浆料并将所述浆料涂覆至锂化离聚物膜上。可以通过将离聚物膜的质子与锂离子交换以形成锂化离聚物膜并溶解所述锂化离聚物膜来产生所述锂化离聚物以提供锂化离聚物。可以制备用于固态锂离子电池的多种复合固体聚合物电解质。制备用于固态电解质的分散体的方法包括通过加热和溶解使离聚物锂化以形成分散体。可以将离子液体和陶瓷颗粒添加至所述分散体。制备用于固态锂离子电池的增强固态电解质的方法包括用所述分散体输注多孔膜。

摘要： 本发明公开了一种改善固态电解质固态电解质变色、凝胶的方法及固态电解质。所述方法包括：将无机固态电解质、锂盐、PVDF和有机溶剂Ⅰ进行混合，制备得到胶液，所述无机固态电解质表面具有残碱，在制备胶液之前，采用酸性物质的溶液对无机固态电解质进行预处理，或者所述混合过程中加入酸性物质。本发明的方法有效解决了变色凝胶等导致的涂布不均匀以及锂离子电导率下降的问题，提升了采用该胶液涂布时的涂布均匀性，以及涂布干燥后得到的固态电解质的离子电导率。