锂镧锆氧(LLZO)基固态锂电池界面关键问题研究进展

作者:翟朋博; 常冬梅; 毕志杰; 赵宁; 郭向欣
更新时间:

与目前商用的有机电解液锂离子电池相比,引入固体电解质的固态锂电池在提高电池能量密度和安全性的同时具有很大的潜力,已成为下一代锂电池开发的重点。在众多固体电解质材料中,石榴石-锂镧锆氧(li7la3zr2o12,LLZO)因其高的锂离子导电性、优异的锂稳定性和宽的电化学窗口而受到广泛关注。然而,LLZO的引入给界面之间带来了许多突出的问题,如物理接触、应力应变、电荷重排和电化学稳定性。这些问题不仅是影响电池性能的关键因素,也带来了许多需要深入研究的新物理和化学现象。因此,从LLZO基固体电解质与电极的外部接口和固体电解质与复合电极的内部接口出发,基于我们研究小组多年的研究积累,结合该领域的最新研究趋势,本文详细讨论了:(1)LLZO基固体电解质粉末材料表面碳酸锂(Li2CO3)形成的原因、对电化学性能的影响以及克服这一问题的方法。(2) 研究了LLZO基固体电解质层的内部界面调节对锂离子导电性和电池电化学性能的影响。(3) LLZO/Li界面特性和Li的增长贯穿于电解质,以及电场、电荷应力应变等作用机制。(4) 复合阴极的内界面及其与电解液层的外接触界面的整体构造方法。希望通过对LLZO固态锂电池接口关键科学技术的分析和总结,为构建高导通高稳定的接口,促进高性能固态锂电池的发展提供思路。