1 前言

固態(tài)電解質(zhì)根據(jù)其組成可以分為無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)、聚合物固態(tài)電解質(zhì)和復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)。無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)具有較高的離子電導(dǎo)率、電化學(xué)穩(wěn)定窗口和機(jī)械強(qiáng)度，但電極與電解質(zhì)之間的固/固接觸電阻較大，無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)細(xì)分為氧化物、硫化物、鹵化物固態(tài)電解質(zhì)。聚合物固態(tài)電解質(zhì)具有良好的柔韌性、可加工性和接觸界面性能，但室溫離子電導(dǎo)率低，需要在高溫下運(yùn)行。復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)是一種很有前途的替代品，其同時(shí)具有了無機(jī)固態(tài)電解質(zhì)的高離子電導(dǎo)率以及聚合物固態(tài)電解質(zhì)的良好柔韌性?；诠虘B(tài)電解質(zhì)體系的不同進(jìn)行分類，全固態(tài)電池技術(shù)路線主要為氧化物、硫化物、聚合物、鹵化物、多路線復(fù)合等。

近些年來，全球的研發(fā)機(jī)構(gòu)在固態(tài)電池領(lǐng)域孜孜以求，在硫化物、氧化物、聚合物、鹵化物的技術(shù)路線上不斷開拓，但各條技術(shù)路線上的困難依然存在，沒有實(shí)現(xiàn)根本性的改變[1]。

圖1：固態(tài)電池[2]

聚合物、氧化物和硫化物固態(tài)電解質(zhì)作為固態(tài)鋰離子電池的核心材料，各自展現(xiàn)出獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)和挑戰(zhàn)，共同推動(dòng)著下一代儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展。三者對(duì)比來看，聚合物電解質(zhì)在加工性和界面兼容性上占優(yōu)，但電導(dǎo)率和穩(wěn)定性有待提高；氧化物電解質(zhì)在熱穩(wěn)定性和電化學(xué)窗口上表現(xiàn)突出，但界面接觸和成本問題仍需解決；硫化物電解質(zhì)在離子電導(dǎo)率和機(jī)械性能上具有顯著優(yōu)勢(shì)，但化學(xué)穩(wěn)定性和空氣敏感性是需要克服的弱點(diǎn)[4]。

2 氧化物固態(tài)電解質(zhì)路線

氧化物電解質(zhì)包括鈣鈦礦型、反鈣鈦礦型、LISICON（鋰超離子導(dǎo)體）型、NASICON（鈉超離子導(dǎo)體）型、石榴石型，其中鈣鈦礦型、NASICON型、石榴石型這三種結(jié)構(gòu)類型優(yōu)勢(shì)比較明顯，受到重點(diǎn)關(guān)注，如：鈣鈦礦型LLTO電解質(zhì)材料的本征離子電導(dǎo)率較高，但晶界阻抗高、穩(wěn)定性相對(duì)較差；石榴石型LLZO電解質(zhì)離子電導(dǎo)率較高，穩(wěn)定性好，受到廣泛關(guān)注；NASICON結(jié)構(gòu)的LATP的電化學(xué)窗口較高，穩(wěn)定性好，但離子電導(dǎo)率偏低；LiPON作為電解質(zhì)在與金屬鋰接觸時(shí)表現(xiàn)出高穩(wěn)定性。

2.1 鈣鈦礦型LLTO固態(tài)電解質(zhì)[5,6]

典型鈣鈦礦結(jié)構(gòu)陶瓷的分子式為ABO3，A位一般是稀土或堿土元素離子，B位為過渡金屬離子，A位和B位都可以被半徑相近的金屬離子部分取代而保持其晶體結(jié)構(gòu)基本不變。鈣鈦礦結(jié)構(gòu)復(fù)合氧化物在結(jié)構(gòu)上通常很穩(wěn)定，其中Li+通過空位躍遷機(jī)制進(jìn)行傳輸，即Li+向相鄰的空位定向躍遷從而產(chǎn)生鋰離子電導(dǎo)。

圖2：LLTO晶體結(jié)構(gòu)示意圖[6]

目前，鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的LLTO（鋰鑭鈦氧/鈦酸鑭鋰，Li0.33La0.56TiO3）在晶體型固態(tài)電解質(zhì)中擁有較高的晶體電導(dǎo)率。1993年Inaguma等發(fā)現(xiàn)，LLTO單晶本體的室溫離子電導(dǎo)率可達(dá)10-3S·cm-1，但是其多晶電導(dǎo)率比單體電導(dǎo)率小兩個(gè)數(shù)量級(jí)，短板效應(yīng)使得LLTO陶瓷的總電導(dǎo)率較低，以致未能滿足在鋰電池中實(shí)際應(yīng)用的要求，需通過一定的摻雜改性等手段提高總電導(dǎo)率。

圖3：LLTO塊體樣品[5]

針對(duì)LLTO存在的問題，通過LLTO的摻雜改性從而調(diào)控晶體結(jié)構(gòu)和改善電化學(xué)性能研究已被廣泛報(bào)道。目前，LLTO摻雜分為A位摻雜、B位摻雜以及AB位的共摻雜。稀土元素用于燒結(jié)過程可提高LLTO致密度，減小孔隙率，從而降低晶界阻抗，半徑較大的稀土離子構(gòu)建的三維骨架有利于離子擴(kuò)散遷移，其摻雜可增大LLTO晶胞體積，從而擴(kuò)大離子傳輸通道并穩(wěn)定LLTO高導(dǎo)電立方相。

2.2 石榴石型LLZO固態(tài)電解質(zhì)[6,7]

石榴石結(jié)構(gòu)的通式為A3B2(XO4)3，其中ABX分別與八個(gè)、六個(gè)、四個(gè)氧離子配位，形成十二面體、八面體、四面體，共同構(gòu)建成三維骨架結(jié)構(gòu)。目前研究最多的石榴石型固態(tài)電解質(zhì)為L(zhǎng)LZO（鋰瀾鋯氧/鋯酸鑭鋰，Li7La3Zr2O12），其主要原材料為L(zhǎng)iCO3、La(OH)3、ZrO2和Al2O3。

圖4：LLZO固態(tài)電解質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)示意圖[7]

LLZO存在立方相（c-LLZO）和四方相（t-LLZO）兩種晶體結(jié)構(gòu)，兩種結(jié)構(gòu)最顯著的差別就是Li的占位，在立方相中Li部分占據(jù)間隙位，而在四方相中Li占滿間隙位。其中c-LLZO比t-LLZO電導(dǎo)率高，其晶體骨架網(wǎng)絡(luò)由La3+、Zr2+和O2-離子構(gòu)成，Li離子分布在晶體網(wǎng)格之內(nèi)，這種相鄰位置之間Li離子的最短距離是導(dǎo)致快速離子傳輸?shù)闹饕?，并進(jìn)而提供了高的離子電導(dǎo)率。在25℃時(shí)LLZO的離子電導(dǎo)率為3×10-4S/cm，其晶界電阻占總電阻的比例<50%，因此，LLZO的總體離子電導(dǎo)率與晶內(nèi)離子電導(dǎo)率處于同一量級(jí)，保證了其作為固態(tài)電解質(zhì)的高的總體離子電導(dǎo)率。

LLZO固態(tài)電解質(zhì)在全固態(tài)電池中的應(yīng)用潛能非常大，LLZO不與金屬鋰反應(yīng)，具備低的界面和晶粒阻抗，在空氣中性質(zhì)比較穩(wěn)定，并且LLZO熱處理燒結(jié)的致密化陶瓷的強(qiáng)度和硬度都比較高。

不過通常未摻雜的LLZO具有電化學(xué)性能穩(wěn)定、電化學(xué)窗口寬等優(yōu)點(diǎn)，但相結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差，振實(shí)密度低，具有較大的晶界電阻和室溫離子電導(dǎo)率低，在全固態(tài)電池的應(yīng)用中會(huì)存在較大的界面電阻。而且LLZO在具有水分和CO2的空氣中暴露，由于H+/Li+交換的作用，會(huì)在表面生成Li2CO3，導(dǎo)致性能逐漸劣化。為了增強(qiáng)LLZO體系固態(tài)電解質(zhì)在大氣環(huán)境中的化學(xué)穩(wěn)定性，目前主要是通過摻雜不同金屬元素等對(duì)LLZO進(jìn)行改性，目的是穩(wěn)定立方相結(jié)構(gòu)、優(yōu)化制備路線、減小其界面電阻和晶界電阻、提高其室溫離子電導(dǎo)率。

LLZO作為最具市場(chǎng)化潛力的固態(tài)電解質(zhì)材料之一，一直吸引著眾多研究人員的關(guān)注，通過深入了解LLZO晶體結(jié)構(gòu)以及通過元素?fù)诫s對(duì)富鋰石榴石結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，已經(jīng)將LLZO的鋰離子電導(dǎo)率提高一個(gè)數(shù)量級(jí)。盡管科研人員做了大量的構(gòu)筑LLZO基固態(tài)電池的嘗試，發(fā)展一系列有效的策略來解決正極/LLZO、負(fù)極/LLZO物理接觸的問題，但截止到目前，確實(shí)還沒有任何量產(chǎn)的產(chǎn)品能夠在各方面明顯勝過于傳統(tǒng)鋰離子電池。

2.3 NASICON型LATP固態(tài)電解質(zhì)[6,8]

NASICON型材料的通式為M1xM2(2-x)(PO4)3，M1和M2可以是多種不同的金屬元素，A13+摻雜的NASICON型固態(tài)電解質(zhì)LATP（磷酸鈦鋁鋰，Li1.3Al0.3Ti1.7(PO4)3）是近年來固態(tài)電解質(zhì)熱門的研究對(duì)象之一。

圖5：LATP固態(tài)電解質(zhì)晶體結(jié)構(gòu)示意圖[8]

LATP具有復(fù)雜的晶體結(jié)構(gòu)，由Li/Ti四面體和Al/PO4八面體的交替層組成。Li/Ti四面體通過共享頂點(diǎn)連接形成三維框架，而Al/PO4八面體填充四面體之間的空間。這種結(jié)構(gòu)創(chuàng)造了鋰離子可以移動(dòng)的通道。LATP可以通過多種方法合成，包括固態(tài)反應(yīng)、溶膠-凝膠法和水熱法。在一種常見的方法中，碳酸鋰、氧化鋁(Al2O3)、氧化鈦(TiO2)和磷酸二氫銨按照化學(xué)計(jì)量比例混合，并在高溫(通常為900~1200℃)下在還原氣氛中加熱，以形成LATP陶瓷。

LATP的一些優(yōu)點(diǎn)包括相對(duì)高的離子電導(dǎo)率、寬的電化學(xué)穩(wěn)定性窗口、良好的機(jī)械穩(wěn)定性、與鋰金屬陽極的相容性、與陰極材料的低反應(yīng)性以及寬的溫度范圍。此外，LATP不易形成枝晶，這可以提高電池的安全性和循環(huán)壽命。然而，LATP相對(duì)昂貴，且離子電導(dǎo)率低于LLZO。

目前，我國磷酸鈦鋁鋰行業(yè)尚處于起步階段，以試驗(yàn)室研發(fā)為主，未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)。根據(jù)相關(guān)研究報(bào)告顯示，磷酸鈦鋁鋰能夠顯著提升固態(tài)鋰電池中高鎳三元正極材料的倍率性能和循環(huán)性能。但目前，磷酸鈦鋁鋰存在高溫離子電導(dǎo)率低、易與金屬離子發(fā)生反應(yīng)等問題，未實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘧?yīng)用，這是行業(yè)發(fā)展面臨的主要挑戰(zhàn)。

3 硫化物固態(tài)電解質(zhì)路線[9,10,11]

硫化物電解質(zhì)是固態(tài)電池中有望最早實(shí)用化的電解質(zhì)材料之一，在離子電導(dǎo)上尤其具有優(yōu)勢(shì)。其超離子導(dǎo)體晶格結(jié)構(gòu)允許鋰離子快速在電解質(zhì)內(nèi)部傳輸；而在合成工藝上，硫化物電解質(zhì)在固相合成上具有低溫合成的優(yōu)勢(shì)，且在液相合成上具有廣闊的拓展前景；除此以外，借助對(duì)高離子電導(dǎo)硫化物電解質(zhì)離子傳輸機(jī)制的認(rèn)識(shí)，通過元素?fù)诫s可以進(jìn)一步提高硫化物電解質(zhì)的離子電導(dǎo)優(yōu)勢(shì)。

硫化物固態(tài)電解質(zhì)根據(jù)其結(jié)晶的形態(tài)大致可以分為三類，分別是玻璃態(tài)、玻璃陶瓷態(tài)以及晶態(tài)。經(jīng)過研究人員的大量努力，硫化物固態(tài)電解質(zhì)的離子導(dǎo)電率已經(jīng)可以達(dá)到甚至超越液體有機(jī)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率。

3.1 玻璃態(tài)硫化物電解質(zhì)

由于玻璃態(tài)硫化物電解質(zhì)的導(dǎo)電通道具有各向同性，其晶界電阻易于消除。因此，玻璃態(tài)硫化物電解質(zhì)通常被認(rèn)為具有比其相應(yīng)的晶體材料更高的離子電導(dǎo)率。

玻璃態(tài)硫化物固態(tài)電解質(zhì)通過機(jī)械球磨或高溫熔融后快速冷卻的方法獲得，在XRD表征下沒有明顯的峰。玻璃態(tài)固態(tài)電解質(zhì)主要由正硫代磷酸鹽，焦磷酸鹽，偏硫代磷酸鹽，次硫代磷酸鹽四類微小晶體構(gòu)成，其傳導(dǎo)離子的機(jī)理尚不十分明確。

3.2 玻璃陶瓷態(tài)硫化物固態(tài)電解質(zhì)

玻璃陶瓷態(tài)的硫化物電解質(zhì)由非晶相和晶相組成，通常是通過對(duì)玻璃態(tài)的電解質(zhì)進(jìn)行熱處理來制備。形成的晶體類型取決于玻璃態(tài)電解質(zhì)的組成和熱處理的條件。玻璃陶瓷態(tài)硫化物固態(tài)電解質(zhì)通常為球磨后經(jīng)過一步低溫?zé)Y(jié)后獲得，屬于玻璃態(tài)和晶態(tài)混合的亞穩(wěn)相，在XRD表征下有少量的峰。

3.3 晶態(tài)硫化物固態(tài)電解質(zhì)

晶態(tài)硫化物固態(tài)電解質(zhì)一般通過高溫?zé)Y(jié)制成，有明確的晶體結(jié)構(gòu)與XRD峰。也有部分研究采用高能球磨、研磨后燒結(jié)及液相法制備得到。晶態(tài)的硫化物固態(tài)電解質(zhì)按晶體結(jié)構(gòu)主要分為thio-LISICON型、Li-argyrodite型和LGPS型。這三種類型的電解質(zhì)都有具體的晶體結(jié)構(gòu)和鋰離子傳輸通道，其結(jié)構(gòu)組成和離子遷移機(jī)理都較為明確。

圖6：三種晶態(tài)的硫化物固態(tài)電解質(zhì)結(jié)構(gòu)[11]

在固態(tài)電解質(zhì)材料體系研發(fā)中，硫化物體系較多的為日本和韓國企業(yè)所選擇，如豐田帶頭推進(jìn)硫化物全固態(tài)電池量產(chǎn)。歐陽明高院士在回顧日本全固態(tài)電池技術(shù)路線圖2020時(shí)表示，聚焦全固態(tài)電池，固態(tài)電解質(zhì)硫化物為主、正極材料三元為主、體積比能量為標(biāo)志性參數(shù)指標(biāo)。日本計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)第一代全固態(tài)電池（硫化物系）的量產(chǎn)，2030年實(shí)現(xiàn)第2代全固態(tài)電池（高離子傳導(dǎo)性硫化物或氧化物系）的推廣應(yīng)用[3]。

目前，國內(nèi)也有多家企業(yè)紛紛入局硫化物固態(tài)電池領(lǐng)域，硫化物固態(tài)電池研發(fā)也頻傳喜報(bào)，推動(dòng)了硫化物固態(tài)電池的發(fā)展。

04 聚合物固態(tài)電解質(zhì)路線[12]

與無機(jī)電解質(zhì)相比，聚合物電解質(zhì)是由聚合物基體和鋰鹽混合而成，因其具有彈性的固固接觸界面、柔性、成本低、易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模制備等優(yōu)點(diǎn)引發(fā)研究者的廣泛關(guān)注。盡管如此，聚合物電解質(zhì)的室溫離子電導(dǎo)率偏低，熱力學(xué)性能差，研究者通常通過添加增塑劑、制備二元復(fù)合聚合物、原位固化等方式來解決上述問題。目前主要應(yīng)用的聚合物基體包括聚氧化乙烯（PEO）、聚偏乙烯基（PVDF基）、腈基、腈綸基和聚酯基等。每種材料都具有獨(dú)特的性質(zhì)和特點(diǎn)，使它們適合于固態(tài)電池領(lǐng)域的特定應(yīng)用。

圖7：常用的聚合物基體分子結(jié)構(gòu)示意圖[12]

4.1 聚合物固態(tài)電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)

聚合物固態(tài)電解質(zhì)采用聚合物作為基體，具有優(yōu)異的性質(zhì)，比如柔韌性、易加工性，可通過溶液澆鑄或熔融擠出壓延成膜。聚合物的黏彈性和可塑性賦予聚合物電解質(zhì)加工便捷性，加工成型成本低，能設(shè)計(jì)成任意形狀，具有較好的加工和形狀靈活性。此外，聚合物合成條件較為簡(jiǎn)易，對(duì)溫度、壓力等環(huán)境要求不苛刻，適宜規(guī)?；a(chǎn)。

聚合物電解質(zhì)固態(tài)中不存在微孔通道，能有效避免鋰電池在充放電過程中由于鋰不均勻沉積誘導(dǎo)鋰枝晶沿隔膜內(nèi)連續(xù)孔洞生長(zhǎng)并刺穿隔膜導(dǎo)致內(nèi)部短路的安全問題。此外，固態(tài)聚合物電解質(zhì)具有較好的力學(xué)和機(jī)械強(qiáng)度，也有助于抑制鋰枝晶。

4.2 聚合物固態(tài)電解質(zhì)的缺點(diǎn)

固態(tài)聚合物電解質(zhì)與電極界面的接觸欠佳，在充放電過程中正、負(fù)電極的體積變化會(huì)進(jìn)一步惡化界面接觸，使得界面處的離子和電子傳輸受阻，極大地降低電化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

另一方面，固態(tài)聚合物電解質(zhì)在電極界面上的穩(wěn)定性欠佳，在循環(huán)過程中，容易在電極界面上發(fā)生氧化還原反應(yīng)，引發(fā)電池失效。PEO基聚合物電解質(zhì)的起始分解電壓為3.8V（vs.Li/Li+），可以搭配低電壓的磷酸鐵鋰（LiFePO4）正極使用，但當(dāng)與高電壓層狀過渡金屬氧化物正極（如LiCoO2、NCM、NCA等）相匹配時(shí)，其在正極/電解質(zhì)界面上會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的氧化反應(yīng)，增加電池電阻，釋放氣體，嚴(yán)重影響電池的循環(huán)穩(wěn)定性和安全性。聚合物基固態(tài)電解質(zhì)在具有高化學(xué)反應(yīng)活性的鋰金屬電極界面上同樣存在不穩(wěn)定性，例如，PAN具有高的電化學(xué)穩(wěn)定窗口（≥4.5Vvs.Li/Li+），被認(rèn)為可以與高電壓的正極相匹配，然而，由于-CN基團(tuán)的存在，其與鋰金屬負(fù)極接觸時(shí)，會(huì)在界面發(fā)生反應(yīng)形成鈍化層，嚴(yán)重削弱電池性能。

此外，固態(tài)聚合物電解質(zhì)熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性較差，限制了其在固態(tài)電池中的實(shí)際應(yīng)用。

05 鹵化物固態(tài)電解質(zhì)路線[13]

鹵化物固態(tài)電解質(zhì)一般可寫作Li–M–X，其中M代表中心元素，X為鹵素元素，包括 F、Cl、Br、I隨著鹵化物固態(tài)電解質(zhì)中元素的變化，其晶體結(jié)構(gòu)、 離子傳導(dǎo)機(jī)制和電化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化。

根據(jù)M元素的離子價(jià)態(tài)不同，固態(tài)電解質(zhì)可以分為三類:

（1）M元素的離子價(jià)態(tài)為二價(jià)（M=V、Cr、Mn、Zn等）；

（2）M元素的離子價(jià)態(tài)為三價(jià)（M=Sc、Y、La-Lu、Al、Ga、ln）；

（3）M元素的離子價(jià)態(tài)為四價(jià)（M=Zr、Hf）。

在全固態(tài)鋰電池結(jié)構(gòu)組成中，鹵化物固態(tài)電解質(zhì)一般作為“鋰離子添加劑”加入到正極混料中或直接作為電解質(zhì)層來隔絕正極混料中活性物質(zhì)與不穩(wěn)定固態(tài)電解質(zhì)層之間的副反應(yīng)。

鹵化物電解質(zhì)還可以通過ALD原子沉積法均與地包覆在正極活性材料表面，以達(dá)到隔絕與硫化物電解質(zhì)的副反應(yīng)從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定正極結(jié)構(gòu)的作用，如LiAIF4包覆的LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2等。

鹵化物固態(tài)電解質(zhì)不僅可以用于全固態(tài)鋰離子電池，也可用于全固態(tài)Li-S，全固態(tài)Li-Se，固態(tài)Li-O2電池以及全固態(tài)鈉離子電池。

06 復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)路線[14,15]

復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)一般是由無機(jī)填料和聚合物固態(tài)電解質(zhì)復(fù)合得到的電解質(zhì)。復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)結(jié)合了無機(jī)固體電解質(zhì)和有機(jī)固體電解質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)，兼具高鋰離子導(dǎo)電率和電化學(xué)穩(wěn)定性，已成為目前研究的熱點(diǎn)之一。

在聚合物固態(tài)電解質(zhì)中加入無機(jī)填料后得到的固態(tài)電解質(zhì)具有優(yōu)異的綜合性能，無機(jī)填料可以起到三方面的作用：

（1）降低結(jié)晶度，增大無定形相區(qū)，利于Li+遷移；

（2）填料顆粒附近可以形成快速Li+通道；

（3）增加聚合物基質(zhì)的力學(xué)性能，使其易于成膜。

根據(jù)無機(jī)填料是否具有導(dǎo)離子能力，無機(jī)填料可以分為惰性填料和活性填料。惰性填料不輸送鋰離子，主要有二氧化硅、氧化鋁、氧化鋯?；钚圆牧峡梢詤⑴c離子傳導(dǎo)過程，主要有氧化物固態(tài)電解質(zhì)填料以及硫化物固態(tài)電解質(zhì)填料。

圖8：室溫下復(fù)合電解質(zhì)中常用的無機(jī)填料

聚合物基體在復(fù)合固體電解質(zhì)中可以發(fā)揮以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）聚合物的加入可以顯著提高固體復(fù)合電解質(zhì)的柔韌性；

（2）聚合物的存在有助于減小電極-電解液界面的電阻；

（3）聚合物通常比無機(jī)陶瓷電解質(zhì)更容易加工且更具成本效益，這有利于大規(guī)模制造。

綜合利用無機(jī)材料高離子電導(dǎo)率和良好的機(jī)械強(qiáng)度與聚合物材料良好的界面相容性和電化學(xué)穩(wěn)定性形成的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)，可以有效地提升鋰離子導(dǎo)電率、抑制電池運(yùn)行過程中鋰枝晶的生長(zhǎng)，提高電池的電化學(xué)穩(wěn)定性和熱穩(wěn)定性以及庫侖效率。

在復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)的研究中仍有一系列技術(shù)難題亟待解決，對(duì)于有機(jī)/無機(jī)復(fù)合電解質(zhì)，無機(jī)填料和聚合物材料的微觀作用機(jī)理尚不明確，如何在聚合物基體中均勻分散無機(jī)顆粒也有待解決，獲得具有良好整體性能的復(fù)合固態(tài)電解質(zhì)是實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池應(yīng)用的重要先決條件，所以設(shè)計(jì)高離子電導(dǎo)率、寬電化學(xué)窗口、高機(jī)械強(qiáng)度且兼顧界面接觸和界面兼容性的復(fù)合電解質(zhì)是目前的研究重點(diǎn)。

07 總結(jié)

氧化物路線的量產(chǎn)能力、空氣穩(wěn)定性較高，但是接觸電阻、對(duì)鋰穩(wěn)定性都比較弱；聚合物路線界面相容性好，也容易加工，但其導(dǎo)電率、穩(wěn)定性等難題需要攻克；鹵化物的界面接觸性也比較好，但電化學(xué)穩(wěn)定性需要解決，加工難度大；硫化物路線是目前國內(nèi)外比較看好的路線，具有高離子電導(dǎo)率、良好的界面相容性，但其安全性及成本等問題一直是困擾其發(fā)展的難題。固態(tài)電池的任何一種材料體系都存在短板，體系融合是電解質(zhì)性能提升的必然選擇。

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