> 数据图表一起讨论下无机固态电解质的 3 种技术路线
2025-4-6聚合物电解质(如 PEO 基)以柔韧性和易加工性见长,但核心问题为室温离子电导率低(10-4 Scm),链段运动受限导致锂离子迁移缓慢。机械强度不足,高浓度锂盐引发结晶度下降,循环中易变形。无机固态电解质因其高离子电导率和化学稳定性成为研究热点,主要包括氧化物、硫化物和卤化物 3 大类,但每类均面临独特挑战。(1)氧化物固态电解质:氧化物基固态电解质主要分为 NASICON 型、石榴石型和钙钛矿型。氧化物固态电解质在离子电导率(10-410-3Scm)和热稳定性方面表现优异,但 NASICON 型固-固接触不良限制了其应用石榴石型如 Li7La3Zr2O12LLZO存在界面接触不良和锂枝晶生长问题钙钛矿型 Ti4易还原、Li2O 易损失、烧结性能差等问题待解。(2)硫化物固态电解质:硫化物固态电解质因超高室温离子电导率(10-3Scm)和柔性特性备受关注,其 Li电导率可轻松超过 10-4Scm,优于传统有机液体电解质。但面临:空气稳定性差,易与水分反应生成 H2S,需严格封装。电化学窗口窄,与高电压正极(如 NCM811)兼容性差,需缓冲层(如 LiNbO3)抑制界面副反应。成本高昂,晶态硫化物(如 Li.Si.P.S.Cl.)合成工艺复杂,难以规模化。(3)卤化物固态电解质:卤化物固态电解质(如 LiInCl)兼具高离子电导率(10-3Scm)和宽电化学窗口(4V),但挑战在于:湿气敏感性,易潮解,需惰性气氛加工。锂金属兼容性差,与锂负极界面易形成高阻抗层,需合金化修饰(如 Zn 涂层)。